（机械电子工程专业论文）网络环境下工具管理系统的研究与开发.pdf

西北工业大学硕士学位论文 摘要 随着企业管理现代化和计算机技术的发 展， 网 络环境下的工具管理信息系统 研究与应 用成为新的 趋势。 本文对多品种、 小 批量的生 产加工车间的工具管理系 统进行了 研究与开发。 首先， 论文对工具管理与工艺设计、 产品制造的并行化进行了 研究。 对车间 原 有的串 行化的工 作流 程提出并行化的改进， 并根据车间 生产实际， 通过需求 预 测、 数据统计分 析、 信息预发布等技术实现车间工具管理的并行化， 从而解决了 工 具管理的 快速准备的问题。 其次，论文对工具库存控制进行了 研究， 并提出 合理的工具库存控制策略。 物 料需求计 划 ( m r p ) 的方法和经济定购批量法， 分别从工具的定 货时间和定货 量两个角度解决工具的批量定购问题;a b c 管理法、安全库存量和最小库存量 的计算和设定，降低了 车间 工具库存水平和工具库存资 金占 用。 再次， 论文对车间 工具 管理系 统的 业务流程进行了整合、 改进， 提高了 车间 工作效率; 用功能 树和i d e f o 图 表示出系统的功能模型， 用i d e f i x方法建立了 系统的信息模型。 最后， 论文介绍了 基于网 络平台 的工具管理系统的实 现。 系统采用了b / s 模 式的四 层体系 结构构建，以获得良 好的柔性、可重构性和可扩展性。 本论文的 研究成果己 在西安航天四院某生产车间的生产管理中 付诸应用。 关键词: 工具管理信息系统， 浏览器/ 服务器模式，四层体系结构 西北工业大学硕学位论文 ab s t r a c t wi t h t h e d e v e lo p me n t o f ma n a g e me n t a n d c o mp u t e r t e c h n o l o g ie s , t h e r e s e a r c h a n d a p p l ic a t io n o f t o o l m a n a g e m e n t in f o r m a t io n s y s t e m b a s e d o n w e b h a v e b e c o m e n e w t r e n d . i n t h e p a p e r , t h e t o o l ma n a g e me n t u s e d i n a ma n u f a c t u r in g w o r k s h o p w it h mu l t i- v a r ie t y a n d s ma l l- b a t c h p r o d u c t i o n is r e s e a r c h e d a n d d e v e lo p e d f ir s t l y , s o me imp l e m e n t s t r a t e g ie s f o r t h e c o n c u r r e n t t o o l m a n a g e me n t a r e p u t f o r w a r d . a n a p p r o p r i a t e m e t h o d o f in v e n t o r y c o n t r o l i s a d o p t e d b a s e d o n t h e a n a l y s i s o f e x is t i n g m e t h o d s s e c o n d ly , a ft e r t h e t o o l ma n a g e me n t p r o b l e ms a n a ly z e d , t h e n e e d s o f t h e t o o l m a n a g e m e n t c o n c l u d e d , a n d t h e b u s i n e s s p r o c e d u r e s a n a l y z e d a n d o p t i m iz e d , w e s e t u p t h e f u n c t i o n mo d e l a n d in f o r m a t io n mo d e l o f t h e s y s t e m f in a l ly , b a s e d o n t h e b / s mo d e , t h e s y s t e m is ma d e o f 4 - t ie r a r c h it e c t u r e , w h ic h m a k e s t h e s y s t e m h a v e b e tt e r f le x ib i li 仪 r e c o n f i g u r a t i o n a n d e x p a n s i b i l it y . t h e t o o l ma n a g e me n t s y s t e m h a s b e e n u s e d i n a n e n t e r p r i s e . r u n n i n g r e s u lt s s h o w t h a t t h e s y s t e m c a n m e e t t h e n e e d o f t h e e n t e r p r i s e . k e y w o r d s : t o o l m a n a g e m e n t s y s t e m, b r o w s e r / s e rv e r m o d e l . 4 - t ie r a r c h it e c t u r e 西北t业人学硕_ l 学位论文 第一章 绪论 制造企业信息化与工具管理 我 国 加 入w t o后， 市 场竞 争 变 得 越 来 越激 烈， 企 业的 压 力 越 来 越大 ， 顾 客对于产品的要求也越来越高。企业能否以良好的 t ( t i m e :交货时间) 、 q ( q u a lit y : 产品 质量 ) 、 c ( c o s t : 产品 成 本) 、 s ( s e r v ic e : 产品 服 务 ) 制 造出 满 足 用户 需求的 产品，成为企 业赢得竞争、取得效 益和生存发展的关键。 但是，制 造业内部管理都可能遇到以下的问 题: ( 1 ) 企 业 如 何 将 市 场 分析 、 产 品 设 计 、 加 工 制 造、 经 营管 理 、 售 后 服务 等各 种活动在统一的 信息模型指导与 控制下， 相互配合云 协同 运作， 以 产生 协同效益: ( 2 )企业如何将原料投入、 加工处理、 产品 装运的全部物流紧密相连， 高效 运行; ( 3 )企业如伺加快新产品的 研制， 缩短开发周期，降 低成本，缩短交货期， 压缩在制品， 提高 产品质量，增强市场竞争和对市场的应变能力。 解决这些问 题的 最有效的办法就是引进先进技术， 全面实现企业管理的信 息 化、智能化、集成化，以 最快的时间、最高的性能价 格比提供满足客户个性 化 需 求的 产 品。 从 根 本上 说 ， 改 造 我 国 传 统 制 造 业的 必 由之 路是 制 造 业 信 息 化。 制 造 业信 息 化是 运 用 规代 信 息 技 术 改 造 传 统 的 制 造 业， 实 现 产 品 设 计 制 造 的 自 动 化 、 管 理 的 信 息 化 ， 从 而 实 现 制 造 业 的 跨 越 式 发 展 。 制 造 业 信 息 化 涉 及 到制造业企业从产品市场定位、产品设计、制造、 供销、服务、 管理等各个 环 节的改造与调整， 是以 现 代信息处理技术、 网 络技术以及自 动控制技术和设备， 对制造业企业进行全方位、多角度、高效和安全的改造，同时，促进制造技术 本身的发展。 信息技 术与制造技术的结合标志着先进制 造技术的诞生。 对于制造企业而言，市场竞争日 趋白 热化， 产品市场寿命不断缩短， 新产 品开发频率越发迅捷，产品的种类也不断地增多，生产批量随着市场的变 化而 变化， 这些都要求制造企业生产配套和生产准备 环节必须不断 调整，以 适应这 些变化。生产制造型企业生产准备环节最重要的 两个部 分便是物料准备 和. c . 具 准备。 就实际生 产而言 ，由 于生产任务的频繁变更， 会导致相 应的刀具、 工装、 量检 具 等 生产 辅 助工 艺 装 备 的 数量、 规 格以 及 装 备调 整 上 的 工 作 量 成 倍 增 加， 使得工具 管理 难度加大。同 时工具技术性能 的提高以及自 动化加工设备的高 投 资，工 具管理 者自 身 也感觉到责任越来越大。 这一 切都使人 们重 新认识到 工具 .7 1 理的重要性: 西北t业人学硕_ l 学位论文 第一章 绪论 制造企业信息化与工具管理 我 国 加 入w t o后， 市 场竞 争 变 得 越 来 越激 烈， 企 业的 压 力 越 来 越大 ， 顾 客对于产品的要求也越来越高。企业能否以良好的 t ( t i m e :交货时间) 、 q ( q u a lit y : 产品 质量 ) 、 c ( c o s t : 产品 成 本) 、 s ( s e r v ic e : 产品 服 务 ) 制 造出 满 足 用户 需求的 产品，成为企 业赢得竞争、取得效 益和生存发展的关键。 但是，制 造业内部管理都可能遇到以下的问 题: ( 1 ) 企 业 如 何 将 市 场 分析 、 产 品 设 计 、 加 工 制 造、 经 营管 理 、 售 后 服务 等各 种活动在统一的 信息模型指导与 控制下， 相互配合云 协同 运作， 以 产生 协同效益: ( 2 )企业如何将原料投入、 加工处理、 产品 装运的全部物流紧密相连， 高效 运行; ( 3 )企业如伺加快新产品的 研制， 缩短开发周期，降 低成本，缩短交货期， 压缩在制品， 提高 产品质量，增强市场竞争和对市场的应变能力。 解决这些问 题的 最有效的办法就是引进先进技术， 全面实现企业管理的信 息 化、智能化、集成化，以 最快的时间、最高的性能价 格比提供满足客户个性 化 需 求的 产 品。 从 根 本上 说 ， 改 造 我 国 传 统 制 造 业的 必 由之 路是 制 造 业 信 息 化。 制 造 业信 息 化是 运 用 规代 信 息 技 术 改 造 传 统 的 制 造 业， 实 现 产 品 设 计 制 造 的 自 动 化 、 管 理 的 信 息 化 ， 从 而 实 现 制 造 业 的 跨 越 式 发 展 。 制 造 业 信 息 化 涉 及 到制造业企业从产品市场定位、产品设计、制造、 供销、服务、 管理等各个 环 节的改造与调整， 是以 现 代信息处理技术、 网 络技术以及自 动控制技术和设备， 对制造业企业进行全方位、多角度、高效和安全的改造，同时，促进制造技术 本身的发展。 信息技 术与制造技术的结合标志着先进制 造技术的诞生。 对于制造企业而言，市场竞争日 趋白 热化， 产品市场寿命不断缩短， 新产 品开发频率越发迅捷，产品的种类也不断地增多，生产批量随着市场的变 化而 变化， 这些都要求制造企业生产配套和生产准备 环节必须不断 调整，以 适应这 些变化。生产制造型企业生产准备环节最重要的 两个部 分便是物料准备 和. c . 具 准备。 就实际生 产而言 ，由 于生产任务的频繁变更， 会导致相 应的刀具、 工装、 量检 具 等 生产 辅 助工 艺 装 备 的 数量、 规 格以 及 装 备调 整 上 的 工 作 量 成 倍 增 加， 使得工具 管理 难度加大。同 时工具技术性能 的提高以及自 动化加工设备的高 投 资，工 具管理 者自 身 也感觉到责任越来越大。 这一 切都使人 们重 新认识到 工具 .7 1 理的重要性: 西北工业大学硕 卜 学位论文 工具管理是 贯彻工艺规程的物质基 础，是生产技术准备工作的重要环节。 工具管理的好坏不仅直接影响产品的质量、新产品的开发和生 产效率的提高， 而且直接影响企业的 经济效应和生产的顺 利进行， 是决定制 造业信息化工程实 施效益的关键因素之一。 但现实中往往出现工具库存量不足，造成机床停工或利用率低下;或者工 具 库存量 过大，占 用资金较多等问 题。这一切将使一个拥有很多加 工设备和经 营许多 加_ 工厂的企业生产效率降低，严重地影响了 企业进一步发 展。当 前， 计 算 机 科 学 技 术 的 应 用 为 工 具 的 科 学 管 理 提 供 了 可 能 和 实 施 条 件 ， 通 常 为 了 获 得 较 好的 材 料 、 产品 以 及 为 了 信 息 的 流 通 ， 人们 往往 把 企 业 设 计得 适合 于 发 挥 计算机技术的优点， 使其具 有较高的自 动化，从 而推动企业信思化的进程。 2工具管理概述 2 . 1工具管理的内容 工具管理主要包 括刀具管理、工装管理以及量检具管理等。它 们在产品加 工、 定位以 及测量方面发挥着各自 的作用，在保证产品质量、 加工 效率方面是 至关重要的。 就 刀 具 管 理 而 言， 由 于 刀 具 的 不 断 改 进 和发 展 ， 刀 具的 价 格持 续 上涨 ， 同 时由 于 使 用 数 控 机 床、 数控 加 工 中 心 直 至 柔 性制 造系 统， 使 得 大 鼻 的 库 存刀 具 增 加 ， 这 带 来 了 加 工 成 本 的 显 著 增 长 所 以 在 刀 具 管 理 方 a i l 如 何 降 低 刀 具 的 库 存 量 是 一 个 重 要 的 方 面。 同 时 与 工 装、 量 检具 相 比 ， 刀 具 还 有 着 寿命 问 题 ， 如何对刀具进行预测、统计等都是刀具管理时应该考虑的问题。 就工装、 量检具来说，由于工 件装失、测量的准确性与产品的 质量 有着直 接 的 联 系。 因 此 工 装、 量 检 具 本 身 的 检 验 问 题 就 变 的 非 常 重要 了 。 企 业 对于 工 装、量检具都有定期的检验，但山于工装、量检具的数量较多，管理 员 往往会 有所疏忽， 耽误定检，从而影响到产品的质量。所以 在管 理方面，除了 常规管 理，能够对工装、量检具进行定检管理对于企业是非常重要的。 1 . 2 . 2工具管理的特点 工具管理主要有如下的主要特点: ( i ) 工具品 种多， 规格杂， 管理难度大: 对庞杂的数据进行手工管理， 既 影 响 数 据查 询的 速 度和 准 确 性 ， 也 难以 保 证 报 表 汇 总 统 计的 可 靠 性。 为 解 决 这一问 题， 必须实现工具的计算机化管理， 以 便于 提高工厂的工具管 理水平和管理效率。 西北工业大学硕 卜 学位论文 工具管理是 贯彻工艺规程的物质基 础，是生产技术准备工作的重要环节。 工具管理的好坏不仅直接影响产品的质量、新产品的开发和生 产效率的提高， 而且直接影响企业的 经济效应和生产的顺 利进行， 是决定制 造业信息化工程实 施效益的关键因素之一。 但现实中往往出现工具库存量不足，造成机床停工或利用率低下;或者工 具 库存量 过大，占 用资金较多等问 题。这一切将使一个拥有很多加 工设备和经 营许多 加_ 工厂的企业生产效率降低，严重地影响了 企业进一步发 展。当 前， 计 算 机 科 学 技 术 的 应 用 为 工 具 的 科 学 管 理 提 供 了 可 能 和 实 施 条 件 ， 通 常 为 了 获 得 较 好的 材 料 、 产品 以 及 为 了 信 息 的 流 通 ， 人们 往往 把 企 业 设 计得 适合 于 发 挥 计算机技术的优点， 使其具 有较高的自 动化，从 而推动企业信思化的进程。 2工具管理概述 2 . 1工具管理的内容 工具管理主要包 括刀具管理、工装管理以及量检具管理等。它 们在产品加 工、 定位以 及测量方面发挥着各自 的作用，在保证产品质量、 加工 效率方面是 至关重要的。 就 刀 具 管 理 而 言， 由 于 刀 具 的 不 断 改 进 和发 展 ， 刀 具的 价 格持 续 上涨 ， 同 时由 于 使 用 数 控 机 床、 数控 加 工 中 心 直 至 柔 性制 造系 统， 使 得 大 鼻 的 库 存刀 具 增 加 ， 这 带 来 了 加 工 成 本 的 显 著 增 长 所 以 在 刀 具 管 理 方 a i l 如 何 降 低 刀 具 的 库 存 量 是 一 个 重 要 的 方 面。 同 时 与 工 装、 量 检具 相 比 ， 刀 具 还 有 着 寿命 问 题 ， 如何对刀具进行预测、统计等都是刀具管理时应该考虑的问题。 就工装、 量检具来说，由于工 件装失、测量的准确性与产品的 质量 有着直 接 的 联 系。 因 此 工 装、 量 检 具 本 身 的 检 验 问 题 就 变 的 非 常 重要 了 。 企 业 对于 工 装、量检具都有定期的检验，但山于工装、量检具的数量较多，管理 员 往往会 有所疏忽， 耽误定检，从而影响到产品的质量。所以 在管 理方面，除了 常规管 理，能够对工装、量检具进行定检管理对于企业是非常重要的。 1 . 2 . 2工具管理的特点 工具管理主要有如下的主要特点: ( i ) 工具品 种多， 规格杂， 管理难度大: 对庞杂的数据进行手工管理， 既 影 响 数 据查 询的 速 度和 准 确 性 ， 也 难以 保 证 报 表 汇 总 统 计的 可 靠 性。 为 解 决 这一问 题， 必须实现工具的计算机化管理， 以 便于 提高工厂的工具管 理水平和管理效率。 西北工业大学硕 卜 学位论文 工具管理是 贯彻工艺规程的物质基 础，是生产技术准备工作的重要环节。 工具管理的好坏不仅直接影响产品的质量、新产品的开发和生 产效率的提高， 而且直接影响企业的 经济效应和生产的顺 利进行， 是决定制 造业信息化工程实 施效益的关键因素之一。 但现实中往往出现工具库存量不足，造成机床停工或利用率低下;或者工 具 库存量 过大，占 用资金较多等问 题。这一切将使一个拥有很多加 工设备和经 营许多 加_ 工厂的企业生产效率降低，严重地影响了 企业进一步发 展。当 前， 计 算 机 科 学 技 术 的 应 用 为 工 具 的 科 学 管 理 提 供 了 可 能 和 实 施 条 件 ， 通 常 为 了 获 得 较 好的 材 料 、 产品 以 及 为 了 信 息 的 流 通 ， 人们 往往 把 企 业 设 计得 适合 于 发 挥 计算机技术的优点， 使其具 有较高的自 动化，从 而推动企业信思化的进程。 2工具管理概述 2 . 1工具管理的内容 工具管理主要包 括刀具管理、工装管理以及量检具管理等。它 们在产品加 工、 定位以 及测量方面发挥着各自 的作用，在保证产品质量、 加工 效率方面是 至关重要的。 就 刀 具 管 理 而 言， 由 于 刀 具 的 不 断 改 进 和发 展 ， 刀 具的 价 格持 续 上涨 ， 同 时由 于 使 用 数 控 机 床、 数控 加 工 中 心 直 至 柔 性制 造系 统， 使 得 大 鼻 的 库 存刀 具 增 加 ， 这 带 来 了 加 工 成 本 的 显 著 增 长 所 以 在 刀 具 管 理 方 a i l 如 何 降 低 刀 具 的 库 存 量 是 一 个 重 要 的 方 面。 同 时 与 工 装、 量 检具 相 比 ， 刀 具 还 有 着 寿命 问 题 ， 如何对刀具进行预测、统计等都是刀具管理时应该考虑的问题。 就工装、 量检具来说，由于工 件装失、测量的准确性与产品的 质量 有着直 接 的 联 系。 因 此 工 装、 量 检 具 本 身 的 检 验 问 题 就 变 的 非 常 重要 了 。 企 业 对于 工 装、量检具都有定期的检验，但山于工装、量检具的数量较多，管理 员 往往会 有所疏忽， 耽误定检，从而影响到产品的质量。所以 在管 理方面，除了 常规管 理，能够对工装、量检具进行定检管理对于企业是非常重要的。 1 . 2 . 2工具管理的特点 工具管理主要有如下的主要特点: ( i ) 工具品 种多， 规格杂， 管理难度大: 对庞杂的数据进行手工管理， 既 影 响 数 据查 询的 速 度和 准 确 性 ， 也 难以 保 证 报 表 汇 总 统 计的 可 靠 性。 为 解 决 这一问 题， 必须实现工具的计算机化管理， 以 便于 提高工厂的工具管 理水平和管理效率。 西北丁业人学顿 学位论文 ( 2 )工具管理的标准性: 由于工具品种繁多， 导致必须根据其生产产品要求 和工艺特点，结合生产设备实际情况，参考工具的型号、形状、尺寸、 材质、性能等， 对其进行唯一编码，实现编码规范化。同时也应相应的 制定工具管理过程中必须遵循的一些标准化准则。 ( 3 ) 工具 需求计划的不确定性: 需 求计划的不确定性包括两个方面， 工具需 求种类的不确定和工具需求数 量的不 确定。 需求种类的不确定主要由于 有的 零件产品不与固定的工具 直接挂 钩， 生产零件需要哪些工具只能根 据 工 艺员 的 经 验 主 观预 测。 需 求 数量 的 不 确 定 则 普 遍 存在， 原因 是 生 产 某个零 件需要的工具数量与工人的 熟练程度、参加生产零件的工人人 数、 _ 工 具的 使 用 程 度 等因 素都 有 直 接关 系 ， 同 时 ， 工 具 消 耗 定 额的 不 确 定也 导 致a 求 计 划 的不 确 定、 ( 4 ) 工具需求计划的 前瞻性: 由于有 些工具 存在采购周期和准备周期， 这就 要求车间工具计划员必 须提前 上报需 求计划 考虑到工具需求计划的不 确定 性， 工具需求计划的 提出必 须要具 有超前性、 前瞻性、 预测性， 即 在生产任务下发之前，_ 工 具计划员应预测出工具的需求计划。 ( 5 ) 工具管理的定期性: 工具的定期性是指工具的定检、核算、盘点、 需求 计划的定期上报。 其中工具的定 检主要针对工 装、 量 检具。 定期性要求 系统应具有到期提示的功能。 2 . 3工具管理系统的地位和作用 通常，我们认为集成制造系统由管理信急 分系统、 设计自 动化分系统、 制 造自 动 化 分系 统 、 质 量 保证 分 系统、 计算 机网 络 分 系 统 和 数 据 库分 系 统 六 个 部 分有机组成。工具管理系统隶属于制造 自 动化分系统，它管理生产加工中所用 到的刀具、工装和量检具等。一些企业的车间里有大量的工具需要管理，这些 工具占 用资金惊人， 如果管理不善 将会造成极大的浪费， 并且工具准备 的不及 时也 会影响到整个系统的快速响应能力。 所以，工具管理系统的 效率与质量的 高 低直接关系到整个企业的 运行效率和生产柔性。以下从几个方面分析工具管 理系统的地位和作用: 1 ， 从 集 成 制 造系 统 的 角 度 集成制造系统不仅强调信息集成，而且强调在零件设计阶段就并行地考虑 工艺设计与制造等相关的问 题， 实 现功能集成， 保证零件具有良 好的可加工性， 这种i ) 加工性要靠合适的刀具、工装、量检具来保证。 ( 1 ) c a d c a d是c l 19 s的设计源头。在并行环境下，作为上游的 c a d - 0 须充 分考 虑到下游的c a p p , c a n 等环节。 因为零件特征的 实现要考虑到刀具、 工艺装备的状况， 已 们是实现零件可制造性评价的重娄依据 西北丁业人学顿 学位论文 ( 2 )工具管理的标准性: 由于工具品种繁多， 导致必须根据其生产产品要求 和工艺特点，结合生产设备实际情况，参考工具的型号、形状、尺寸、 材质、性能等， 对其进行唯一编码，实现编码规范化。同时也应相应的 制定工具管理过程中必须遵循的一些标准化准则。 ( 3 ) 工具 需求计划的不确定性: 需 求计划的不确定性包括两个方面， 工具需 求种类的不确定和工具需求数 量的不 确定。 需求种类的不确定主要由于 有的 零件产品不与固定的工具 直接挂 钩， 生产零件需要哪些工具只能根 据 工 艺员 的 经 验 主 观预 测。 需 求 数量 的 不 确 定 则 普 遍 存在， 原因 是 生 产 某个零 件需要的工具数量与工人的 熟练程度、参加生产零件的工人人 数、 _ 工 具的 使 用 程 度 等因 素都 有 直 接关 系 ， 同 时 ， 工 具 消 耗 定 额的 不 确 定也 导 致a 求 计 划 的不 确 定、 ( 4 ) 工具需求计划的 前瞻性: 由于有 些工具 存在采购周期和准备周期， 这就 要求车间工具计划员必 须提前 上报需 求计划 考虑到工具需求计划的不 确定 性， 工具需求计划的 提出必 须要具 有超前性、 前瞻性、 预测性， 即 在生产任务下发之前，_ 工 具计划员应预测出工具的需求计划。 ( 5 ) 工具管理的定期性: 工具的定期性是指工具的定检、核算、盘点、 需求 计划的定期上报。 其中工具的定 检主要针对工 装、 量 检具。 定期性要求 系统应具有到期提示的功能。 2 . 3工具管理系统的地位和作用 通常，我们认为集成制造系统由管理信急 分系统、 设计自 动化分系统、 制 造自 动 化 分系 统 、 质 量 保证 分 系统、 计算 机网 络 分 系 统 和 数 据 库分 系 统 六 个 部 分有机组成。工具管理系统隶属于制造 自 动化分系统，它管理生产加工中所用 到的刀具、工装和量检具等。一些企业的车间里有大量的工具需要管理，这些 工具占 用资金惊人， 如果管理不善 将会造成极大的浪费， 并且工具准备 的不及 时也 会影响到整个系统的快速响应能力。 所以，工具管理系统的 效率与质量的 高 低直接关系到整个企业的 运行效率和生产柔性。以下从几个方面分析工具管 理系统的地位和作用: 1 ， 从 集 成 制 造系 统 的 角 度 集成制造系统不仅强调信息集成，而且强调在零件设计阶段就并行地考虑 工艺设计与制造等相关的问 题， 实 现功能集成， 保证零件具有良 好的可加工性， 这种i ) 加工性要靠合适的刀具、工装、量检具来保证。 ( 1 ) c a d c a d是c l 19 s的设计源头。在并行环境下，作为上游的 c a d - 0 须充 分考 虑到下游的c a p p , c a n 等环节。 因为零件特征的 实现要考虑到刀具、 工艺装备的状况， 已 们是实现零件可制造性评价的重娄依据 西北工业火学硕士学位论文 ( 2 ) c a p p安排工艺路线， 制定工艺规程时， 每道工序都对应着特定的刀具、 工装、量检具。同一特征在加工过程中可能对应着不同的刀具。例如: 孔加工可能对应着钻、 扩、 铰， 也可能对应着钻、 车、 键0 这时，资源 的状况直接影响着工艺路线的安排。 ( 3 ) 以m制造环节能 提供 的工具种类是影响零件可制造性的一个重要约束 条件。 性能 良 好的工具能方便地实现产品功能。 所以制造环节应具备品 种齐全、 方便检索的工具库。 ( 4 ) m t s信息管理系统要制定生产汁 划， 进行固定资 产和成本核算。 此时要 考虑工具的性能和 使用寿命， 以 及工具的其他属性， 如名称型号、 使用 部门人员、以 及破损情况， 从而建立一个信息完备的工具数据库; 而且 工具资源贯穿到制定生 产计 划、分 配资源、计划调整与重调度各环节。 因此，要求能对工具进行方便合理的查询、调度、使用、管理和维护。 由此可见， 集成制造系统的 各子系统对工具的管 理、使用提出了 众多的要 求。但缺乏一根贯穿各子系统的红线，这就是进行系统有序的工其管理。 2 ，从企业生产需求的角度 面对市场的 激烈竞争，企业要想在竞争中占 据一定的市场， 加工设备既要 具备高效的自 动化水平， 又要能 适应多 品种、 单件或小批量生产。 柔性制造系 统就是适应这种趋势而产生的。生 产任务的 柔性，要求加工系统的柔性，进而 要求工 具供应的柔性，这就对辅助生产的s具数量、 规格、分 配和调整 等提出 了 更高 的 要 求。 因 此 对 工 具 进 行 科 学 的 管 理 和 分配 是 十分 必 要 的 。 工 具 准备 作 为 其 必 须 环节 ， 既 要 做 到 供 应 充 足， 周 转 快 速， 要 避免 因 工 具 数 量 不 足 而 使 整个生产线停产;又要尽可能地减少工具的库存数量，应尽可能地降低生产准 备费 用; 通过生产计划和 现有库存来确定工具需求. 根据加工情况和损耗情况 来 调 整工 具 需 求， 使 用调 度和 维 修 来 保 障 工 具 需 求， 以 达到 保证 生 产 交 负 期 和 提高机床利用率的 效用。 如果不从全局着眼来合理管理工j 一 的工具，将会出现工具库存量不足，造 成 机床停工或利用率低下; 或者工具库存量过大，占 用资金较多 等问题。而这 一 切将使拥有很多 加工设备和经营许多加工工厂的企业效率 降低。如果采用了 合理的工具管理系 统就可以 避免这些问 题， 工具管理系统不仅可以 为车间快速 加一 提供合适工 具， 保证 加工过程顺利进行以 外， 还能减少 库存及周转数量， 降 低库存费用，同 时还涉及到产品设计、 工艺编程、 库存维护、 质量管理、成 本核算等生产经营活动，从 而降低产品成本， 增加市场竞争力。 2 . 4工具管理系统的研究现状 _ 具管理传统 卜 己 经有了许多理论和方法， 并月 ， 己 经一 育了 不少成功的 经验。 西北工业火学硕士学位论文 ( 2 ) c a p p安排工艺路线， 制定工艺规程时， 每道工序都对应着特定的刀具、 工装、量检具。同一特征在加工过程中可能对应着不同的刀具。例如: 孔加工可能对应着钻、 扩、 铰， 也可能对应着钻、 车、 键0 这时，资源 的状况直接影响着工艺路线的安排。 ( 3 ) 以m制造环节能 提供 的工具种类是影响零件可制造性的一个重要约束 条件。 性能 良 好的工具能方便地实现产品功能。 所以制造环节应具备品 种齐全、 方便检索的工具库。 ( 4 ) m t s信息管理系统要制定生产汁 划， 进行固定资 产和成本核算。 此时要 考虑工具的性能和 使用寿命， 以 及工具的其他属性， 如名称型号、 使用 部门人员、以 及破损情况， 从而建立一个信息完备的工具数据库; 而且 工具资源贯穿到制定生 产计 划、分 配资源、计划调整与重调度各环节。 因此，要求能对工具进行方便合理的查询、调度、使用、管理和维护。 由此可见， 集成制造系统的 各子系统对工具的管 理、使用提出了 众多的要 求。但缺乏一根贯穿各子系统的红线，这就是进行系统有序的工其管理。 2 ，从企业生产需求的角度 面对市场的 激烈竞争，企业要想在竞争中占 据一定的市场， 加工设备既要 具备高效的自 动化水平， 又要能 适应多 品种、 单件或小批量生产。 柔性制造系 统就是适应这种趋势而产生的。生 产任务的 柔性，要求加工系统的柔性，进而 要求工 具供应的柔性，这就对辅助生产的s具数量、 规格、分 配和调整 等提出 了 更高 的 要 求。 因 此 对 工 具 进 行 科 学 的 管 理 和 分配 是 十分 必 要 的 。 工 具 准备 作 为 其 必 须 环节 ， 既 要 做 到 供 应 充 足， 周 转 快 速， 要 避免 因 工 具 数 量 不 足 而 使 整个生产线停产;又要尽可能地减少工具的库存数量，应尽可能地降低生产准 备费 用; 通过生产计划和 现有库存来确定工具需求. 根据加工情况和损耗情况 来 调 整工 具 需 求， 使 用调 度和 维 修 来 保 障 工 具 需 求， 以 达到 保证 生 产 交 负 期 和 提高机床利用率的 效用。 如果不从全局着眼来合理管理工j 一 的工具，将会出现工具库存量不足，造 成 机床停工或利用率低下; 或者工具库存量过大，占 用资金较多 等问题。而这 一 切将使拥有很多 加工设备和经营许多加工工厂的企业效率 降低。如果采用了 合理的工具管理系 统就可以 避免这些问 题， 工具管理系统不仅可以 为车间快速 加一 提供合适工 具， 保证 加工过程顺利进行以 外， 还能减少 库存及周转数量， 降 低库存费用，同 时还涉及到产品设计、 工艺编程、 库存维护、 质量管理、成 本核算等生产经营活动，从 而降低产品成本， 增加市场竞争力。 2 . 4工具管理系统的研究现状 _ 具管理传统 卜 己 经有了许多理论和方法， 并月 ， 己 经一 育了 不少成功的 经验。 西北工业人学硕 卜 学位论文 国内外 从事工 具管理系统研究的 专家针对各种具体系统己 经开发出了 许多 工具 管理软件，这些系统大都超越了过去简单的工具管理，而是结合了计算机技术 和网 络技术， 数据库技术，控制技术， 管理技术等先 进技术，实 现了工具管理 的计算机化、集成化，建立了工具有关信息数据库，实现了信息共享，但是， 随着 先进制造技术如 并行工程、 敏捷制造的 发展， 这些系统 渐渐地暴露出它的 局限 性。 这些软件都是为了 某些单位的 具体问 题而 提出实现的，己开发应用的 工具管理系统从本质上来讲大多数是一种工具库存管理系统，方便了 不具的台 帐管理、 盘点 和查询 等日 常事务， 但集成性较差， 对并行工程的支持较弱， 通 常不能 根据生产计划 的调整进行快速响 应:伺时没有能 够很 好地解决工具的精 良 储备和快速响应之间的矛盾。 随着现代集成制造系统的提出和先进制造技术 的发展，兀发出 面向集成制造系统、 支持并 行工程、 与 m r p / m r p i i 高度集成 的工具管理系统已 成为工具管理系统的发展趋势。 3课题来源及论文研究内容 3 . 1课题的来源 本 课题所依据的 项目 是国家 “ 8 6 3计划” 重点项目 航天四院车间生产管理 信息化系统， 应用对象是航天四院下属的兰凌机械厂，主要完成车间工具管理 系 统 的 研究 设 计 和 开发。 随 着企 业 re :化 工 程的 不断 深 化 ， 车 间 管 理 的 科 学化 、 现代 化、 信息 化的 需 求 越 来 越迫 切。 当 前， 车 间 管理 中 存在 着以 下 问 题: 生 产计 划比 较 粗， 计 划 的下达未能经过资源的有效性确认和能力平衡;设备工具资源管理手段落后; 由于管 理模式还不十分明确， 生产计划管理层和车间执行层重复 进行许多工作， 诸如上、卜 工 序的实际状况的了解，库存的查询， 采购的中 请;计算机利用率 低，信息共享性和集成性差。为了改变这种现状，航天四院信息中心提出建立 一个计 算机辅 助生产管理系 统。 该系统以 计算机网络、 数据库系统为技术基础， 现代管理理论和方法为指导， 覆盖生产过程的计 划管理、 工具管理、 库存管理、 质量管理和成本管理等，最大限度地利用现有的人、则一 、物、设备、技术和信 息资源，以提高车间的管理水平和生产效率为最终目标。 _ c 具管理是车间生产管理必不可少的一个组成部分，它不仅可以 为车间生 产加工 提供合 适的工具，保证加工过程顺利进行， 还能 减少 库存及周转数量， 降低库 存费用，从而有效降低产品价格，增加市场竞争能力。解决好工具管理 对缩短产品生产周期，提高生产效率具有十分重要的意义。 西北工业人学硕 卜 学位论文 国内外 从事工 具管理系统研究的 专家针对各种具体系统己 经开发出了 许多 工具 管理软件，这些系统大都超越了过去简单的工具管理，而是结合了计算机技术 和网 络技术， 数据库技术，控制技术， 管理技术等先 进技术，实 现了工具管理 的计算机化、集成化，建立了工具有关信息数据库，实现了信息共享，但是， 随着 先进制造技术如 并行工程、 敏捷制造的 发展， 这些系统 渐渐地暴露出它的 局限 性。 这些软件都是为了 某些单位的 具体问 题而 提出实现的，己开发应用的 工具管理系统从本质上来讲大多数是一种工具库存管理系统，方便了 不具的台 帐管理、 盘点 和查询 等日 常事务， 但集成性较差， 对并行工程的支持较弱， 通 常不能 根据生产计划 的调整进行快速响 应:伺时没有能 够很 好地解决工具的精 良 储备和快速响应之间的矛盾。 随着现代集成制造系统的提出和先进制造技术 的发展，兀发出 面向集成制造系统、 支持并 行工程、 与 m r p / m r p i i 高度集成 的工具管理系统已 成为工具管理系统的发展趋势。 3课题来源及论文研究内容 3 . 1课题的来源 本 课题所依据的 项目 是国家 “ 8 6 3计划” 重点项目 航天四院车间生产管理 信息化系统， 应用对象是航天四院下属的兰凌机械厂，主要完成车间工具管理 系 统 的 研究 设 计 和 开发。 随 着企 业 re :化 工 程的 不断 深 化 ， 车 间 管 理 的 科 学化 、 现代 化、 信息 化的 需 求 越 来 越迫 切。 当 前， 车 间 管理 中 存在 着以 下 问 题: 生 产计 划比 较 粗， 计 划 的下达未能经过资源的有效性确认和能力平衡;设备工具资源管理手段落后; 由于管 理模式还不十分明确， 生产计划管理层和车间执行层重复 进行许多工作， 诸如上、卜 工 序的实际状况的了解，库存的查询， 采购的中 请;计算机利用率 低，信息共享性和集成性差。为了改变这种现状，航天四院信息中心提出建立 一个计 算机辅 助生产管理系 统。 该系统以 计算机网络、 数据库系统为技术基础， 现代管理理论和方法为指导， 覆盖生产过程的计 划管理、 工具管理、 库存管理、 质量管理和成本管理等，最大限度地利用现有的人、则一 、物、设备、技术和信 息资源，以提高车间的管理水平和生产效率为最终目标。 _ c 具管理是车间生产管理必不可少的一个组成部分，它不仅可以 为车间生 产加工 提供合 适的工具，保证加工过程顺利进行， 还能 减少 库存及周转数量， 降低库 存费用，从而有效降低产品价格，增加市场竞争能力。解决好工具管理 对缩短产品生产周期，提高生产效率具有十分重要的意义。 西北工业大学硕 l 学位论文 3 . 2论文研究的内容 由于 现在企业客户的需求越来越趋向于 个性化，产品定制越来越普 及， 所 以 企业要抢占市场，必须要迅速响应市场的这种变化。而这相应地对企业的资 源管 理提出了更高要求。工具作为资源的一种， 有着举足轻重的作用。 本论文在研究车间生产实际的 基础上， 从工具管理的并行化和保持 精良 化 库 存的角度进行工具管理的研究。另 外， 论文结合企业实际情况和需求情况， 集中 解决了系统设计的 下述几个问 题: ( 1 )总结出 企业的设计需求， 确定系统的流程， 完成系统的需求分析以及 系统与车间生产管理其它分系统的 集成。 ( 2 )在需求分析的基础上，以功 能树和i d e f q 图的形式建立系 统郑 功能模 型;画出系统的 i d e f i x图，建立系统的信息模型。 ( 3 )对系统所涉及到难点 和关键技术问 题进行了 分析，提出了 解决方案。 最后， 采用基于组件的软件开发技术， 在. n e t 平台下采用多 层体 系结构的 b / s 模式构建车间 工具管理系统。 实现在生产计划的 推动下， 全面统一管理在库 工具、较为准确的 上报工具需求计划， 满足生产管理和库存控制的需 求。 4本章小结 本章首先介绍制造业信息化和工具管理的 涵义及二者的关系: 然后说 明了 车间工具管理的内容及特点， 工具 管理系统在集 成制造系统中 的地位丫作用以 及工具管理系 统的 研究现状; 最后 介绍了 论文研究的来源和背景.并 简要阐述 了论文的研究内容。 西北工 _ 业火学硕 卜 学位论文 第二章 集成环境下的工具管理系统分析 车间管理层是制造企业的 基础环节， 是管理层和执行层的结合 部分， 同时 还 是信息流和物流的交汇点， 是信息 集成的中 枢， 是 控制集成的协调中心， 是企 业 生产力的直 接体现。车间上层 ( 包括mi s , c a d / c a p p / c a m分系统) 的指令和 信息要 通过车间管理层进行汇总和上报。 所以车间管理层既是信息的源头， 又是 信息 的 汇 聚 点， 它 的 体劣 直 接 影 响 到 系 统 的 生 产 率、 产品 质 量 和 经 济效 益。 车 间 管 理 层 的 甘标 就 是 合 理 安 排 生 产 计 划， 充 分 利 用 现 有的 各 种资 源 ， 消 除 生产瓶颈，提高产品加工质量， _ 缩短加工周期等。就刀具、量具 、工装等资源的 管 理 来 讲， 一 方 面 画为 企 业 要求 具 有 快速 的 市 场响 应能 力， 所以 车间 资 源 应该 能 够及时、 快速地为尘 产做出 准备: 另一 方面， 为了 限制此类资 源月 益膨胀的 库存， 资源应该能够做到优化储备、 有效 利用。 因 此， 工具管理必须注意以 下两个方面: 一、 确保_ c 具管理与工艺、计划的并行性，二、使工具保持低的库存水平降低 生产成本。 2 . 1工具管理的并行化 2 . 1 . 1工具管理并行化的实现 就工具管 理而言 ，实 现并 行化 韵工具准 备， 就是使得 产品设计和工艺设计在 上 游阶 段就能考虑到车间 现有的资源情况， 充分利用 现有资源， 并且车间可以通 过产品、 工艺 等信息的预 发布而提前 进行工具的准备， 从而使得进一步降 低库存、 减少停工待料时间、保证生产计划的顺利执行成为可能。 车间原有的工作流程如图 2 -1 所示。生产科接到产品需求信息以后，计划 部门 编制生产计 划，技术部门 进行工艺准备。 = c 艺文 件制定完毕后， 进行物料、 工具的准备，一切就绪后，车间按照计划进行生产。 西北工 _ 业火学硕 卜 学位论文 第二章 集成环境下的工具管理系统分析 车间管理层是制造企业的 基础环节， 是管理层和执行层的结合 部分， 同时 还 是信息流和物流的交汇点， 是信息 集成的中 枢， 是 控制集成的协调中心， 是企 业 生产力的直 接体现。车间上层 ( 包括mi s , c a d / c a p p / c a m分