硕士学位论文-基于精益管理模式的制造业工序控制系统设计与实现.pdf

C l a s s i f i e dI n d e x ：T P 3 9 3 U D C ： S o u t h w e s tJ i a o t o n gU n i v e r s i t y M a s t e rD e g r e eT h e s i s I I I IIII I I III II I I II IIIIl Y 19 5 7 4 6 8 D ESI G NA N DR e A L I Z A T I O NO FT H E M A N U F A C T U R I N GP R O C ES SC O N T R O L S Y S T E MB A S E DO NT H EL E A N P R O D U C T I O N G r a d e ：2 0 0 6 C a n d i d a t e ：C h e nS h i w e i A c a d e m i cD e g r e eA p p l i e df o r ：M a s t e r S p e c i a l i t y ：A p p l i c a t i o no fC o m p u t e r S u p e r v i s o r ：P r o f L iY u n M a y , 4 ，2 0 11 西南交通大学曲南交遗大宇 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密d 使用本授权书。 ( 请在以上方框内打”) 一、 ? 论文作者签名：产脚 ： 日期：弦t f ，5 加 指导老师签名： 闩猕) 日期：莎口儿r 工f 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 1 运用软件工程方法和思想，对系统的主要业务进行分析，提取出其中关键业务， 对其流程进行U M L 活动图分析，并构建其功能的用例模型。 2 按照两层架构模式，对系统进行了概要设计和详细设计。设计了系统的架构和 子系统的功能、界面，并设计规划了系统数据库和系统安全性。布置了系统硬件。 3 具体实现了系统。使用V i s u a lB a s i c 和S Q L 2 0 0 0 等，具体实现了在P C 机环境、 读卡环境和触摸屏环境的功能，并实现了数据库的网络动态连接和软件初步美工。在 模拟环境中测试了软件的基本功能。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 际研 加f | 、u 西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 随着现代机械制造业的发展，生产管理的模式也不断更新和进步。产生于上世纪 7 0 年代的精益生产管理模式，经过3 0 多年的发展和改善，以其减少库存和浪费，严格 控制工序，优化资源配置等先进理念和方式，当前广泛应用于现代机械制造业，降低 了生产成本，提高了生产效率，极大促进了行业的发展。 在精益生产管理的关键模式中，生产工序标准化是其中非常重要的一种模式和理 念，即将产品的制造生产过程进行科学分析，细化为适当的若干工序，工序中严格配 置人员、设备、物料、工艺、计量和环境等要素，工序间实时响应和衔接，在关键节 点进行必要检查，减少浪费和库存，加强工序流转，从而保证产品在各个工序质量， 提高生产效率。 当前，大多企业在采用该模式生产时，采用手工和纸质流转方式。本文结合实际企 业的产品生产，研究使用计算机和信息技术辅助，设计和开发一套工序控制系统，加 强管理和控制，更好的实现生产工序标准化，进一步保证质量和提高生产效率。论文 主要完成以下工作： 1 分析了系统业务。对系统的主要业务进行分析，提取出其中关键的开工审核、 首件生产及鉴定、任务分配、批量生产和基础数据维护、统计分析等业务，对其流程 进行U M L 活动图分析，并构建其功能模型。 2 对系统进行了概要设计和详细设计。设计了系统的架构和子系统的功能、界面， 并设计规划了系统数据库和系统安全性。布置了系统硬件。 3 具体实现了系统。使用V i s u a lB a s i c 和S Q L 2 0 0 0 等，具体实现了在P C 机环境、 读卡环境和触摸屏环境的功能，并实现了数据库的网络动态连接和软件初步美工。测 试了软件的基本功能和稳定性。 关键字：精益生产，生产工序，工序控制，软件架构 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 I 页 A b s t r a c t A l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o d e mm a c h i n e r ym a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , t h em o d e o f p r o d u c t i o nm a n a g e m e n th a sb e e nc o n s t a n t l yu p d a t i n ga n di m p r o v i n g A f t e r3 0y e a r s d e v e l o p m e n ta n di m p r o v e m e n t ，t h eL e a nP r o d u c t i o nm a n a g e m e n tm o d e ，w h i c hg e n e r a t e di n t h e19 7 0 s ，i se x t e n s i v e l y a p p l i e d i nm o d e mm a c h i n e r ym a n u f a c t u r i n gn o ww i t hi t s c h a r a c t e r i s t i co fr e d u c i n gi n v e n t o r ya n dw a s t e ，s t r i c t l yc o n t r o l l i n gp r o d u c tp r o c e d u r e ， o p t i m i z i n gt h ea l l o c a t i o no fr e s o u r c e sa n do t h e ra d v a n c e dc o n c e p t sa sw e l la sm e t h o d s I t r e d u c e st h ep r o d u c t i o nc o s t , i m p r o v e st h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n de n o r m o u s l yp r o m o t e s t h ei n d u s t r yd e v e l o p m e n t I nt h e k e ym o d eo f t h eL e a nP r o d u c t i o n m a n a g e m e n t ，p r o d u c t i o np r o c e s s s t a n d a r d i z a t i o ni sav e r ys i g n i f i c a n tm o d ea n dc o n c e p ta m o n gt h e m T h a ti s ，a n a l y z et h e p r o d u c t sm a n u f a c t u r i n gp r o c e s ss c i e n t i f i c a l l y , a n dr e f i n et h e ma ss e v e r a ls u b p r o c e s s e si n w h i c hp e r s o n n e l ，e q u i p m e n t ，m a t e r i a l s ，t e c h n o l o g y , m e a s u r e m e n ta n de n v i r o n m e n t a l e l e m e n t sa r es t r i c t l yc o n f i g u r e d R e a l t i m er e s p o n d i n ga n dl i n k i n gu pb e t w e e np r o d u c t i o n p r o c e s s e s ，n e c e s s a r i l yi n s p e c t i n g a t k e yn o d e s ，r e d u c i n gt h ew a s t e a n di n v e n t o r y , s t r e n g t h e n i n gt h ep r o c e s sf l o w T h e r e b ye n s u r e sp r o d u c tq u a l i t yi ne a c hp r o c e d u r e ，i m p r o v e s p r o d u c t i o ne f f i c i e n c y A tp r e s e n t , m o s te n t e r p r i s e sa p p l ym a n u a la n dp a p e rt r a n s f e rw h e na d o p t i n gt h i sm o d e l C o m b i n e dw i t ht h ea c t u a le n t e r p r i s ep r o d u c t i o n ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e st h eu s eo fc o m p u t e r s a n dt h ea s s i s t a n c eo fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , d e s i g n sa n dd e v e l o p sas e to fp r o c e s s c o n t r o l s y s t e m t o s t r e n g t h e nm a n a g e m e n ta n dc o n t r o l ， a n dt oa c h i e v ep r o d u c t i o n p r o c e s s s t a n d a r d i z a t i o nb e R e ra n df u r t h e ri m p r o v ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n de n s u r et h eq u a l i t y T h e w o r kt h i st h e s i sh a sm a i n l yc o m p l e t e di sl i s t e da st h ef o l l o w i n g ： 1 T h ea n a l y s i so fs y s t e m Sb u s i n e s s T h et h e s i sh a sa n a l y z e dt h es y s t e m Sm a i nb u s i n e s s ， e x t r a c t e dt h ek e yC o m m e n c e d a u d i t ，t h eF i r s tP r o d u c t i o na n dI d e n t i f i c a t i o n ，T a s k - a l l o c a t i o n , B a t c h - P r o d u c t i o na n dB a s i c - B a t a - M a i n t e n a n c e ，S t a t i s t i c A n a l y s i sa n dS Oo n I th a sa n a l y z e d t h ef l o wb yU M La c t i v i t i e sc h a r t ，a n dc o n s t r u c t e di t sf u n c t i o nm o d e la sw e l l 2 T h es c h e m a t i cd e s i g na n dd e t a i l e dd e s i g no ft h es y s t e m T h i st h e s i sh a sd e s i g n e dt h e s y s t e ms t r u c t u r ea n dt h ef u n c t i o no ft h es u b s y s t e ma n di n t e r f a c e ，p l a n n e dt h ed a t a b a s ea n d s y s t e ms e c u r i t y , a n dd e c o r a t e dt h eh a r d w a r e 3 T h ea c t u a lr e a l i z a t i o no ft h es y s t e m B yu s i n gV i s u a lB a s i ca n dS Q L 2 0 0 0e t c ，t h e f u n c t i o nh a sb e e nr e a l i z e di nP Ce n v i r o n m e n t , r e a d i n gc a r de n v i r o n m e n ta n dt o u c hs c r e e n ， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1II 页 a n dt h en e t w o r kd y n a m i cc o n n e c t i o no fd a t a b a s ea n ds o f t w a r e Sp r e l i m i n a r ya r t w o r kh a v e b e e nr e a l i z e da sw e l l I ta l s oh a st e s t e dt h eb a s i cf u n c t i o na n ds t a b i l i t yo ft h es o f t w a r e K e yw o r d ：L e a nP r o d u c t i o n ，P r o d u c t i o nP r o c e s s ，P r o c e s sC o n t r o l ，S o f t w a r eA r c h i t e c t u r e 匿南交通大学硕士研究生学位论文第f V 页 目录 第1 章绪论1 1 1 研究背景1 1 1 1 现代机械制造业生产模式分析1 1 1 2 精益管理模式的制造业工序控制系统1 1 1 3 国内外研究和应用现状2 1 2 精益管理模式的制造业工序控制系统的内容3 1 2 1 研究内容3 1 2 2 精益管理模式的制造业工序控制系统拟解决的问题3 1 3 论文结构4 第2 章系统需求分析与建模5 2 1 系统开发目标。5 2 2 系统总体业务分析6 2 3 系统业务流程分析7 2 3 1 开工审核的业务分析7 2 3 2 首件生产及鉴定的业务分析7 2 3 3 任务分配的业务分析8 2 3 4 批量生产过程控制的业务分析9 2 3 5 基础数据维护的业务需求1 0 2 4 系统功能需求及建模1 0 2 4 1 系统的业务功能1 0 2 4 2 系统对象模型1 3 2 4 3 统计相关功能1 3 2 5 系统的非功能需求1 4 2 6 系统约束1 5 第3 章系统设计及关键解决方案1 6 3 1 系统设计思路1 6 3 1 1 设计基础1 6 3 1 2 系统互联策略1 6 3 2 预警子系统设计17 3 3 系统功能结构1 8 西南交通大学硕士研究生学位论文第V 页 3 4 系统运行架构设计1 9 3 4 1 软件的运行模式分析2 0 3 4 2 系统架构设计2 1 3 5 系统数据库规划设计2 2 3 5 1 系统数据库的规划2 2 3 5 2 系统数据库的概念模型。2 3 3 5 3 系统数据库的逻辑模型2 4 3 6 系统安全性设计2 8 第4 章系统实现3 0 4 1 硬件部署3 0 4 2 系统登陆的实现3 1 4 2 1 系统登录模式的实现3 1 4 2 2 系统服务器动态选择设计3 3 4 3 系统关键技术的实现3 4 4 3 1 预警的实现3 4 4 3 2 操作流程控制的实现3 6 4 4 系统业务用例实现3 8 4 4 1 基础数据管理设计3 8 4 4 2 开工审核设计4 1 4 5 系统应用测试4 5 4 5 1 测试环境j 4 6 4 5 2 测试情况4 6 结论5 0 致谢5 2 参考文献5 3 攻读硕士学位期间发表的论文与科研工作情况5 6 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 现代机械制造业生产模式分析 制造业，作为我国国民经济的支柱产业，是我国经济增长的主导部门和经济转型的 基础；作为经济社会发展的重要依托，制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力 的集中体现【l 】。本文研究的铁路机车零部件制造，在“国家统计局行业分类标准”中被 分为C 类行业，属于其中的“3 7 1 3 ，铁路机车车辆配件制造“ 和“3 7 1 4 ，铁路专用设 备及器材、配件制造“ l Z J 。 传统生产管理是按照销售订单的交货期要求，安排生产计划，组织和协调各职能部 门总体上控制生产进度，随着时代的变迁和社会的发展，机械制造业的生产管理模式不 断更新，更加注重产品制造的时间、质量和成本p 】。现代机械制造业模式先后出现了柔 性化生产、平面网状管理、精益生产、敏捷制造、虚拟生产、M R P I I 、E R P 和生产系统 的网上管理化等新方式方法【4 J 。 本文研究设计的系统是基于精益生产管理模式( L e a nP r o d u c t i o n ，L P ，又称精良生 产) 。其中“精”表示精良、精确、精美；“益”表示利益、效益等等【5 】。精益生产就是 及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。它是美国麻省理工学院 在一项名为“国际汽车计划”的研究项目中提出来的。他们在做了大量的调查和对比后， 认为日本丰田汽车公司的生产方式是最适用于现代制造企业的一种生产组织管理方式， 称之为精益生产【6 】。精益生产综合了大量生产与单件生产方式的优点，力求在大量生产 中实现多品种高质量产品的低成本生产。精益管理是对精益生产方式的提炼和升华，它 以精益管理思想为核心，渗透扩大到除制造业以外的其他领域。 除精益生产管理之外，当前还新兴有其它一些生产管理模式，如减少人为干预的柔 性化生产( F M S ) 【7 】管理模式、企业间联作集成的敏捷制造( A M ) 【8 】、先进行模拟和预测 的虚拟生产【9 】等。与传统的生产管理模式相比，现代模式采用了计算机和网络技术，使 生产和管理在信息、数据，、控制等方面都提高效率，产品结构上逐渐转变为多品种、小 批量、个性化生产，更加面向用户和适应市场，增强自我调整和优化能力。 1 1 2 精益管理模式的制造业工序控制系统 所谓精益管理模式的制造业工序控制系统，就是在制造业中，以精益生产管理模式 为标准和思想，将生产工序合理细化和标准化、将生产系统化等，通过开发和使用一套 工序控制系统，控制工序、监控流程，达到人员、设备、材料、时间等的优化配置，严 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 格质量控制、节约资源和提高生产效率。 就本文而言，是基于企业N 的Z X J 产品设计生产进行研究的设计的，通过设计应 用该系统，采用计算机和网络辅助，主要针对生产工序进行严格的流程监控，优化控制 生产车间的人员、设备、文件、环境、材料和计量信息要素，在任务分配、开工审核和 生产过程监测等的各工序精益求精，以控制合格产品质量和提高生产效率，提高企业的 行业竞争力。 1 1 3 国内外研究和应用现状 1 精益管理在国外的研究和应用 精益管理的理念来源于著名的“丰田生产系统( T P S ) 。二次世界大战后，丰田公司 大力发展和应用T P S 系统，使自己从一个名不见经传的小公司一跃成为汽车业巨头。 1 9 9 0 年美国麻省理工学院学者发表的一个国际汽车生产共同研究报告【1 0 】，曾对此作 了详细的比较研究。该研究用了5 年时间，花费了3 5 0 0 万美元的巨资，组织日、美和 欧洲各国5 0 多位专家，在对世界1 7 个国家的9 0 个汽车制造厂进行广泛调查的基础上， 发表了一份关于汽车工业生产经营方式的大型实证性研究报告【1 1 】。报告指出：“精益生 产”综合了大量生产与单件生产方式的最佳特征。即能降低单件成本、明显的改进品质、 提供更广的产品与更有挑战性的工作。为“丰田生产系统引入了“精益生产”这一概 念，随后这一思路在制造业中得到广泛应用【l2 1 。与传统的大批量生产方式相比，精益生 产只需要一半的人员、一半的生产场地、一半的投资、一半的生产周期、一半的产品开 发时间和较少的库存，就能生产品质更高、品种更多的产品。 近年来，“精益生产“ 理论又被延伸至经营活动全过程，变为“精益管理“ ，其核心 都在于最大限度地降低浪费。对于服务型企业而言，精益管理可以提升企业内部流程效 率，做到对顾客需求的快速反应，可以缩短从顾客需求产生到实现的过程时间，大大提 高顾客满意度，从而稳定和不断扩展市场占有率。 精益管理有着众多成功先例，我们试列举几家： 全球最大的铝业集团A l c a n 在9 0 年代初就开始导入精益管理，形成自己的系统； 加拿大邮政运用精益思想改革邮政输送系统已有9 年历史，并取得显著效益； 美国成像和胶片巨头柯达公司在2 0 0 0 年开始发展自己精益系统( K O S ) ； 作为六西格玛管理成功样板的通用电气( GE ) 公司在2OO1 年开始强调精益管理； 软件业巨头O r a c l e 开始学习以精益的角度设计各类企业管理软件，I B M 、D E L L 等 公司也正大力开展精益活动【l 习； 在银行业，美国花旗集团i 加拿大帝国银行等许多银行保险巨头都高薪聘请了精益 工程师专门从事服务流程的持续改善【1 4 】； 世界最大的船舶运输集团马士基集团在全球展开精益管理的活动。 2 精益管理在我国的研究和应用 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 我国在经济高速发展、巨大的市场需求和廉价劳动力等因素的促进下，已经成长为 世界制造业大国，在可持续发展的国策影响下，我国制造业积极寻求从原始粗放型到集 约型增长方式的转变，国内许多研究表明，要实现制造业的可持续发展，提高市场竞争 力，一是需要经营管理的持续创新能力，二是需要强大的管理基础，特别是降低成本， 提高效率，提高质量能力。 在这种条件下，我国从上世纪8 0 年代中后期开始引入国际上比较先进的生产管理 理念，如精益生产管理。虽然由于基础和传统观念等问题，在推行的过程中出现了诸多 问题，但多年来已经逐步规范和稳定，许多企业也在推行和结合自身特点的不断研究中 获得了较好的成效，例如： 上海汽车工业总公司近年来推进精益生产，桑塔纳轿车生产成本每年下降5 ，劳 动效率每年提高5 ，上海通用通过精益改进，将别克饰条挤压线换模时间从6 8 小时 缩短到不足4 小时【”】。中国二汽在变速箱厂推行精益生产1 年，产量比原设计能力翻一 翻，流动资金和生产工人减少5 0 。一汽变速箱厂推行精益生产方式，半年中产值增长 4 4 3 ，全员劳动生产率增长3 7 ，人均创利增长2 5 1 t 1 6 】。 从推广的实际效果看，与大批量生产方式相比，精益生产方式的优越性主要表现如 表1 1 所示： 表1 1 精益生产方式优越性表 所需人力新产品开发工厂占用 资源周期 在制品库存成品库存产品质量 空间 减至1 2 或 减至1 2减至1 1 0减至1 2减至1 4提高3 倍 2 3 1 2 精益管理模式的制造业工序控制系统的内容 1 2 1 研究内容 本文基于企业N 的产品Z X J 科研项目，研究和实现Z X J 生产中任务分配、开工审 核、首件检验、基础数据管理、统计分析、异常预警等功能，通过采用精益生产管理模 式对这些功能的良好控制，主要是在生产工序化方面的良好控制，实现对资源的高效管 理和产品质量、生产效率的控制和提高。 1 2 2 精益管理模式的制造业工序控制系统拟解决的问题 1 精益模式的构成 精益管理模式主要解决五个方面的关键问题，即生产系统化、员工职业化、工序标 准化、度量精细化和改进持续化【1 7 】。本文研究基于精益管理模式的工序标准化问题。因 此，将从工序控制的业务、功能和控制几方面展开研究和建立相关模型。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 2 系统的构成 本系统是研究和解决企业N 的产品Z X J 在生产中的工序控制问题，系统主要研究 两个方面：与原有系统共享方面和系统内部集成方面。 在本系统需求提出以前，企业N 已经存在使用了与之相关的人力资源管理系统，物 料和设备资源管理系统等。本系统要获得成功，并不是单单在一个车间或一个部门使用， 而是要与其他已经存在的系统实现资源和信息的共享和传递。本系统将研究如何实现共 享的问题。 虽然本系统着力研究和解决的是工序控制系统，但在实现该功能时，必不可少的还 有相应的模块协调工作，例如基础信息管理、任务管理、统计分析等方面。这是本系统 的研究重点，将着重研究各个模块之间在逻辑层面、物理层面、数据方面和架构方面的 约束关系和协调关系，如何舒畅运行保证工序能够得到良好的控制，实现企业产品生产 的精益工序化。 3 拟采用关键技术 在本系统的设计和实现中，主要应用到以下关键技术： ( 1 ) 系统质量保证控制方案及技术 ( 2 ) 精益工序化控制及实时响应技术 1 3 论文结构 本文第一章主要介绍课题的研究背景，介绍国内外研究现状和关键概念，精益管理 模式的制造业工序控制系统的内容，以及论文的章节组织结构。 本文第二章对系统进行需求分析和建模。主要介绍系统的开发目标，系统的总体业 务分析，系统的业务流程分析，系统的功能需求建模，以及系统的非功能需求、系统约 束。 本文第三章进行系统设计。主要介绍系统的设计思路，预警子系统的设计，系统的 功能结构，运行架构，系统的数据库设计规划，以及系统安全设计。 本文第四章对设计的系统进行实现。介绍了实现该系统的硬件部署，系统登录的实 现，系统关键技术的实现，系统业务用例的实现已经系统应用测试。 本文第五章对课题的研究工作进行全面总结，并指明本文有待改进的地方和下一步 需要研究的内容。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 第2 章系统需求分析与建模 2 1 系统开发目标 目前，企业N 在产品Z X J 的生产流程和工序控制上，主要采用精益管理看板和纸 质文件流转，来控制台位、人员和设备的运转，这些纸质文件和看板虽然能够在一定程 度上体现精益思想，实现设备专用、岗位分明，但是看板和纸质文件操作及流转，存在 以下问题： 一是比较耗费时间，并且人为操作对工序中的时间度量精细化控制不严格，无论填 写、传递和批阅、归档，都要耗费时间： 二是更新不便，更新需要从源文件开始，再经过打印复印、装订、张贴等，操作不 如计算机控制方便； 三是工序流程监控不严格，即对工序标准化控制不严格。纸质文件的流传，不能完 全把握时间点，也不能对每个工序的产品实时状态作出及时反映，因此，各个流程的起 止时间存在人为影响，甚至，如果出现事故，也不便追查责任。 因此，利用计算机技术和信息化手段，对产品工序进行严格控制，既是企业发展的 需要，也是行业发展的必然趋势。本系统要研究和实现其规范化、流程化、提高产品管 理水品和提高劳动生产率4 个开发目标： 1 生产管理规范化 研究和构建工序标准化模型，采用计算机辅助生产管理，减少和避免对人员、设备、 物料、时间的不合理配置或不协调运行，对流程进行严格控制，以保证对生产工序的监 控、生产状态的实时跟踪记录，达到规范化的目的。 2 流程工序标准化 这是本系统研究的最重要部分，即将精益生产管理的工序化思想在制造业中具体应 用，使产品在任何一个生产工序可控，甚至成品在任何历史状态可查。通过计算机和信 息技术，对产品生产的每一步状态采集记录，根据对生产状态信息的识别，来控制生产 工序的全过程流转，以实现工序化控制更严格、更合理，工序衔接更加及时和准确。 3 提高产品的管理水平 产品在生产的全过程可控，甚至成品在任何历史状态可查，使得产品生产和管理中， 能及时发现问题，及时响应问题，及时处理问题，使管理水平得到较大提高。 4 提高劳动生产率 通过实现以上三方面的目标，生产和管理更规范、工序控制更标准，管理水平更高， 则在有效的生产时间中，企业始终以优化的人、机、料等因素在工作，避免浪费【1 8 】，减 少延迟，提高了劳动生产率。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 2 2 系统总体业务分析 企业N 的产品Z X J 生产业务，是由订单驱动任务，经设计论证，将任务交由生产 车间，严格按照精益管理工序化执行，经多个工位的多道工序衔接生产而成，中间还需 通过关键节点的检查。本文研究的工序控制系统主要针对车间生产线的业务，订单、设 计以及产品库存、销售等不再研究范围。 在此，结合工序控制对象，采用U M L 泳道活动图 1 9 】【2 0 】进行分析。系统总体业务从 企业市场部订单管理开始，交由设计部进行设计和论证，然后项目才交给生产车间开始 准备生产。在生产车间中，首先由工位组长进行各个工位的开工审核，若通过审核，说 明具备生产条件，则进行验证性的首件生产，并由质检部进行首件产品的鉴定，若合格， 说明具备成功生产该产品的能力，可以进行正式的批量生产。由车间主任对各个工位分 配任务，然后进入工位工序生产，在关键工序要进行检查，生产工序中也要及时处理异 常情况。开工审核和首件鉴定主要完成生产条件和能力的可行性验证。系统的总体业务 流程如图2 1 所示。 市场部设计部质检部生产车间 山 r 订单管理、 G 论9( 开工审核) l 【不嗵过】义【通过】 。曩， 由 V由 回 B 客 【不 H 一， 图2 - 1 系统总体业务活动图 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 2 3 系统业务流程分析 对生产车间中的总体业务按主要工序功能进行划分，可以抽象出开工审核、首件生 产和鉴定、任务分配和批量生产控制四个关键业务。 2 3 1 开工审核的业务分析 由于在生产之前，必须确定生产车间具备生产的软件件条件，首先需进行开工审核。 该业务是对每个工位上的人员、设备、物料和消耗品、工装、计量工具、环境信息和文 档规范等进行逐一审核，并形成审核报告输出。 开工审核业务的输入是对设计部项目提交的响应。首先由车间主任进行必要的工位 分配，相关工位组长对其设备、人员等生产要素进行审核，所有审核汇总至车间主任处， 由其检查决定是否满足生产条件或需整改审核，最后形成鉴定报告。 开工审核业务流程如图2 2 所示。 图2 - 2 开工审核业务流程图 2 3 2 首件生产及鉴定的业务分析 首件产品生产及鉴定业务，是验证按照设计和论证、在开工审核通过的条件下，是 否能顺利生产出产品，以及鉴定第一件产品是否合乎要求，以便决定是否进行批量生产。 鉴定的方式有：现场资料检查、现场目测实物、抽检尺寸测量、工装工具计量检查，生 成鉴定报告。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 该业务的输入是对任务分配业务的响应。首先由车间主任进行首件任务的分配， 工位组长对人员、设备、物料等生产要素进行确认，然后进行工位工序生产，直至完成。 质检部对首件产品进行鉴定，如不合格，判断其是否需要重做；最后给出鉴定结论，形 成鉴定报告。首件生产及鉴定的业务流程如图2 3 所示。 车间主任 工位组长工位 * 件生产的任务分爹K 开工确哆衄桃0 个 、 l 【未陆成】入【完成】 早 。篡， l 【重做】 ， N 、 I 【不重做】 、， 蕾 图2 3 首件生产及鉴定业务流程图 2 3 3 任务分配的业务分析 任务分配业务是车间主任每日提交生产任务，功能包括计划任务、任务指派、分配 要素、指派相应工序等。任务分配是对首件生产合格的响应，为正式生产提供必要生产 条件和要素。 任务分配业务从车间主任计划当日任务开始，再将计划的任务分配到各个工位执 行，工位组长将其分解，指派相应工序并为其分配必要的工序生产要素。任务分配业务 流程如图2 4 所示。 工位组长工位 翟弓园 厂国，溶完成八【完成】 V 图2 _ 4 任务分配业务流程图 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 3 4 批量生产过程控制的业务分析 批量生产过程控制业务，是实时控制产品生产的所有工序，确保每一工位、每一工 序的质量情况，监视生产进度，包括已经完成的产品和正在生产的产品。生产工程中的 特定工序设置检查节点，进行自检、互检或专检，并且对生产中的各种异常情况进行预 警和处理，确保产品质量。 批量生产过程控制业务是对任务分配的响应。由相关的工位组长分解各自任务给 各个工序，工序按要求进行生产，在特定的节点进行检查( 专检、自检或互检) ，检查 合格则继续下一步骤，直至生产完成，否则进行异常处理和整改。批量生产过程控制的 业务流程如图2 5 所示。 工位组长 工位 工序质检部 厂= = = 、 - 固吾 仨 ：三! 惑髓翻 睑】 氓 p 啡自醚咱 尚 l| 、 、 ( 互检) r 专检、) 本工序完成，睑 启动下一工序l b I 或异常处理完I 成，继续生产 W 甲 【不苣格】入【合格 【未完成】( 【完成】 厂= = 、 、 V ：! = ：厂 图2 5 批量生产过程控制业务流程图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 2 3 5 基础数据维护的业务需求 除了抽象出上面四个关键业务外，系统还包括其他一些重要的非生产线的业务，基 础数据维护便是其一。基础数据维护是对产品Z 在整个生产流程中，所涉及到的各种 要素数据进行添加、归档、修改等维护，主要有： ( 1 ) 人员信息维护 ( 2 ) 装备信息维护( 即设备和工装) ( 3 ) 物品信息维护( 即物料和消耗品) ( 4 ) 规范信息维护( 即文件、规范及标准) ( 5 ) 环境信息维护 ( 6 ) 计量工具信息维护 2 4 系统功能需求及建模 在对系统进行了业务分析之后，要保证系统能够最终实现，还必须对其进行功能的 分析和设计。 本系统针对产品Z 的生产工序控制展开，通过前面的分析可以看出，主要由基础 数据维护、开工审核、首件生产及鉴定、任务分配、统计分析、预警和异常处理等业务 功能组成。下面主要从系统业务功能、系统对象模型和统计相关功能三个方面来进行分 析。 在本部分的分析和功能建模中，主要采用了统一建模语言( U M L ) ，它是面向对象开 发的一种通用的、统一的图形化模型语言，U M L 将软件模型中的信息用标准图形元素 直观地显示【2 1 1 ，可以在几个层次上显示系统如何工作，本系统在设计开发过程中应用了 U M L 来辅助进行软件的设计与开发。 2 4 1 系统的业务功能 系统的业务功能，是指系统完成数据管理维护、开工审核、首件生产、任务分配、 批量生产管理等具体业务时实现的功能。 从前几节的分析，可以抽象出系统的用户及其对应的功能。系统用户有：车间主任、 工位组长、质检人员、普通员工。系统的的主要功能模型如下： 1 基础信息维护 基础信息维护功能由车间主任( 或秘书) 完成，包括对人员信息、设备信息、标准 信息( 文件、工艺和标准) 、物品信息( 物料和消耗品) 、装备信息( 工装和消耗品) 、 计量信息等六大信息的维护，维护的类型有信息添加、信息修改和信息归档三种。其用 例模型冽如图2 - 6 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 詹：泡 ， q 纱 ：间主任 运三梦二一一一一一，一一。乡 图2 - 6 基础信息维护模型图 2 开工审核 开工审核由车间主任和工位组长完成。车间主任首先分配开工工位，然后相应工位 的工位组长进行具体审核，包括人员、工艺文件、装备、环境、计量、物品、其它等要 素的审核。在一一审核完成后还需签到提交。如果审核有被要求整改的还需进行整改。 审核最后汇总到车间主任处，由车间主任形成正式报告。其模型如图2 7 所示。 开工审核：- 匆、 。庐一 蔷 凸、一 图2 7 开工审核模型图 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 3 任务分配 任务分配也由车间主任和工位组长完成。车间主任指定任务计划并进行分配，计划 的来源可以是新指定，也可以是修改原来的计划；同时负责在计划执行完成后将其归档。 工位组长执行分配到的计划，包括指派工序，并为其安排人员、装备、物品等要素。任 务分配的模型如图2 8 所示。 Q ；鬯 _ r 、 呵1 6 矿 久 ：间主任 。彩多 Q 冬一二删u a e ” 位组长 4 批量生产控制 图2 - 8 任务分配模型图 该功能中，有三个用户：工位组长、员工和质检人员。工位组长分解具体任务，并 确认开工条件，在生产过程中处理各种异常情况和参与互检工作。员工负责具体的工序 生产和自检。质检人员负责在特定工序节点进行专门检查，并在生产过程结束后鉴定产 品是否合格，确认其是否顺利完成。批量生产过程控制功能的模型如图2 - 9 所示。 萝 墼= 多 图2 - 9 批量生产过程控制模型图 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 2 4 2 系统对象模型 由前面的分析，可以抽象出系统的关键对象，对象之间的对应关系如下： 在系统中，工位与工序的对应关系是一对多的关系。即每个工位可以由多个工序组 成。 工位与生产要素之间是一对多的对应关系。即每个工位上，需要安排多个( 多种) 生产要素，以适应各个工序的需要。工位与环境信息则是一对一的对应关系，即每个工 位每次工作时只有一种环境情况。 工位与生产任务的对应关系是多对多的关系。即每个工位上可以同时进行多个项目 任务，每个任务也要经过多个工位来进行。工序与任务之间亦然。 工序与预警的对应关系是一对多的对应关系。在不同工序、不同任务中，可能出现 多个不同的预警信息。 工序与员工之间的对应关系是一对多的关系。即每个工序上，可以安排多名员工， 这些员工工种不尽相同，