（机械制造及其自动化专业论文）面向电子商务的制造过程数据采集的研究.pdf

摘要 随着计算机网络和通信技术的飞速发展，客户协同企业进行生产将 成为一种生产方式，而模具行业是客户驱动性制造业的典型代表，属于 面向资源的工程订货类型，对产品的交货期有着严格的要求。本文建立 的电子商务就是一种面向模具制造的客户协同平台。 本文首先介绍了制造业信息化的发展状况，根据模具企业的特点分 析了课题确立的背景和意义，然后以模具行业为背景，从客户的角度对 客户和模具企业共同参入制造过程进行分析，对从排产过程中提取的数 据进行分析、综合计算，并给出客户所需要的数据，建立了数据采集的 算法模型，该模型中对订单的开始时间和预计结束时间的搜索方法进行 了分析，并根据生产设备的不同情况建立了订单完成百分比的单一模型 和复合模型，其复合模型适用于实际的企业生产，可以应用于实践。然 后建立了电子商务的总体结构和逻辑模型，用v i s u a ls t u d i o n e t 为开发 工具，开发出一套基于b s 模式的客户协同平台的电子商务模块，在程 序中实现了数据采集的算法模型。最后，给出了运行结果。 关键词：客户协同电子商务数据采集 广东工业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ei n t e r n e ta n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y ， t h ec o o p e r a t i o nb e t w e e nc u s t o m e r sa n de n t e r p r i s ew i l lb e c o m eam o d e lo f p r o d u c t i o n m o l d d i ei n d u s t r yi s t h e t y p i c a lr e p r e s e n t a t i v eo ft h e c l i e n t d r i v i n gm a n u f a c t u r i n g ，a n di t s ak i n do fp r o j e c ti n d e n tf a c i n gr e s o u r c ea n d i ss t r i c ti nd e l i v e r yd a t e t h ee bi nt h i st h e s i si sac l i e n tc o l l a b o r a t i o n p l a t f o r mf a c i n gm o l d d i em a n u f a c t u r i n g t h et h e s i si n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n to fm a n u f a c t u r i n gi n f o r m a t i o n ，a n d a n a l y z e st h eb a c k g r o u n da n dm e a n i n go ft h es t u d ya tf i r s t a n dt h e no nt h e b a s i so fb a c k g r o u n do fm o l d d i ei n d u s t r y i t a n a l y z e st h a t t h ec l i e n t s c o o p e r a t i n gw i t ht h em o l d & d i ee n t e r p r i s et a k ep a r ti np r o d u c t i o np r o c e s s w i t ht h ev i e wo fc l i e n t a n da f t e ra n a l y z i n ga n dc a l c u l a t i n gt h eo b t a i n e d d a t af r o mt h es c h e d u l ep r o c e s s ，i tg i v e st h er e s u l tt oc l i e n ta n db u i l d su pt h e a l g o r i t h m m o d e lo f d a t ac o l l e c t i o n t h e a l g o r i t h m m o d e l a n a l y z e s t h e s e a r c hm e t h o do fo r d e r ss t a r t p r o c e s st i m ea n df i n i s hp r o c e s st i m ea n d b u i l d su pt h es i n g l em o d e la n dc o m p l e xm o d e lo ft h eo r d e r sf u l f i l l i n gs t a t e a c c o r d i n g t od e v i c e s a n dt h e c o m p l e x m o d e lc a n a p p l y f o r a c t u a l p r o d u c t i o n 。t h e ni t b u i l d su pt h es y s t e ms t r u c t u r ea n dl o g i cm o d e lo ft h e e b a tl a s ti tr e a l i z e st h ee bm o d u l ew i t hv i s u a ls t u d i o n e ti nw h i c ht h e a l g o r i t h mm o d e lo fd a t ac o l l e c t i o ni sa p p l i e d ，a n dg i v e st h er u n n i n gr e s u l t k e y w o r d s c l i e n tc o a b o r a t i o ne - bd a t ac o l l e c t i o n 第一章绪论 1 1 制造业与信息化 第一章绪论 制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产 业，它一方面创造价值、生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经 济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备， 在工业化国家，约有1 4 的人口从事各种形式的制造活动，约有7 0 。8 0 的物质财富来自制造业。因此，很多国家，特别是美国把制定制造业发 展战略列为重中之重，美国认为制造业不仅是一个国家国民经济的支柱， 而且对其经济和政治的领导地位也有着决定性影响。 现代制造企业实行管理信息集成化是适应信息时代发展的需要，也 是适应国际化分工交流与合作的趋势。所谓制造企业信息化是信息技术 和信息资源在制造企业经营管理中综合运用能力和水平的集中体现，是 制造企业经营战略的重要内容，是制造企业获取最大的经济效益、在市 场竞争中立于不败之地的重要手段。进入二十世纪九十年代以来，知识 型制造企业已经或正在出现，全球经济形态正在转型，制造企业也需改 进、重组和转型。呈现在我们面前的是五彩缤纷的电子商务，i t 技术飞 速发展，i n t e r n e t 、i n t r a n e t 正广泛应用在各主要工业领域，为企业创 造着巨额利润。我国加入世界贸易组织之后，随着市场竞争的白热化， 提高制造企业信息通道的快速反馈能力、拓宽制造企业的信息通道，全 面实施制造企业管理信息集成化建设已是自身生存的必然选择2 1 。 半个世纪以来，特别是近3 0 年，信息革命已渗透至各个经济部门， 迅速改变着传统产业和整个经济的外貌。计算机和通讯技术的迅猛发展 极大地拓展了制造业信息化进程，可将其分为以下几个阶段 3 1 ： 1 功能自动化阶段。7 0 年代电子技术和计算机技术的发展为生产领 域的自动控制提供了可能，使得以计算机为辅助工具的制造自动化技术 成为可行，由此出现了计算机辅助设计( c a d ) 、计算机辅助制造( c a m ) 、 计算机辅助工艺规划( c a p p ) 、物料管理计划( m r p ) 等自动化系统。 广东工业大学工学硕士学位论文 但他们基本属于单项功能的自动化，着重对个人的活动提供了计算机辅 助手段。 2 信息集成阶段。8 0 年代针对设计、加工和管理中存在的自动化孤 岛问题，致力于解决各个制造业分系统之间信息的共享和交换，形成了 一系列以接口方式和数据库系统为主要方式的信息集成系统，如 c a d c a p p c a m 集成系统、c a d 或c a p p 与m r p i i 的接口开发，以及 8 0 年代后期在我国大力研究的c i m s 技术。 3 过程优化阶段。9 0 年代信息和通讯技术在知识经济发展过程中处 于中心地位，企业意识到除了信息集成外，还需要对生产过程进行优化， 协同多个相关的应用以实现更高层次的系统功能目标。如用并行工程 ( c e ) 方法，在产品设计时考虑下游工作中的可制造性、可装配性等， 重组设计过程，提高产品开发能力；用企业流程重组( b p r ) 的思想， 调整企业过程，通过简化与集成达到过程的整体优化。相应地，出现了 产品数据管理( p d m ) 、工作流管理等对团队在整个业务流程中的支持 技术。 4 敏捷化阶段。1 9 9 5 年后，以i n t e r n e t 为代表的国际互连网，正以 极快的速度在发展。i n t e r n e t 在改变信息传递方式的同时也改变着企业组 织管理方式，使以满足全球化市场用户要求为核心的快速响应制造活动 成为可能，企业不能再局限于内部的集成，而必须考虑与外部环境的集 成，更强调知识的获取与共享。因此，敏捷制造( a m ) 、虚拟制造( v m ) 等新的制造模式应运而生。相应的，供应链技术、多智能主体 ( m u l t i a g e n t ) 结构与基于c o r b a 的网络化制造技术等成为研究热点。 从制造业信息化进程可看出，未来的制造业在某种意义上将成为一 种信息产业，用信息技术促进制造业的改造已成为时代潮流。2 l 世纪， 世界制造业发展的总趋势是：信息技术在促进制造业发展过程中的作用 仍然是第一位：独占性技术决定了产品的价值和价格；联合和竞争两位 一体，并超出国界，敏捷性成为制造业追求的主要目标 4 1 。 根据参考文献【5 】，2 0 0 4 年制造业信息化技术的发展趋势有：1 e r p 的应用仍旧是制造业信息化建设的重点，但可能不是宣传的重点，企业 的应用更加务实和理智；2 p l m ( p r o d u c t l i f e c y c l e m a n a g e m e n t ) 将成为 第一苹绪论 媒体聚焦的重点，应用p l m ，企业可以实现对项目管理、产品研发管理、 产品数据管理、质量管理、客户服务和设备管理等一系列问题的即时管 理，这将大大提高企业对自身产品的控制能力以及对产品生命周期的把 握能力，从而在根本上增强了企业的核心竞争力；3 电子商务会更加突 出，电子商务一直是i b m 等国外软件厂商倡导的i t 方向，电子商务平 台可以降低营销成本，其效益和潜力是很大的，目前在商业领域有一定 发展。但是在制造业领域由于缺乏一种i t 营销保障平台和氛围，相对发 展较慢。我们有理由相信，随着商业银行的发展，网上银行、网上交易 是迟早的事情：4 其他技术将会层出不穷，制造业领域的i t 技术随着制 造业信息自身的完善和发展，其他技术将层出不穷，如a p o ( a d v a n c e d p l a n n e ra n do p t i m i z e r ) 、平台软件等6 叫。 1 2 电子商务 电子商务是商务活动的一种新形式，通过采用现代信息技术手段， 以数字化通信网络和计算机装置替代传统交易过程中纸介质信息载体的 存储、传递、统计、分布等环节，从而实现商品和服务交易以及交易管 理等活动的在线交易，并达到使物流和资金流等实现高效率、低成本信 息化管理、网络化经营的目的。从广义上讲，电于商务不仅包括以英特 网为信息交换平台的交易，还包括以英特网、内联网、外联网以及其他 广域网、局域网为工具进行交易的形式1 0 l 。 电子商务是一个涉及面很广，包容量巨大的业务活动范畴。虽然世 界各国都在发展电子商务，但目前对电子商务本身却尚未形成一个统一 的说法。许多专家和学者都尝试从不同的角度来界定电子商务的内涵和 外延。 早期的电子商务通常是人们通过计算机专用网络v p n 或电子数据 交换技术e d i 进行的商贸活动，例如电子资金转帐、远程购物、电子合 同、电子化海关进出口报关、电子化税务申报等等。 i n t e r n e t 在全世界的普及为电子商务带来了飞速的增长期。由于 i n t e r n e t 具有使用成本低、网络速度高、网络访问方便、网络可扩展性好、 开发维护简单等特点，使得基于i n t e r n e t 的网络技术很快用于电子商务， 3 广东工业大学工学硕士学位论文 促进了电子商务的发展。 基于i n t e r n e t 上的电子商务不仅是指基于i n t e r n e t 网上的交易，而且 指所有利用i n t e r n e t i n t r a n e t 网络技术来解决问题、降低成本、增加价值 并创造新的商机的所有商务活动，包括从销售到市场运作以及信息管理 筹备各个方面。 同时，电子商务的发展又有力地推动了i n t e r n e t i n t r a n e t 的发展，对 社会的进步和经济的变革产生深远影响，为企业实现飞跃提供了难得的 机遇1 1 “15 1 。 但是电子商务必须建立在企业信息化基础上。企业是电子商务应用 的主体，而各个企业电子商务的顺利开展，与企业信息化程度密切相关。 企业信息化是指企业利用现代信息技术，通过对信息资源的深入开发和 应用，不断提高生产、经营管理、决策的效率和水平，进而提高企业经 济效益和竞争力的过程。从内容上看，企业信息化包括产品设计的信息 化、生产过程的信息化、产品销售及服务的信息化以及信息管理人才的 培养。企业间的电子商务活动是企业供应链管理、物流管理、财务管理 信息化、自动化与互联网应用的结合。世界发达国家电子商务发展的历 程表明，电子商务应用与企业信息化、自动化管理有着极为密切的关系。 企业只有在自身信息化发展到一定程度，才能真正利用电子商务开展从 原材料查询、采购到产品开发、生产、销售、货款结算等各个环节的网 上业务。从这一点看，电子商务的应用并非可以凭空而来，必须建立在 企业信息化的基础上。从某种意义上说，企业信息化程度决定着电子商 务应用状况和水平，流通领域也不例外d 6 。 在企业的信息化建设中，电子商务是e r p 系统的扩展和外延，e r p 是做好电子商务的基础，离开e r p 的电子商务必将流于失败，仅仅实现 前端网上交易，而内部业务和管理不能网络化与之配套、整合，电子商 务将只能成为空谈。目前，电子商务的业务模式还处在不断摸索、不断 完善的阶段( 包括国外) 。e r p 与电子商务的整合，也将是一个不断融合、 不断改进的过程，选用一个好的商务应用框架将使这个过程大大缩短。 图1 1 展示了目前企业电子商务的现状可以看到，客户或商家可以在 网站下达订单，并传递至e r p 系统，很多传统的e r p 还未实现w e b 化， 4 第一苹绪论 甚至不能接受电子订单企业与供应商及合作伙伴之间的采购请求、外 协外制、货物供应、产品配送等仍然是通过传统方式，未能实现网络化， 游离在交易之外现实在线订购产品仅仅是电子商务的简单呈现，后台 应用仍然是效率低下，电子商务的即时性无从体现，整个交易链是断裂 和脱节的根本没有实现完整意义上的电子商务( 企业与客户、供应商、 合作伙伴的电子连接) 【1 7 。9 1 。 图卜1 企业电子商务现状 f i g 1 1a c t u a l i t yo fe n t e r p r i s ee b u s i n e s s 如果前端的订货( 销售信息) 不能进入e r p 的生产计划，而来自e r p 的生产信息不能进入采购系统，那么电子商务的优越性就无从谈起，因 此，应把电子商务和企业资源计划的整合引入企业，这是企业适应时代 发展的要求2 们。 从某种角度来看，电子商务与e r p 可以被归于同一个层次上的应用， 只是侧重点不同一一e r p 主要针对企业内部的管理，而电子商务则是以 与外部交互为主。由于电子商务与e r p 之间存在着种种密切的联系，因 此我们不能再把它们简单地看作是二个独立的对象，而应该用联系的观 点去认识和研究它们 2 1 】。 目前企业在电子商务和e r p 建设中存在一些问题： 首先，在信息化时代，企业内外部的运作模式将大为改观。由于 i n t c r n e t 大大的缩短了时间和空间的距离，企业内部部门、员工以及客户 之间的沟通方式将有很大的变化。在内部工作和业务流程的控制方面， 企业将会主动的大量采用新的商务模式进行交流。无论该业务涉及的人 员是否在同一物理位置或网络上，业务的处理都要顺利进行。而许多传 统的e r p 系统几乎没有涉及或考虑这些需求和功能，大多数宣称电子商 广东工业大学工学硕士学位论文 务的模块只是提供了w e b 页面的查询或定单输入，没有在全部环节面向 新的需求。 第二，e r p 系统是一个整体的概念，企业规模与职能的差异，决定 了e r p 的最终配置不是惟一的，即最终实施到具体企业的e r p 系统将 是完整系统的子集，它只包含该企业所涉及的功能模块，而电子商务应 用系统往往是国内企业准备构建或正在构建的新应用，满足日益增加与 客户和贸易伙伴的信息交流。由于企业在e r p 选型方式的不同以及使用 的计算机技术的不断更新，不同信息系统间，尤其是不同部门间的数据 信息共享不及时、不能共享，数据有脱节的现象，即产生“信息孤岛”。 第三，随着电子商务技术的发展，企业各种业务活动也己延伸到 i n t e r n e t 上，企业信息系统需要支持i n t e r n e t 上的信息获取及网上交易的 实现，然而许多企业的e r p 却对电子商务支持不足，缺乏与前端的电子 商务应用的广泛的数据、业务逻辑接口。企业电子商务系统很少能有机 地融合企业内部信息处理和企业对外信息交换，实时接收、存储、分析 处理、过滤和分发来自企业内外的各种信息，自动响应来自企业内外， 上下游企业或客户的信息处理。因此，没有后台的e r p 系统( 如制造、 财务、决策分析等等) ，整个电子商务只能发挥极其有限的功效2 2 以5 1 。 1 3 本课题的研究背景 模具在生产中的应用极为广泛，几乎全部塑料制品和由铝板、铜板、 钢板制成的绝大部分产品，都要通过模具加工而成，模具工业是国民经 济中重要的基础工业。模具企业属于面向定单设计制造类型的企业。从 企业的生产规模来看，我国大多模具企业属于中小型企业。其生产活动 以设计为主，同时生产管理中生产计划与控制是面向生产过程的。 模具的设计制造是一个非常复杂的过程，它涉及到制造领域的所有 方面。其特点是单件小批量生产，而且模具往往不是最终产品，其交货 期的要求较为苛刻【l 】。 随着计算机网络和通信技术的飞速发展，使得人们之间相互沟通的 方式发生了重大变化，人们获取必要的信息变得更加容易。所以，客户越 来越希望可以不受时间及地域的限制在互联网上参入产品的开发、设计 6 第一章绪论 以及对生产进度进行监控。客户与生产厂家以及有关的协作伙伴可以在 动态的信息平台上，就产品生命周期中的每一项生产技术、商业经营环 节进行协商，并对全过程进行监控。因此企业开展电子商务的建设也越 来越成为必要。 由于模具制造业是客户驱动性制造业的典型代表，按照对客户驱动 性制造系统的分类标准，它属于面向制造资源的工程订货类型。就珠江 三角洲地区模具制造业的现状而言，因受到相关产业的带动，近期有了 较大的发展。据广东省模具协会2 0 0 0 年的不完全统计，目前广东省拥有 各类中小型模具厂和车间6 0 0 0 多家。但是反观本地区的模具行业，虽然 规模可观，却远未成熟2 6 1 。 由于模具产品对交货期有着严格要求，因此客户需要随时了解所下 订单的进展情况，以方便自身的生产计划安排。而当前绝大多数企业的 电子商务系统由于无法采集实际的制造过程数据信息而无法提供这一功 能。本文的研究工作就是鉴于此丽展开的。 1 4 本文的研究内容及主要工作 通过以上的阐述和分析，我们知道，企业的很多信息都要通过网络 与外界发生联系，同时外界了解企业的情况最快捷方便的形式也是通过 网络，因此在企业内部信息已经建立完善的情况下，实施电子商务是完 全有必要的。同时，由于模具行业对产品交货期的严格要求，使得客户 迫切想了解模具订单的进展情况，但是提供这种信息需要企业内部信息 系统的支持，只有在我们已经建立了车间生产调度模块的基础上，我们 才能采集到制造过程中的数据，而生产调度模块又必须建立在完备的工 艺和设备信息的基础上。因此本文在前期工作已经建立起工艺信息及生 产调度模块的基础上，利用并行工程的设计思想，建立起电子商务的系 统结构和逻辑模型等，并对如何采集制造过程中的动态数据进行了重点 研究。 本文的主要研究内容包括以下几个方面： 1 在对生产调度的算法模型的研究基础上，提出了制造过程数据采集 的算法模型 7 广东工业大学工学硕士学位论文 2 建立了电子商务的系统结构和逻辑模型； 3 以v i s u a ls t u d i o n e t 为开发工具，开发出基于企业内部制造过程的电 子商务，实现将采集的数据从i n t e r n e t 传递给客户。 1 5 本章小结 本章对制造业信息化和电子商务的现状和发展进行了分析，并对模 具行业的特点以及对交货期的严格要求，实施电子商务的必要性以及客 户和企业互动性的要求进行了阐述，最后指出了本文的主要研究工作。 第二章制造过程数据采集算法模型的研究 第二章制造过程数据采集算法模型的研究 2 1 数据采集算法模型研究的前期工作介绍 2 1 1从工艺信息中提取数据 要想知道订单的加工状态，就必须要知道订单所包含产品的加工状 惫，产品又包含零件，在生产调度的排产计划中只包含有零件工序的加 工状态。所以要想知道订单的情况，必须要清楚产品零件的所属关系， 也就是b o m 结构。图2 1 就是从生产工艺的概念模型中提取出来的b o m 结构。我们只要从中提取出产品和零件的关系就可以了。我们可以将一 个订单所包含的产品集合记为 p l ，p 2 ，p 3 p 。) ，将产品p i 中包含的 零件集合记为 j i l j i 2 ，j i 3 ，j i 。 。 图2 - 1 工艺信息中的b o m 结构 f i g 2 1t h eb o m s t r u c t u r eo ft h et e c h n i c si n f o r m a t i o n 9 广东工业大学工学硕士学位论文 2 1 2 生产调度模块排产算法 由于数据采集的数据来源于生产调度排产的结果，因此数据采集算 法模型中的参数也来自生产调度的算法模型，而且生产调度算法的约束 描述和排产规则，以及排产算法本身对数据采集都有影响，因此，有必 要先介绍一下生产调度模块的排产算法 1 基本概念 ( 1 ) ( p l ，p 2 ，p 3 ，p m ) m 台设备； ( 2 ) ( j l ，j 2 ，j 3 ，j n n 个工件： ( 3 ) q i 工件j i 所包含的工序数； ( 4 ) o 日工件j i 的第j 道工序； ( 5 ) r i 工件j i 的原料到达时间； s q 1 b e i 工序o b 的开工时间； 工序o q 的完工时间； 工序o q 的加工时间； 工件j i 的加工时间； ( 1 0 ) d i 工件j i 的交货期； ( 1 1 ) t 步数。每排一道工序称一步； ( 1 2 ) s 。t 步之前己排序的工序构成的作业集合； 2 约束描述 1 ) 同一设各在某一时刻只能加工一道工序； 2 ) 同一工件在某一时刻仅在一台设备上加工； 3 ) 一道工序一旦开始，不允许中途停下来，插入其他的工序； 4 ) 工件只有前道工序完成之后，才能进入后道工序； 5 ) 若设备空闲，工件在上道工序完成之后，马上进入下道工序； 6 ) 工件的开工时间必须大于其原料到达时间： 7 ) 工件数、机器数、加工时间已知，且加工时间与加工顺序无关； 8 ) 允许工件在工序之间等待，允许机器在工件未到达时处于空闲状态 9 ) 所有设备，原则上可随时开动。 i o 第二章制造过程数据采集算法模型的研究 3 目标函数 以交货期为基准，以最长加工路线加工时间最短为目标。因为最长 加工路径为：m a x fd i r i ) ，故目标函数为： f = m i n m a x ( d i r i 4 算法思想 a 调度规则 ( 1 ) 符合系统提供的零件优先权的工件优先安排； ( 2 ) 若( 1 ) 相同，则余下加工时间长的工件优先安排； ( 3 ) 若( 1 ) ( 2 ) 相同，则加工时间长的工序优先安排： ( 4 ) 满足设备优先权要求。 下面以最长制造时间( 零件优先权) + 设备负荷均衡( 设备优先权) 为例，介绍本模块的倒排及正排算法。 b 倒排法算法步骤 ( 1 ) 根据产品或零件的交货期得到各工序的最迟开工日期及最迟完工 日期，从工艺路线得到工件的总加工时间及各工序的加工时间， 算出工件的剩余加工时间，并将它们储存起来。 ( 2 ) 初始化：设t = 1 ，s 。为空，总工序数为n ， o 。 为各工件未排的作业 的最后一道工序的集合，( e t 为 0 d 中的工序的加工时间的集合，( y t 】为 工件的剩余加工时间的集合。 ( 3 ) 令t t - - m a x y t l ，求t 十对应的工序，若t 相同，则选 e 【 值最大的工序 0 i i 先排。 ( 4 ) 从( p l ，p 2 ，p 3 ，p ) 中找出工序o i q i 所在的设备或设备组，若满足条件 的设备不只台，则将此工序排在作业时间最短的设备上。 ( 5 ) 把已排工序o 日放入到 s t 中，从to t 中删除此工序，并将o i i 的前一工 序放入 s t ，更新 s 。) 、 o 。) 、 e t ) 及 y 【 。 ( 6 ) 令t = t + l ，若t n ，则转到第( 3 ) 步，否则结束。 c 正排法算法步骤 ( 1 ) 根据产品或零件的计划开始期得到各工序的最早开工日期及最早 广东工业大学工学硕士学位论文 完工日期，从工艺路线得到工件的总加工时间及各工序的加工时 间，算出工件的剩余加工时间，并将它们储存起来。 ( 2 ) 初始化：设t = l ，s 。为空，总工序数为n ， o 。 为各工件未排的作业 的第一道工序的集合， e t 为 o t 中的工序的加工时间的集合，( y t ) 为工 件的剩余加工时间的集合。 ( 3 ) t * - - m a x y t ) ，求t 。对应的工序，若t * 相同，则选 e t l 值最大的工序o i i 先排。 ( 4 ) 从( p 1 ，p 2 ，p 3 p m ) 中找出工序0 i q 所在的设备或设备组，若满足条件 的设备不只一台，则将此工序排在作业时间最短的设备上。 ( 5 ) 把已排工序o 放入到( s t 中，从 o t 中删除此工序，并将o 日的后一工 序放入 s t ，更新 s t ) 、( o t 、 e t ) 及 y t ) 。 ( 6 ) 令t = t + l ，若t n ，则转到第( 3 ) 步，否则结束。 2 2 数据采集的算法模型研究 本文在2 1 中介绍了前期基础工作，在本节中主要研究如何从制造 过程中采集数据。数据采集包含几个方面的内容：订单的开始加工时间， 订单的预计完工时间和订单完成状态等。对于订单的开始加工时间和完 工时间主要是采用搜索法，然后进行归纳。而订单完成百分比的情况则 比较复杂，需要分多种情况进行讨论。本文给出了一台设备进行加工的 单一模型和多台设备同时进行的复合模型。在本节中，由于综合考虑了 2 1 1 中工艺信息中的b o m 结构和2 1 2 中生产调度的排产算法，因此在 这里需要将参数重新定义一下。 参数定义： ( 1 ) ( p 1 ，p 2 ，p 3 ，p m ) 订单中包含的m 个产品： ( 2 ) n 产品中包含n 个零件； ( 3 ) j i j 产品p i 中包含的第j 个零件； ( 4 ) 零件j q 所包含的工序数： ( 5 ) o i j k 零件j i j 的第k 道工序； ( 6 ) s i i k 工序o j m 的开工时间； ( 7 ) e i j k 工序0 i i k 的完工时间； 第二章制造过程数据采集算法模型的研究 ( 8 ) b k 工序o i j l , 的加工时间； ( 9 ) b j 零件j q 的加工时间； ( 1 0 ) t 查询时的时间。 2 2 1对订单开始时间的搜索 由于生产调度中算法模型只有零件工序的开始加工时间和结束加工 时间，所以要想知道订单的开始时间，则先要找出最先开工的产品的开 工时间，而产品的开工时间又是该产品中最早开工的零件的开工时间， 根据前面提到的生产调度算法中约束描述第4 条，工件只有前道工序完成 之后，才能进入后道工序，所以要找到零件的开工时间，只需要找到该零件 第一道工序的开工时间。根据以上的分析，对订单开始时间搜索的具体 步骤如下： 1 搜索零件j i j 的第一道加工工序的开始时间m i n s ，。 ，即为零件的 开始加工时间，记为s h = m i n s ； 2 搜索产品p i 中最早开始加工的零件的开工时间即为该产品的开 始加工时间，记为s i = m i n s 。 ； 3 搜索订单中最早开始加工的产品的加工时间即为该订单的开始 加工时间，记为s + = m i n s ；】。 2 2 2 订单预计结束时间的搜索 搜索的基本原理同2 2 1 中对开始时间的搜索，只是需要将搜索最早 的开工时间改为搜索最晚的完工时间，因此需要将零件的第一道加工工 序的开始加工时间改为最后一道工序的结束加工时间。其搜索步骤如下： 1 搜索零件的最后一道加工工序的结束加工时间即为该零件的 完工时间，记为e ，= m a x ； 2 搜索产品p j 中最晚结束加工的零件的完工时间即为该产品的完 工时间，记为巨= m a x e u ； 3 搜索订单中最晚结束加工的产品的完工时间即为该订单的完工 广东工业大学工学硕士学位论文 时间，记为e + = m a x e i 。 2 2 3 订单完成百分比的算法模型的建立 一个订单的完成百分比状态是通过其包含的产品的完成状态来体现 的，而产品的完成状态又是由零件组合起来的，零件的加工工序的加工 状态反映了该零件的加工状态。所以，要想知道订单的加工情况，就需 要从零件的加工工序的加工状态入手，然后推算出零件的加工状态，由 零件的加工状态算出产品的加工状态，最后算出订单的加工状态。以下 就是根据这个步骤来建立模型的。由于参加排产的设备对产品的加工状 态会产生影响，所以本文建立了一台设备进行加工的单一模型和多台设 备同时进行的复合模型。 首先建立只有一台设备对所有的产品零件进行加工时的单一模型。 a t 序的加工状态的模型建立 一道工序e i j k 的加工状态根据查询时间t 可以分为以下几种情况： 1 如果t s i j k ，则表示该工序还没有开始加工，其完成百分比x k 为： x k = o 2 如果s i j k t e i 则表示该工序已经完工，其完成状态为： x k - - - - 1 0 0 b 零件的加工状态的模型建立 一个零件的第一道工序的开始加工时间即为该零件的开工时间，其 最后一道工序的结束时间即为该零件的完工时间，所以零件j 。的加工状 态可表示以下几种： 1 如果t m a x e , m ) ，则表示该零件已经加工完成，完成百分比y ， 1 4 第二章制造过程数据采集算法模型的碍f 究 为： y j - 1 0 0 3 如果呼n ( e 业 r m a x e u k ，则表示该零件正在加工，假设此时 零件正在加工第p 道工序，则完成百分比y ；为： d l 正业+ ( 丁一) 0 = 盟i 一( s m t e i j p ) k = l c 产品的加工状态的模型建立 先找出产品的开始加工时间和结束加工时间，由2 2 1 和2 2 2 中的 描述，可以知道产品的开始加工时间和结束加工时间分别为s i 和t i 。然 后根据以上零件加工状态的几种情况，产品p i 的加工状态分为以下几 种： 1 如果t t i ，则表示产品p i 已经完工，完成百分比z i 为： z i = 1 0 0 3 如果s i t t i ，则表示产品p i 正在加工，假设此时正在进行第q 个零件的加工，则完成百分比为： z i = 呈岛+ 塞 j - ik - i 尉 j - l d 订单的加工状态的模型建立 根据2 2 1 和2 2 2 中找出的订单的开始加工时间s + 和结束加工时间 t + ，然后根据以上产品加工状态的几种情况， 订单的加工状态分为以 下几种： i 如果t t 4 ，则表示订单已经完工，完成百分比w 为： w = 1 0 0 广东工业大学工学硕士学位论文 3 如果s + t t + ，则表示订单正在加工，假设此时正在进行第o 个产品的加工，则完成百分比w 为： w = o - ihh e 口+ 历 以上的模型是在一台设备上对所有进行加工的单一模型，但是这种 模型在实际生产中是不适用的，因为生产调度的排产不会在一台设备上 进行排产，否则也不需要用到调度排产了。因此本文在考虑多台设备进 行加工的条件上提出了修正模型。 根据生产调度的排产算法，一个零件的加工工序是必须在前道工序 完成后才能进行下道工序的，也就是说同一个零件在同一时间不可能在 不同的设备上进行加工，因此，上述模型中工序加工状态的模型和零件 加工状态的模型是正确的，不用修改。在多台设备加工的情况下，可以 出现同一产品的不同零件可以在不同的设备上同时加工，同样，同一订 单中的不同产品也可以在不同设备上同时加工。因此，上述单一模型中 产品加工状态的模型和订单加工状态的模型是需要修正的。修正的结果 如下： c + 产品的加工状态的模型建立 前两种情况是和单一模型一样的，主要区别在于第三种情况，这是 正在加工的零件不止一件，而且无法知道到底有几件，因此可以用零件 的百分比来建立模型。公式如下： 1 如果t t i ，则表示产品p i 已经完工，完成百分比z i 为： z i = 1 0 0 3 如果s i t t i ，则表示产品p i 正在加工，此时可以根据该产品所 包含的零件的完成百分比乘以加权时间系数来表示，则完成百分比 为： 第二章制造过程数据采集算法模型的研究 n岛 匕 z j ：上l 巧 d + 订单的加工状态的模型建立 前两种情况是和单一模型一样的，主要区别在于第三种情况，同样， 订单的加工状态也可以根据产品的完成百分比来建立模型，公式如下： 1 如果t t t ，则表示订单已经完工，完成百分比w 为： w = 1 0 0 3 如果s + t t + ，则表示订单正在加工，根据其产品的完成百分 比和加工时间系数的乘积表示，则完成百分比w 为： ( z ；毛) w = 旦i 辛= l 对于调度排产中使用的两种排产算法，由于它们使用相同的调度规 则及约束描述，只是在排产时无论按照交货期的最晚开工日期及最迟完 工日期来排产，还是按照原材料到货日期的最早开工日期及最早完工日 期来排产，对数据采集都不产生影响，因此，建立的这些数据采集的算 法模型对以上两种算法进行排产的结果都是适用的。 2 3 本章小结 本章主要建立了采集制造过程中的数据的算法模型，围绕模型的建 立，首先介绍了该模型的基础工作一一工艺信息中b o m 结构的提取和 生产调度算法模型的研究，然后对订单的开始时间和预计结束时间的搜 索方法进行了介绍，最后根据生产设备的不同情况提出了订单完成百分 比的单一模型和复合模型，且两种模型对生产调度的不同排产算法都适 用。其复合模型适用于实际的企业生产，可以应用于实践。 1 7 广东工业大学工学硕士学位论文 第三章电子商务模块的总体设计 3 1概述 目前，国际市场上对电子商务的应用正成倍增长，特别是以美国为 代表的经济发达国家，都在大规模地推动电子商务的发展，并以此取代 或改造传统的商务活动方式，重组业务流程，降低交易成本，加速流通 过程，全面提高企业的市场竞争力和综合实力。构筑企业自己特色的国 际电子商务平台、充分利用互联网带来的便利和优势，是开拓国际市场 有效的手段之一。同时也是企业展示形象的有效途径，如采用e t a l k i n g ( 实时在线交流) 等技术，公司领导实时的谈话、开会和最新产品的研 发等动态图像向全球传播，就象电视一样方便。这样可以大大提升工作 效率和整体形象，并节约成本【2 7 1 。 bt ob 电子商务结构是指商业机构( 企业、公司) 使用i n t e r n e t 或各种 商务网络向供应商( 企业或公司) 订货和付款的电子商务运营模式。它是 企业与企业之间通过互联网进行产品、服务和信息的交换，是一个将买 方、卖方和中间商之间的信息交换和交易行为集成在一个平台上的电子 运作方式。传统的企业间的交易往往要耗费企业的大量资源和时间，无 论是销售和分销还是采购都要占用相当大一部分产品成本。通过bt ob 的交易方式买卖双方能够在网上完成整个业务流程，从建立最初印象， 到货比三家，再到讨价还价、签单和交货，最后到客户服务。bt ob 的 主要效益为：提高销售工作效率，减少库存，降低采购、销售、售后服 务等方面的成本：打破时空限制，可在世界范围内以最快的速度销售产 品和做产品广告。 bt ob 的发展是美国企业十多年来在公司技术上投资的直接结果。 这些技术包括：计算机技术、网络技术和用户服务技术。这些技术在企 业内部的运用使得企业内部原先的信息孤岛连成了i n t e r n e t 。bt ob 实 际上是这些企业把应用在局域网的技术应用在现在的市场行为中了。 虽然电子商务在各企业开展起来了，但是很多企业由于没有生产调 1 8 第三章电子商务模块的总体设计 度模块，无法将企业生产信息通过i n t e r n e t 传递给客户，通过网上的资 料搜索，还没有这方面的研究文献，最接近的就是参考文献 2 8 2 9 】，【2 8 】 阐述了并行工程下的各信息模块的集成，其中包括有电子商务模块、项 目管理模块、资源管理模块、信息交互模块、人员管理模块、库存采购 管理模块等，但是就是缺乏生产调度模块。【2 9 】中有概念提到过生产调 度模块通过制造控制系统( m e s ) 与电子商务发生联系，但是该文献并 没有实现其具体功能。 本模块是在整个科龙公司电子商务系统基础上增加的一个模块，科 龙公司已经有一个功能非常完善的电子商务系统 ( h t t p ：w w w k e l o n c o k e l o n c n i n d e x s h t m l ) ，但是缺乏模具分厂 的网上业务。而本模块就是模具分厂网上业务的一个初步的设计实施。 本模块是在模具分厂已经建立了主生产计划和车间生产调度模块的基础 上，将模具分厂的业务推广到网络上。 3 2 系统结构的建立 电子商务系统结构的设计应强调有序性、整体性、层次性、协调性 和实用性，尽量减少重复或交叉，其原则如下：数据共享、资源共享、 互操作性、可移植性、一致的用户界面。依据这些原则，本电子商务系 统结构划分为基础层、服务层和应用层三个层次： 1 基础层 基础层包括网络环境、计算机硬件、计算机软件。网络环境是电子 商务的基础。一般而言，电子商务的展开可以利用电信网络资源，同时 也可以利用无线网络和原有的行业性数据通讯网络。各种服务器和大量 外部设备构成电子商务系统的硬件环境，这是电子商务应用系统的运行 平台。软件开发环境包括操作系统、数据库系统以及开发工具等，软件 开发环境为电子商务系统的开发、维护提供平台支持。 2 服务层 电子商务系统服务层为电子商务应用软件的正常运行提供保障，为 电子商务系统提供软件平台支持和技术标准，如安全、支付、认证、目 录服务、负荷平衡等。 广东工业大学工学硕士学位论文 3 应用层 电子商务系统应用层是企业利用电子手段开展商务活动的核心，也 是电子商务系统的核心组成部分，基于企业信息化的电子商务系统应用 层包括企业内部信息( 如e r p 、m i s 、d s s 、b i 等) 和电子商务应用平 台。 图3 1 为企业电子商务系统框架： 信息服务网上支付同上交易服务物流 电于商务应用平台 应用层 e r p l i i i s l d s s i b i 企业内部信息系统 系统服务层 i标准、安全低障 | 操作系统il 操作数据库l 基础层 i 计算机硬件l网络环境l 图3 1 企业电子商务系统框架 f i g 3 1f r a m e w o r ko fe n t e r p r i s ee b u s i n e s ss y s t e m 3 3数据处理的三层结构体系 目前建造信息管理系统最流行的数据处理结构是采用客户服务器 体系，客户服务器系统又称分布式计算系统，它的含义是程序的数据 处理并不像通常在基于小型机或基于主机的计算机系统( 终端方式) 中那 样在单