（机械设计及理论专业论文）车间管理及设备全局效率分析软件开发.pdf

， 寸 lj 憎 摘要 摘要 车间管理对制造型企业来讲是一个复杂的系统工程。传统的管理方式存在很多缺 陷：人员考勤不及时，人员排班混乱，人员请假情况与工资发放情况不相符，设备运 行情况不能监控，设备工作效率不能及时反馈，统计结果不能直观地反映损失，设备 和人员调转记录不详等。 针对以上问题，本论文工作任务是开发车间管理及设备全局效率分析软件，内容如 下： ( 1 ) 分析车间管理系统的阶梯结构及其各阶梯的组成和功能。 ( 2 ) 开发设备管理模块，实现设备考勤、设备转移记录等功能。设备当前运行情况 监控。 ( 3 ) 开发人员管理模块，实现人员考勤，人员排班、人员请假情况管理、人员转移 记录等功能，并查询和统计各项结果。 ( 4 ) 利用全局设备效率分析方法，分析设备工作效率。 本系统以a s p n e t 为开发平台，采用s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库和b s 网络结构，引 用了已逐步成为构建企业级软件标准的n 层架构体系结构，使用了加密、事件冒泡等 技术。 关键词：车间管理；设备管理；全局效率 i a b s t r a c t w o r k s h o pm a n a g e m e n ti s ac o m p l i c a t e dp r o j e c tf o ram a n u f a c t u r e e n t e r p d s e t r a d i t i o n a lm a n a g e m e n tm e t h o d sa r cd i s a d v a n t a g e o u si nv a r i o u sa s p e c t s ：c h e c ko nw o r k a t t e n d a n c en o ti n - t i m e , c o n f u s i o no fs h i f ts c h e d u l e ，笛y n d l r 咖u sb e t w e e na b s c n o et i m ea n d w a g e ，i n v a l i d a t i o ni ne q u i p m e n t ss u r v e i l l a n c e , d e l a yi nf e e d b a c ko fe q u i p m e n t su t i l i z a t i o n r a t i o , s t a t i s t i c a lr e s u l t sf a i l e dt or e f l e c tt h el o s t w i t h o u tc l e a rr e c o r d si ne q u l r i m e n t sa n d w o r k e r st r a n s f e r t o 潞0 1 v et h ep r o b l e m sm e n t i o n e da b o v e t h i st h e s i sw o r kd e a l sw i t ht h es o f t w a r e d e v e l o p m e n to fw o r k s h o pm a n a g e m e ma n do v e r a l le q u i p m e n te f f i c i e n c y a n a l y s i s f o l l o w i n g i st h ec o n t e n t ： o ) t h e h i e r a r c h i c a ls t r u c t u r ea n dt h e c o m p o n e n t s f u n c t i o no ft h ew o r k s h o p m a n a g e m e n ta r ea n a l y z e d ( 2 ) t h em o d u l ef o re q u i p m e n tm a n a g e m e n ti sd e v e l o p e dt oc h e c kt h ee q u i p m e n t s u t i l i z a t i o n t h et r a n s f e ra n ds u r v e i l l a n c eo ft h ee q u i p m e n t sa r er e c o r d e d ( 3 ) n ew o r k e r sm a n a g e m e n tm o d u l ei sd e v e l o p e dt oc h e c ka n dr e c o r dt h ew o r k e r s a t t e n d a n c e ，s h i f ts c h e d u l e ，a n do nl e a v e ( 4 ) b a s e do nt h et h c o r yo fo v e r a l le q u i p m e n te f f e c t i v e n e s sa n a l y s i s ，t h eu t i l i z a t i o nr a t i o o f e q u i p m e n t si sr e c o r d e d 砌ss y s t e me m p l o y sa s p n e ta sp l a t f o r m , s q ls e r v e r2 0 0 0a sd a t a b a s e b sa s p a t t e r n ，a n dr e f e r st on t i e rs t r u c t u r e i tm a k e sf u i iu s eo fs o m et e c h n i q u e s ，s u c ha s e n c r y p t i o na n de v e n tb u b b l i n g , t 0p r o m o t et h es o f t w a r eq u a l i t y k e yw o r d s ：w o r k s h o pm a n a g e m e n t ：e q ujl a m e n tm a n a g e m e n t ：o v e r ai ie f ficie n o y i i 关于硕士学位论文使用授权的说明 论文题目： 奎闻筐理丞遮备全局筮奎坌扭筮住五蕉 本学位论文作者完全了解大连轻工业学院有关保留、使用学位论 文的规定，大连轻工业学院有权保留并向国家有关部门或机构送交论 文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文 的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 - 是否保密( 色) ，保密期至年 月日为止。 学生签名： 盘白导师签名：垒丝坠 加5 年毕月户 ， 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 车间管理对于制造型企业是一个复杂的系统工程。车间管理系统设计的目的就是 灵活管理产品的加工流程，跟踪生产线上的各种半成品，使得生产计划人员能够及时 合理的安排生产，管理者能够随时查看当前的车间生产情况【1 1 。 全局设备效率又称全局设备效率。是衡量生产效率高低的指标，近1 0 年来已被许 多世界级的企业作为主要的生产衡量指标。可以帮助我们了解设备的潜在生产能力 随着i n t c m e t 的产生和发展，利用网络进行车间管理，并密切结合车间管理的数 据进行全局设备效率分析对于企业来说已成为迫切需要。本论文研究了车间管理系统 的阶梯结构及全局设备效率理论，并把其应用到实际。开发车间管理及全局设备效率 分析系统正是为了解决新形势下对车间管理提出的新要求。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 车间管理系统的国内外研究现状 对于车间管理系统的研究最早可以追溯到泰勒管理的提出，而基于计算机的车间 管理系统的研究也可以追溯到加世纪六十年代初，它一直是人们对制造系统自动化领 域研究的一个方向。在车间管理系统软件的研究方面主要集中在车间体系结构以及系 统实现技术等方面。下面就车间体系结构以及系统实现技术方面的研究现状进行综述。 1 2 1 1 体系结构 从2 0 世纪九十年代中期以来，对车间的体系结构进行了大量研究，提出了以下 几种体系结构模型： 1 基于分散网络化生产系统的车间管理与控制系统 我国机械行业市场潜力很大，但市场发育不健全，特别是大量中小型企业存在产 品单一、设备陈旧等弱点，但又无力对这些基础设施进行改造，因而削弱了企业快速 第一章绪论 响应市场的能力。鉴于此，张曙等1 2 提出了分散网络化生产系统( d i s p e r s e d n e t w o r k e d p r o d u c t i o ns y s t e m ，简称d n p s ) 。该系统能够根据市场的要求，将网上制造资源快速 重组成低成本、高效益的网络上制造企业，建立动态联盟。当生产任务完成后，这些 企业立即解散，有关的制造资源又会重新返回分散网络化生产系统中，以待根据新的 订单再进行重组。基于这种思想，张华【3 】针对我国中小型机械制造企业技术现状，提 出在基本上不改变现有车间基础设施的前提下，通过信息集成建立产品数据、财务和 计算机辅助车间调度等管理子系统，以增强企业适应产品市场多变的能力。李宏【4 】在 基于敏捷制造思想的自动化车间生产组织管理方式方面的研究提出了建立虚拟生产单 元的概念。 基于分散网络化生产系统的车间管理着重于研究车间与外部制造资源的动态信息 集成，适合我国的国情，但它很少涉及车间内部的重构。 2 基于多代理的可重构车间模型 在多代理系统中每个代理具有知识、目标和独立的功能，各代理协同完成任务。 当前m a s ( m u l t i - a g e n ts y s t e m ) 在车间管理与控制系统中的应用非常多。r o y 和 a n c i a n x 5 】提出了一种基于多代理平台的车间控制方法，显著减少了系统反应时间，提 高了系统的反应能力。b e r r y 和k u m a r a 6 设计并实现了一个基于多代理的车间制造控 制系统r e a g e r e ，并总结了经验教训。韦文斌1 7 进行了基于多代理的分布式车间控制系 统的研究，为车间控制系统引入管理代理、任务代理和资源代理，各个代理各尽其职， 相互协调，保证了车间控制系统能够在动态的环境下正常运作。张洁【s l 提出了基于多 a g e n t 的虚拟车间动态重构模型，为构造虚拟车间提供了可靠保证。 多代理系统采用分布式控制结构，各代理处于平等的地位，通过协调完成整体耳 标，当系统的规模达到一定的程度，协同的信息量里指数增长，发生信息爆炸，使得 系统协同发生困难，性能下降1 9 1 所以基于多代理的车间管理系统的模块粒度不能划 分太细，这影响了其可重构性。 3 分形公司 分形公司( f r a c t a lc o m p a n y ) 是按分形理论组织的公司，它追求动态组织结构以适应 紊乱的环境变化。分形公司的实质是借用分形几何中“局部与整体相似，系统是部分 按某种规律的组合”的基本思想将复杂的制造系统划分成简单的“分形单元”来组织 公司分形公司目标的实现不依靠详细的计划，而是依靠分形单元的自组织和协作来 保证中间结果和最终目标【1 0 1 。因此基于分形公司理论的车间管理与控制系统可以较好 的适应系统重构。 2 1 第一章绪论 德国的夫郎和费学会的工厂管理与自动化研究所i f f 在一些企业应用了分形公司 理论，并取得了良好效果【1 1 1 。s i h nw i l f r i e d 掣1 2 l 还对分形公司车间层基于仿真的计划 与控制进行了论述。但由于分形公司的目的是在德国社会价值观和文化的基础上，建 立一种新的能够凝聚德国优势的制造模式【9 】，这与我国的文化背景并不是太适应。在 国内只有沈阳自动化研究所与德国进行了联合研究，目前还没有付诸应用。 4 基于合弄的可重构车间模型 合弄铝6 造系统是近年来提出的新的制造系统概念。在合弄制造系统( h o l o n i c m a n u f a c t u r i n gs y s t e m s ，简称h m s ) 中，合弄( h o l o n ) 是构造制造系统的一种功能单元， 它具有较高的自治性，可以独立地做出运行决策，并且执行和控制所作的决策。合弄 的内部结构充分借鉴了分布式人工智能中多a g e n t 的结构，甚至在许多情况下合弄与 a g e n t 是完全等同的i 体1 5 1 。但基于合弄的车间管理系统与基于多代理的车间管理与控制 系统不同：合弄系统的控制结构是递阶控制结构和分布式控制结构的折中，是一种动 态递阶控制结构。系统内全部合弄虽然原则上都是平等的，不存在严格的上下级关系 但合弄可以相互组合成一个更大的合弄，这样在合弄系统中合弄之间存在着“包含” 关系。由于这种“包含”关系，许多协同信息局限在一定的范围内，使得大部分信息 协同工作可以同步进行，提高了信息协同的效率。这样合弄系统的模块可以比多代理 系统的模块划分的更细，更利于重构。基于合弄的系统比基于多代理的系统更符合现 实的情况，更容易控制。 合弄制造系统已经引起许多国家的研究兴趣，是国际合作研究计划i b i s 项目之一。 到目前为止，在澳大利亚墨尔本、加拿大蒙特利尔、奥地利维也纳和美国加利福尼亚 等地多次召开了有关合弄制造系统研究国际会议【坷。文献1 1 7 使用面向对象技术开发 了一个可重用、可重配置的制造控制系统。文献 t s l 提出了一种适合于f m s 车间调度 与控制的合弄控制框架，经仿真实验证明，该框架是可扩展和可重构的。在国内周华 【1 9 l 研究了在车间多变环境下，基于合弄的m e 的特点以及它如何和e r p 系统结合来 保证系统的伸缩性和敏捷性的。周燕飞等【捌对自动化制造系统中可重配置车间控制系 统的h o l o n i c 框架进行了研究。 虽然合弄系统体系结构与以上所介绍的各种体系结构相比具有较大的优点，但其 复杂性仍呈非线形规律上升，目前无法在大中型系统中实际应用【l 珂另外人工智能的 研究尚未成熟，所以合弄系统的应用还有些困难，但我们可以借鉴合弄的思想来建立 车间体系结构。 3 第一章绪论 1 2 1 2 实现技术 为实现上节所述体系结构，人们采用了组件技术和集成平台技术。 1 组件技术 组件是用于构造应用系统的可复用的软件模块，它们具有特定的功能和自主能力， 按一定的接口规范可以实现互操作。这些组件可以单独地开发和测试，各个组件之间 通过接口来进行交互，实现信息的传递和互操作。组件技术解决了两个重要问题：一是 可复用性，即组件具有通用性，所提供的功能能为不同的系统所使用这满足了可重构 车间管理与控制系统模块化和可转换性的要求；- - 是互操作性，即不同来源的组件能够 相互调用、通信共同完成一个复杂的功能。这满足了可重构车间管理与控制系统可集 成性的要求组件技术的这两个特性是相辅相成的，复用是自的，交互是手段【2 l l 。目前 主要的组件技术有： ( 1 ) c o m d ) c o m 技术 ( 2 ) c o r b a 技术 0 ) e i b 技术 2 集成平台技术 集成平台是一个支持复杂信息环境下软件开发、应用集成和系统运行的软件平台。 它在异构分布环境( 操作系统、网络、数据库) 下提供透明、一致的信息访问和交互手 段，对其上运行的应用进行管理，为应用提供服务，并支持各应用系统的集成。它可 以缩短应用开发和集成周期；降低系统维护费用；提供通用的通信和信息访问服务， 使应用软件功能不依赖于特定的硬件系统、操作系统、网络协议和数据库管理系统( 因 此具有良好的可移植性和高度的可重用性) 。开发集成平台的目的就是提供开放的、易 维护的、可重构的应用开发与系统运行的集成支持工具圈 在国外a n s a ( a d v a n c e dn e t w o r k e ds y s t e m sa r c h i t e c t u r e ) 和欧共体e s p r i t i s a 项 目共同研制的开发环境a n s a w a r e 提供了分布环境下的应用软件开发和集成机制。欧 共体c c e 项目( e s p r i tc c e c n m ap r o j e c t7 0 9 6c i m ec o m p u t i n ge n v i r o n m e n t ) 提供 了一个用于在开放环境中开发、集成和执行分布制造和工程应用的软件平台。美国信 息集成工作组( i i w g ) 和企业路径框架小组但g p ) 支持，有i b m , m o t o r o l a , g e 等1 0 家公 司( 单位) 参加的企业集成框架研究于1 9 9 3 年提出了一个全面的企业集成框架 2 3 1 。在国 内清华大学国家c i m s - r 程技术研究中心进行了“制造业c i m s 应用集成平台总体设 计与原型系统开发”的研究。c h a n 等瞄】应用c o r b a 技术建立了一个c i m s 信息集成 4 第一章绪论 平台。虽然对集成平台的研究已经取得了大量的成果，但目前还没有成熟的商业化的 产品。 ， 1 2 2 全局设备效率分析系统的国内外研究现状 全局设备效率又称设备综合效率。是衡量生产效率高低的指标，近1 0 年来已被许 多世界级的企业作为主要的生产衡量指标。可以帮助我们了解设备的潜在生产能力。 它是世界级稳定性组织( w c r ) 中一个非常重要的测量手段。对于现代化企业，追求利 润最大化是其最终目的，而企业利润最大化归根结底是靠不断提高全局设备效率来实 现和完成的。2 0 0 2 年3 月鞍钢新钢铁第二炼钢厂在运转工区推行t im 管理试点，将 全局设备效率管理方法应用在起重设备管理中，取得了明显的成效。通过采用全局设 备效率管理方法，了解和掌握影响全局设备效率的因素，剖析影响全局设备效率的原 因，寻找并积极实施提高全局设备效率的措施及对策，不断追求实现设备零故障的目 标。 目前全局设备效率理论在石油化工、汽车及零部件业、食品加工业、化妆品、重 工业及其它行业都有应用，但是，产品价格都非常的昂贵而且都没有融合车间管理系 统。 1 3 开发意义 由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新，一个制造型企业能否良性 运营，关键是使“计划”与“生产”密切配合，企业和车间管理人员可以在最短的时 间内掌握生产现场的变化，作出准确的判断和快速的应对措施，保证生产计划得到合 理而快速的修正。虽然e r p 和现场自动化系统已经发展到了非常成熟的程度，但是由 于e r p 系统的服务对象是企业管理的上层，一般对车间层的管理流程不提供直接和详 细的支持。而现场自动化系统的功能主要对于现场设备和工艺参数的监控，它可以向 管理人员提供现场检测和统计数据，但是本身并非真正意义上的管理系统。所以，e r p 系统和现场自动化系统之间出现了管理信息方面的“断层”，对于用户车间层面的调 度和管理要求，它们往往显得束手无策或功能薄弱。随着网络技术的发展，车间层面 的信息化管理程度越来越高。很多制造型企业为了能够保持自身的先进性、降低成本、 5 第一章绪论 提高产品质量、提高劳动生产率、增加经济效益，都特别重视车间层面的管理。 现在市场上有关车间管理和全局设备效率分析的软件很多，如微软的解决方案 n a v i s i o n 和a x a p t a 都包含车间管理模块，a c e s o f t 公司的o e ei m p a c t 也是优秀的全局设 备效率分析软件，他们的功能都非常强大，但是，这些软件都有共同的缺点，那就是 未能密切结合我国当前生产和管理实际，不完全适合我国当前企业的需要，没有把车 间管理和全局设备效率分析结合起来，另外也有价格昂贵的问题。所以开发面向国内 企业的实用的车间管理和全局设备效率分析系统意义重大。 1 4 本论文主要内容 本论文主要研究车间管理系统的阶梯结构和全局设备效率分析理论，开发了软件 系统，用于对车间中的设备和人员工作情况进行管理，对车间中的设备利用效率进行 分析。软件主要包括设备管理、人员管理、全局设备效率分析和后台管理四大模块。 其中设备管理包括设备信息输入、设备考勤、设备当前运行情况、设备转移；人员管 理包括人员考勤、排班初始、排班查询、考勤情况录入、考勤明细、考勤信息统计、 人员转移、排班时间初始；全局设备效率分析包括产品输出数据录入、班次效率分析、 整体全局设备效率分析；后台管理包括基础数据、用户管理、权限分配。 软件系统采用a s p n e t 平台下b s 网络结构，引用了已逐步成为构建企业级软件 标准的多层体系架构。后台数据库采用了s q l s e r v e r2 0 0 0 ，前端开发工具采用 v i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3 。 6 第二章需求分析 2 1 需求分析 第二章需求分析 车间管理及全局设备效率分析系统是根据当前企业的特点开发，主要管理车间的 设备，人员及对设备利用效率进行分析。我们从车间实际出发进行调研，获得客户需 求文档，从中提炼出客户真正想要实现的功能，由于车间管理及全局设备效率分析系 统本身的复杂性，对需求分析必须细致认真，使用户和开发方对该软件的功能、性能 等质量特性有一个共同的理解，并以此作为开发方进行软件设计和用户进行验收的依 据。 2 2 性能及效率需求 为了保证系统能够长期、安全，稳定、可靠、高效的运行，系统应满足以下的性 能需求： 1 系统处理的准确性和及时性 系统处理的准确性和及时性是系统的必要性能。在系统设计和开发过程中，要充 分考虑系统当前和将来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间能够满足企 业对信息处理的需求。本系统对逻辑关系考虑充分，全部命令都通过调用存储过程来 执行，大大的提高了运行速度，保证了系统的准确性和及时性。 2 系统的开放性和系统的可扩充性 系统在开发过程中，应该充分考虑以后的可扩充性。要求系统提供足够的手段进 行功能的调整和扩充，而要实现这一点，应通过系统的开放性来完成，既系统应是一 个开放系统，只要符合一定的规范，可以简单的加入和减少系统的模块，配置系统的 。硬件。通过软件的修补、替换完成系统的升级和更新换代。本系统在数据库设计中遵 守数据库设计的三个模范，充分考虑了可扩充性，车间结果采用树状结构表并记录预 留了生产数据导入表 3 系统的易用性和易维护性 7 第二章需求分析 系统直接面对使用人员，而使用人员往往对计算机并不非常熟悉。这就要求系统 能够提供良好的用户接口，易用的人机交互界面。要实现这一点，就要求系统应该尽 量使用用户熟悉的术语和中文信息；针对用户可能出现的使用问题，要提供清楚的信 息并给出处理建议，缩短用户对系统熟悉的过程。本系统界面美观大方，易于操作， 系统通过验证控件和语句可提示用户不当操作。 4 系统的响应速度 系统响应时间是用户的一个重要要求，在数据量不大时要求响应时间在秒级，当 数据量较大时允许到分钟级。应在设计时充分考虑到影响响应时间的因素，以便达到 最小晌应时间的需求本系统运用了j a v as c r i p t 语句，分页存储过程等技术，大大提 高了系统的响应速度。 2 3 开发平台和软件结构的选择 2 3 1a s p n e t 技术 基于需求分析，系统最终采用w 曲方式开发，原因是w e b 程序的客户端使用浏 览器，而一般系统都预装了浏览器，因此只需开发服务器端程序，这大大的降低了部 署和维护的成本。 a s p n e t 不仅仅是下一版本的a c t i v es e r v e rp a g e ( a s p ) ，而且是一个已编译的、基 于n e t 的环境，可以用任何与n e t 兼容的语言( 包括v i s u a lb a s i c n e t 、c 舞和 j s c r i p t n e t ) 创作的应用程序。另外，任何a s p n e t 应用程序都可以使用整个n e t f r a m e w o r k 。开发人员可以方便地获得这些技术，其中包括托管的公共语言运行库环 境，类型安全、继承等掣2 6 1 a s p n e t 背后有程序开发人员公认的世界上最好的开发工具的支撑- v i s u a l s t u d i o n e t ，它为开发人员提供了高度集成统一的可视化环境，从而大大的简化了开发 w e b 程序的过程【2 7 l 。 2 3 2s q ls e r v e r2 0 0 0 数据库 m i c r o s o f t s q ls e r v e r t m2 0 0 0 扩展了m i c r o s o f ts q ls e r v e r7 0 版的可靠性、质 量和易用性，增加了几种新的功能，由此成为大规模联机事务处理( o l t p ) 、数据仓 8 第二章需求分析 库和电子商务应用程序的优秀数据库平台。 s q ls e r v e r2 0 0 0 拥有数据库系统的绝大多数功能，支持存储过程。由于存储过程 是预编译的，因此执行速度很快，且因为只是通过参数调用，所以还能够降低网络传 输量，故本系统操作数据库时都是通过调用存储过程的方法来实现的。 s q l s e r v e r2 0 0 0 与v i s u a ls t u d i o n e t 能够无缝的结合，它应用于a s p n e t 中能够比 其它数据库系统拥有更好的性斛堋。更重要的是，很多企业现已使用的软件后台数据 库系统是s q l s e r v e r 2 0 0 0 ，因此能够减少其不必要的投资。 2 3 3n 层体系架构概述 n 层应用程序( 如图2 - 1 所示) 最初是为了解决与传统的客户端服务器应用程序 相关的问题而出现的。随着软件技术的迅速发展，这一体系结构开始成为设计主流吲。 软件分层有以下优点： 良好的透明和封装特性。 高内聚、低耦合。 易于扩展、维护和重用。 开发人员易于分工，提高开发效率。 n e t 技术为n 层体系架构的实现提供了良好的技术基础。所以本系统采用了n 层体系架构的开发技术。 蠹 。l 业务井观i i 业务规则 i i 1 s o l 鞫班w e r 蓊 v i数据访f日i t ， 耳署：l 7 f系统框jgl 丫 1 服务i ，r i 通用 i 2 l 图2 - 1n 屡系统结构图 f i g2 - 1ni a y e r $ s y s t e mg r a p h 9 第二章需求分析 2 4 运行环境需求 运行环境需求如表2 - 1 所示。 表2 - 1 系统运行环境需求表 t a b i e2 - 1s y s t e mr u nr e q u lr e m e n t 1 0 第三章系统分析与设计 3 1 系统概述 第三章系统分析与设计 本系统是车间管理及全局设备效率分析系统，用于进行车间的设备和人员的 管理，及对所得到的数据进行设备效率的分析。 主要的功能有：设备考勤、设备当前运行情况、设备转移、人员考勤、排班初始、 排班查询、考勤情况录入、考勤明细、考勤信息统计、人员转移、产品输出数据录入、 班次效率分析、全局设备效率分析、基础数据管理等，模型图如图3 - 1 所示。 图3 - 1 系统功能模型图 f i g3 - 1s y s t e mf u n c t i o ng r a p h 第三章系统分析与设计 3 2 设计约束 本系统除参数类型，表之间的约束外各个功能模块也有一些约束。 1 产品输出数据录入模块中，设备在输出日期中有物料计划才能进行录入产品输出 数据。并且当天设备必须已经考勤。 2 人员考勤时，只有该用户当天已经被排班初始了，才能进行考勤，否则会给与提 示不能考勤。 3 用户管理模块中，如果是否有效设置为不可用，则在其他模块中都不能看到该用 户。 4 班次效率分析中，设备必须在当前日期中已经考勤并且进行了产品输出数据录入 才能有数据，才能进行统计和分析。 3 3 设计策略 本系统在设计的过程中为了提高性能方便扩展和开发，应用了一些策略。 1 基础数据模块是对企业、车间、自动线、班组进行设置，随着企业规模的扩大这 种结构可能会改变，所以在记录这些数据的时候，本模块数据库设计采用的是树状结 构，这样无论是什么样的组织结构，此数据库都不用更改，而且在程序的编写过程中 也非常的方便。 2 企业车间管理中的数据量非常的大，如果每次都提取很多数据并加载在页面上会 影响程序的速度和性能，甚至会造成系统的崩溃。本系统在提取数据的过程中使用了 分页存储过程，每次只提取需要加载在一个页面上的数据，这样大大的加快了速度， 提高了性能。 3 为了减少页面加载的次数，本系统运用了j a v as c r i p t 语句，在客户端执行了一 些小程序，这样也很有宜于系统性能的提高。例如通过班制类型选择类别区分就是用 s t r i f r 语句控制的，各个页面的能选择日期的控件也是用s t r i p t 语句写的控件。 4 为了使本系统更具有实用价值和扩展性，在数据库的设计过程中留有备用数据 表，测量值表、测量内容表是预留用来记录设备实时反馈信息的，在产品输出数据录 一 第三章系统分析与设计 入模块中选择加工内容时首先系统根据测量值表设置加工数量和不合格数量等信息， 如果设备能实时反馈信息，则这个设置数据是非常准确的。表发动机装配计划、生产 计划、物料计划也是根据工厂的实际情况抽象出来的计划数据表，用来导入工厂的实 际数据。在产品输出数据录入模块中也有体现。 5 数据库设计过程中，有些信息虽然通过计算能够得到，但是需要频繁调用存储过 程计算，影响程序速度，并增加出错可能性，这种情况下，增加个别字段，记录计算 后的结果，需要此数据的时候直接提取即可。例如表人员考勤中的工作时间，记录的 就是人员当天( 退勤出勤) 的全部总和：表设备考勤中工作时间、计划停工时间、非 计划停工时间也是根据设备考勤情况计算的数据，表加工内容中的数据是记录产品输 出数据录入模块中通过对比从测量值表、测量内容表提取的数据最后调整的数据，最 后参与效率统计的计算。 6 存储设备相关文档，过去大多数是做成一定的格式文件存放在某个特定的相对路 径下，安装该类软件到计算机后，系统自动遵从相对路径找到这些文件模板进行调用。 这样做虽然方便，但是一旦此类文件被误删，在调用这类文档的时候就会出现错误， 对企业的影响不可估计。本系统采用独特的方法，将文档以i m a g e 类型数据的形式存 放到数据库中。调用文档时，用程序调用数据库重新生成。i m a g e 类型数据在数据库 中根本看不出其原本的样式和内容，又由于数据库是保密的，这样就保证了安全性和 稳定性 一 3 4 子系统的结构与功能 模块汇总表： 表3 - 1 模块汇总表 t a b i ea - 1n x ) d u i ec o l i e c t i o l lt a b i e 子系统：设备管理 模块名称功能简述 设备信息输入 输入设备基本信息，可以增加，修改、删除 设各考勤记录设各开关时间及关机原因和责任人，计算实际工作时问和停机时间 设备当前运行情况查看设备当前运行情况 设备转移记录设备转移情况，可以增加，修改，删除 子系统t 人员管理 模块名称功能简述 ， 第三章系统分析与设计 人员考勤 记录人员上班时阃，下班时问，计算实际工作时闻 捧班初始初始化人员的捧班日期和班制，可以编辑，不能删除 排班查询查询人员班制，可以编辑，不能删除 考勤情况录入增加、修改、删除、套看人员缺勤类型、缺勤原因，缺勤时间 考勤明细查看、编辑考勤的出勤时间和最后退勤时间等信息，并可以计算工作时间 考勤信息统计 查看人员或班组在一定时间段内的，正常( 天) 加班、病假、事假、探亲、婚丧、 产假、旷工，其他的天数，及加班时间、缺勤时间、实际出勤( 分) ，工资出勤( 分) 人员转移记录人员转移情况，可以增加、修改、删除 排班时间初始 设置三个班制的上班时间、下班时间、间隔时间 子系统，效率统计分析 模块名称功能简述 产品输出数据录入 记录设备每天的生产总数、不合格总数，实际速度及不合格原困列表 班次效率统计设备各个班次的时间分布情况，以此看出每个班次的效率，可显示饼图 全局设备效率分析算出表现指数、效率指数、质量指数、分析指数，列出其他相关信息 子系统t 后台管理 模块名称 功能简述 基础数据设置企业，车问、车问、班组的基本信息 用户管理设置用户的基本信息 权限分配分配用户全限 2 子系统划分原因： 本系统的各个子系统的划分的原因是根据需求分析抽象出来的功能划分的。例如 对设备进行管理，需要设备信息输入、设备考勤、设备当前运行情况的监控、设备转 移的记录，所以在设备管理模块中分了以上四个子模块。同理，人员管理也是这么划 分的。但是全局设备效率分析中需要设备工作倩况的产品输出数据，所以就把这个子 模块放到了全局设备效率分析模块中，在整个系统运行的过程中，需要很多基础的数 据，在页面访问的过程中也需要对用户进行权限的判定，所以增加了后台管理模块， 并包含了基础数据、用户管理、权限分配三个模块。 3 5 子系统流程 1 人员管理流程 用户登陆后，经过权限判定，允许后，进入人员管理模块。首先用户进入人员考 勤管理模块，系统根据用户的基本信息进行判断，是否当天第一次考勤。如果是，提 1 4 第三章系统分析与设计 示人员考勤，并记录第一次考勤时间作为上班时间。如果已考勤，则提示退勤和补勤。 最后一次退勤、补勤的时间为当天该人员下班的时间。上班时间，下班时间和实际工 作时间都存入数据库，为后面的考勤明细和考勤信息统计提供准确的数据。而且在人 员考勤过程中会提示未做出勤登记日和未做退勤登记日。但人员考勤模块只有当此人 员当天已经进行了排班初始化后才能进行，否则要让排班管理人员进行排班初始化。 进入排班初始化模块，首先根据车间和班组选择人员，然后选择排班类型。一班制默 认为一周五个自班，周六、周日为休日，以此循环进行排班。二班制和三班制要通过 初始排班循环命令对白班、晚班、夜班、休日进行初始化，然后系统会按照此循环规 律进行排班。排班以月为单位，若当月已经初始话完毕，则提示不能再初始化，且列 出已初始的情况，并可对初始情况进行修改排班初始后，才可以进行人员考勤，排 班查询模块可对排班初始情况进行查询，人员出勤登记后，如果有加班，事假、病假 等情况就要进入考勤情况录入模块，录入考勤情况类型，原因，开始时间，结束时间 等信息，系统自动计算出考勤情况时间，并把相关信息存入数据库，考勤情况录入模 块还可以查看，编辑，删除考勤情况信息。考勤情况录入后，就可以进入考勤信息统 计模块了。它分两个部分的内容，按人员同级考勤信息和安班组统计考勤信息把人员 或班组成员在一个时间范围内和一个月内的正常( 天) 、加班( 天) 、病假( 天) 、 事假( 天) 、探亲( 天) 、婚丧( 天) 、产假( 天) 、旷工( 天) 、其它( 天) 、加 班时间( 分) 、缺勤时间( 分) 、实际出勤( 分) ，工资出勤( 分) 具体信息以表格 的形式罗列出来。考勤，人员考勤后，还可以进入考勤明细模块，可以根据查询条件 把人员的出勤日期、第一次出勤时间、最后退勤时问、工作时间、排班类型等信息以 表格形式罗列出来，并可以进行编辑。人员管理还报考人员转移，记录人员原单位和 调转后的单位，并把转移时间、转移日期、备注等详细存档。 如图3 2 所示 第三章系统分析与设计 蛔 魁i 黼p 结艇 一6 卫啊丽泛形1 。陌丽磊豪习一年医丽：丽一 嬲尝础 、仆翔 每勤喇细 图3 - 2 人员管理流程图 f i g3 - 2u s e rm a n a g e m e n tf l o wg r a p h 2 设备管理流程 如图3 _ 3 所示，用户登陆后进入设备管理模块，首先进入设备信息输入子模块， 输入设备基本信息，然后进入设备考勤子模块，选择要考勤的设备和班制类型，系统 根据数据库自动判断是否开机。如果不是，则提示开机，如果已开机则提示关机，关 机时必须选择关机原因，也可以记录关机责任人。设备考勤后，可以进行设备当前情 况查询，管理人员可以查看所有设备的开关机情况，当天是否开过机，设备现位置等 信息，并可根据条件进行查询。设备管理还包括设备转移予模块，记录设备原单位和 调转单位，并把转移原因转移日期，备注等详细存档。 。，。；= a 设貉管理漉程湖 墩备相鸶文件l 弧w 酗蝴仕n 记殪盖帆昏| 辫、戈帆 琢西盖帆虫往 慕疆l 圆 圈3 - 3 设备管理流程图 f i g3 - 3m a c h i n em a n a g e m e n tf l o wg r a p h 1 6 第三章系统分析与设计 3 全局设备效率分析流程 用户登陆后，输入设备的基本信息，然后对设备进行当天的考勤，根据设备列表 选择需要考勤的设备根据设备和当前时间判断此设备当天是否已经开机，如果没开机 则正常开机，如果已经开机，则提示关机，在关机之前必须选择关机原因，可以任选 责任人，设备考勤后判断该设备该天是否有物料计划，没有物料计划则需要导入物料 计划，确定有物料计划后，则执行产品输出数据录入模块，确定生产总数、不合格数 量、实际速度。数据输入后进行班次效率分析和全局设备效率分析。班次效率分析可 根据实际工作数据把设备的合格品时间，计划停工时间，非计划停工时间，不合格品 工作时间，速度减少量时间，以饼图形式展示出来，非常直观明了。全局设各效率分 析模块根据实际生产数据把所以设备的表现指数，效率指数，质量指数，全局设备效 率分析指数连同设备的其它相关信息都以按表格的形式罗列出来。根据分析的结果调 整工作情况，提高效率。 蛙蔷糟燕文件 垒硒效率分柝流群耘躅 斟l l 、广= ：ll l 瓜磊翮掣i l 砖奄生产盛彀、萃台格 l 教墩、娄融建疆 d 巫野绿袋 诤入物科计划 广品输出数姑承入 图3 - 4 全局设备效率分析流程 f i g3 - 4o v e r a lie q u i p m e r y ca n a l y s i sg r a p h 3 6 全局设备效率的计算 垒埘效率分析 1 为了计算全局设备效率，必须明确时间组成及分类方法。时间组成如图3 - 5 所示。 1 7 第三章系统分析与设计 图3 5 时间组成 f i g3 - 5t i m ec o n s t i t u t eg r a p h 总时间a ：一班制设备只在白天开机，一天的总时间为4 8 0 分钟；二班制设备在 白天和晚上开机，一天的总时问为9 6 0 分钟；三班制设备在白天、晚上、夜间都开机， 一天的总时间为1 4 4 0 分钟。 实际工作时间b ：是设备当天实际开机的时间。 实际工作时间b = 产品数量实际速度 停工时间c ：设备实际关机时间，它包括计划停机时间d 和非计划停机时间e 计划停机时间d ：包括休息、用餐、会议等 非计划停机时间e ：包括延误时间、检修时间、辅助生产时间等 合格品工作时间f ：合格品数量实际速度 不合格品工作时间g ：不合格品数量实际速度 合格品理论时间h ：合格品数量理论速度 速度减小量i ：合格品数量( 理论速度理论速度) 2 全局设备效率计算公式如下【4 3 1 ： 全局设备效率指数= 效率指数表现指数质量指数 效率指数= 实际工作时间b 计划生产时间 表现指数= 生产总数量( 理想速度实际工作时间) 质量指数= 合格产品数量，生产数量 所以：全局设备效率指数= ( 实际工作时间b 计划生产时间) 生产总数量， ( 理想速度实际工作时间b ) ( 合格产品数量生产数量) = 合格产品数量( 理想速度计划生产时间) = 合格产品数量理论加工周期，计划生产时间 1 8 第三章系统分析与设计 = 合格品理论加工时间，计划生产时间 由此可见全局设备效率的本质实际上就是合格品理论加工时闯与计划运行时间的 百分比。也就是说，如果合格产品的数量占总数的比值大，单位生产时间段，计划生 产时间短，则全局设备效率指数就高，它的理想值1 0 0 表现的是“零”不合格产品， 设备“零”故障，“零”设备出错及“零”生产事故。所以全局设备效率指数指的是 一个科学全面表现相对于理论生产能力的实际生产能力的比率值。 3 影响全局设备效率因素的有六大损失】： ( 1 ) 故障停机损失( e q u i p m e n tf a i l u r e b r e a k d o w n ) ：设备故障停机损失是指故 障停机造成时间损失，这将减少合格产品数量。设备故障分突发故障和慢性劣化故障 两种情况。损失也分为时间损失和品质不良两种。 ( 2 ) 工艺、调整和管理损失在更换工、夹、模具过程中，从上一个产品生产完成到 下一个产品的替换调整，直至能生产出合格产品的这段停机时间，我们称之为工艺、 调整损失。生产管理及协调不当造成的设备停机为管理损失 ( 3 ) 空转、短暂停机损失：一般在5 1 0 m i n 内的停机时问称为短暂停机。空转、短 暂停机一般并非由设备故障引起，而是因外部因素导致停机，或设备内无工件空转而 引起。如工件在输送带上尚未到位，或由于被卡住无法到位， ( 4 ) 速度损失：设备生产运行速度与设计速度的差异称为速度损失。 试生产损失：在新产品试生产时，从第一件产品的稳定地生产出合格产品为止， 需要一定的试验、调整、适应时期。 ( 6 ) 废品、次品返修损失：因产品报废、产品质量不佳而返修造成工时的浪费称为 废品、次品返修损失。 前两者影响效率指数，3 和4 两项影响表现指数，后两项影响质量指数。当然每 一家工厂的具体情况都各不相同。比如厂家采取六西格玛( s i x s l g m a x 要求在每一百 万个产品中只有三、四个缺陷产品，或每一百万次操作中只允许出现三、四次失误) 质量体系标准生产则9 9 9 的质量指数是不够的。世界范围内的调查显示，生产厂 家