（机械电子工程专业论文）企业齿轮刀具管理系统的设计与实现.pdf

重庆人学硕士学位论文中文摘要 摘要 齿轮刀具是齿轮加工过程中的重要部分 也是影响企业制造成本的关键环节 近年来随着企业生产规模的扩大和先进制造技术的不断发展 齿轮刀具种类和数 量越来越多 然而在刀具信息管理方面 企业现有的管理水平还相当落后 存在 诸多弊端 因此 开展齿轮刀具管理系统方面的研究具有极其重要的理论意义和 工程应用价值 本文在国内外7 具管理的现状和发展趋势的基础上 从系统需求 数据库结 构设计和模块功能实现等方面着手 建立了完整的齿轮刀具信息数据库 开发了 管理高效 功能完善实用的刀具管理系统 主要工作包括以下几个方面 结合企业实际情况 对齿轮刀具管理系统做了详细的需求分析 构建了系 统的功能框架 并对刀具信息管理 出入库登记及管理 修磨记录及管理 报废 管理 报表输出等主要功能模块的设计要点进行了详细的分析 设计了整个系统 的操作流程图和信息流程图 根据系统的功能需求 建立了齿轮刀具信息数据库 完成了数据库的概念 设计 创建了e r 模型 并完成数据库的逻辑结构设计 数据表之问的关系和存 储过程的创建等 分析系统成功实现所需的关键技术 如s t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e 编程技术 a c t i v e xd a t ao b j e c t 数据库访问技术 事务处理技术 e x c e l 输出技术等 并详细 介绍了这些技术在系统开发过程中的应用 采用c s 系统开发模式 以m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c 6 0 作为客户端界面开发 工具 s q ls e r v e r 2 0 0 0 作为后台数据库支持 完成齿轮刀具管理系统的界面设计 和功能模块的设计和开发 系统测试和运行表明 系统功能符合实际需求 具有一定的理论意义和工程 意义 关键词 齿轮刀具管理 数据库 a c t i v e xd a t ao b j e c t c s a b s t r a c t g e a rc u t t e ri sn o to n l yt h ei m p o r t a n tp a r to ft h ep r o c e s so ft h eg e a rm a c h i n i n gb u t a l s ot h ec r i t i c a lk e yw h i c hw i l li n f l u e n c et h ee n t e r p r i s em a n u f a c t u r ec o s t i nr e c e n t v e a r s t h e r ea r em o r ea n dm o r eq u a n t i t ya n dd i f f e r e n tk i n d so f t h eg e a rc u t t e ra l o n gw i t h t h ee x d a n s i o no ft h ee n t e r p r i s es c a l ea n dt h ec o n s t a n td e v e l o p m e n to ft h ea d v a n c e d m a n u f a c t u r et e c h n o l o g y h o w e v e r a sf o rt h et o o li n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t e n t e r p r i s e s a r es t i l ll a g g a r di nt h a ta s p e c t a n dt h e r ea r em a n yd r a w b a c k s t h u s c a r r y i n go u tt h e r e s e a r c ho fg e a rc u t t e rm a n a g es y s t e mh a sv e r yi m p o r t a n tt h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n d e n g i n e e r i n gv a l u e b a s e do nm er e s e a r c ho ft h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft o o lm a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h e d e v e l o d m e n tt r e n do fd o m e s t i ca n da b r o a d t h ec o m p l e t ei n f o r m a t i o nd a t a b a s eo ft h e g e a rc u t t e rh a sb e e ne s t a b l i s h e da n d t h eg e a rc u t t e rm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hm a n a g e s e 伍c i e n t l va n dh a se c o n o m i ca n dp e r f e c tf u n c t i o n sh a sb e e nd e v e l o p e df r o ms e v e r a l a s p e c t s s y s t e mf u n c t i o nr e q u i r e m e n t d a t a b a s ec o n s t r u c t i o nd e s i g na n d f u n c t i o nm o d e l s r e a l i z a t i o n t h em a j o rc o n t e n t so ft h i st h e s i sa r ea sf o l l o w s i nt h i st h e s i s a c c o r d i n gt ot h ea c t u a ls i t u a t i o no f t h ec o m p a n y t h en e e do ft h e 2 e a rc u t t e rm a n a g e m e n ts y s t e mh a v eb e e na n a l y z e di nd e t a i l t h es y s t e m f u n c t i o nf l a m e h a sb e e nc o n s t m c t e da n dt h ed e s i g nf e a t u r e so ft h em a i nf u n c t i o n a lm o d e l sh a v eb e e n a n a l y z e di nd e t a i l e g t h eg e a rc u t t e ri n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t t h er e g i s t r a t i o n a n d m a n a g e m e n to fi n p u t o u t p u ti n f o r m a t i o n t h er e c o r d sa n dm a n a g e m e n to f t h eg r i n d i n g i n f o m a t i o n t h em a n a g e m e n tt ot h ea b a n d o n e dg e a rc u t t e r sa n dr e p o r to u t p u t t h e n t h e s v s t e mo p e r a t i o nf l o wc h a r ta n di n f o r m a t i o nf l o wc h a r th a v e b e e nd e s i g n e d a c c o r d i n gt o t h en e e do ft h es y s t e mf u n c t i o n t h eg e a rc u t t e ri n f o r m a t i o n d a t a b a s eh a sb e e nc r e a t e d t h ec o n c e p tc o n s t r u c t i o nd e s i g nh a sb e e nc o m p l e t e d e r m o d e lh a sb e e nc o n s t r u c t e d t h e nl o g i c a lc o n s t r u c t i o nd e s i g n t h er e l a t i o n s h i pa m o n g t h ed a t a s h e e t sa n dt h ed e s i g no ft h es t o r e dp r o c e d u r eh a v e b e e nc o m p l e t e d t h ec r i t i c a lt e c h n o l o g y i n c l u d i n gs t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e s q l f o rs h o r t p r o g r a m m i n gt e c h n o l o g y a c t i v e xd a t ao b j e c td a t a b a s ea c c e s st e c h n o l o g y t r a n s a c t l o n p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y e x c e lo u t p u tt e c h n o l o g y w h i c hm a k e t h es y s t e mb es u c c e s s f u l l y r e a l i z e d h a v eb e e na n a l y z e d a n d t h e s et e c h n o l o g y sa p p l i c a t i o ni nt h es y s t e m d e v e l o p m e n tp r o c e s sh a sb e e ni n t r o d u c e di nd e t a i l b vu s i n gc sm o d e la st h ed e v e l o pm o d e lo ft h es y s t e m m i c r o s o f tv i s u a l 重庆人学硕 学位论文 英文摘要 b a s i c 6 0a st h ed e v e l o pt o o lo ft h ec l i e n ti n t e r f a c ea n ds q ls e r v e r 2 0 0 0a st h es u p p o r t o ft h ed a t a b a s e t h ei n t e r f a c ed e s i g na n dt h ef u n c t i o nm o d e l s d e s i g na n dd e v e l o p m e n t o ft h eg e a rc u t t e rm a n a g e m e n ts y s t e mh a v eb e e nc o m p l e t e d t h et e s ta n do p e r a t i o nh a sm a n i f e s t e dt h a tt h es y s t e mf u n c t i o nh a sm e tt h ea c t u a l n e e de s s e n t i a l l ya n dh a sc e r t a i nt h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n de n g i n e e r i n gs i g n i f i c a n c e k e y w o r d s g e a rc u t t e rm a n a g e m e n t d a t a b a s e a c t i v e xd a t ao b j e c t c s 重庆大学硕 学何论文1 绪论 1 绪论 1 1 课题背景及研究意义 1 1 1 课题背景 齿轮工业是机械工业r f l 技术和资金最密集的产业之一 齿轮作为一种重要零 部件已广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中 而齿轮刀具作为齿轮加工制造业 的重要工具 贯穿于企业的整个生产过程中 齿轮刀具在齿轮制造生产中的需求 量是非常大的 据不完全统计 目前某齿轮制造企业各分厂共有各种类型的齿轮 刀具数量多达上万把 其中滚刀数量达7 1 0 0 余把 剃齿刀数量达2 3 0 0 余把 插 齿刀数量达1 1 0 0 余把 齿轮铣刀数量达5 0 0 余把 其他类型刀具如齿轮拉刀 倒 棱刀 搓丝板 珩磨轮等的数量也比较大 而且齿轮刀具价格都比较昂贵 比如 一把径向剃齿刀的价格可达上万元 据统计 企业齿轮刀具总价值超过了5 千万 元 并且随着生产的进行仍会继续增长 齿轮刀具的数量和价值如此之大 因此对齿轮刀具的管理是必不可少的一项 工作 但是目前企业的刀具管理水平比较低 功能单一 管理混乱 刀具信息更 新不及时 无法监视刀具库存量 数据处理能力低 数据统计和刀具成本核算困 难 已不日e 7 两 1 4 足日常生产活动的需要 同时 因为刀具信息的实时性较差 导致 工艺人员在编制上艺卡片时不能准确了解企业现有刀具的信息 影响了刀具的正 常使用 造成刀具资源的浪费 严重时甚至会影响生产准备周期 1 1 2 研究意义 近年来 随着企业生产规模的扩大和先进制造技术的不断发展 刀具的种类 和数量越来越多 而且刀具的投入在制造业中已经占据了越来越重要的位置 刀 具是生产制造活动中的重要资源 对加工中心和数控机床的生产率及产品制造的 精密性和正确性有着重要的作用 同时也是昂贵的消耗品 且数量巨大 信息繁 多 由于生产的需要 大量的刀具频繁地在刀具库房与机床 库房与修磨间以及 机床设备之间流动交换 同时也会在各分厂之间转进转出 这对刀具管理水平提 出了更高的要求 j 前很多制造企业都急需寻求一种经济 高效 科学的管理方 式来解决现有刀具管理中存在的问题 目前很多中小型制造企业仍然采用过去落后的刀具管理方式 不仅效率低下 而且容易因为人为因素导致信息错误 造成刀具资源的浪费 也可能导致工艺设 计人员 管理人员无法及时获取企业刀具库存现状而导致刀具准备计划与生产计 划脱节 生产中断 造成巨大的经济损失 有资料显示 2 5 刀具费用占总的制造 成本约2 5 一4 但与刀具的采购 管理 修磨 检测 使用等流程相关的间接 重庆大学硕十学位论文1 绪论 成本却远远超过刀具本身的费用 大约为刀具直接成本的4 倍 刀具对生产效率 的影响可达2 0 一3 0 也直接影响占制造成本2 0 的机床费用和3 8 的人工费用 因此 在当今竞争日趋激烈的市场环境中 过去落后的刀具管理方式已不z h 兆匕悯 4 4 足 企业产品设计和生产加工的需要 必须采用计算机技术 数据库技术和网络技术 建立企业的刀具信息管理系统 实现刀具的信息化管理 库存控制和刀具成本快 速核算 满足刀具信息的及时更新和数据共享的要求 从而提高刀具和机床利用 率 加快生产周期 提高生产效率 创造更多的利润 刀具管理系统是制造执行系统的重要内容之一 特别是对于机械类数控生产 车问 刀具 量具 夹具等的管理是否科学 合理 在很人程度上决定了制造执 行系统的可靠性与生产效率的高低 6 l 因此 对于齿轮制造企业 建立健全完整的 齿轮刀具信息数据库 开发管理高效 功能完善实用的齿轮刀具管理系统对提高 刀具信息化管理水平 提高刀具利用率 降低管理成本 促进企业信息化建设等 多方面都有着非常重要的理论意义和实际意义 1 2 国内外研究现状 1 2 1 齿轮刀具综述 齿轮刀具是指切削各种齿轮 蜗轮 链轮和花键等齿廓形状的刀具 由于齿 轮的种类很多 且生产批量 质量的要求以及加工方法又各不相同 所以齿轮刀 具的种类也很多 齿轮刀具按其加工原理可分为成形齿轮刀具和展成齿轮刀具两 种 成形齿轮刀具是按照成形法来加工齿轮的 如盘型齿轮铣刀 指型齿轮铣刀 齿轮拉刀等 这类刀具适合丁单件精度要求不高或大模数的齿轮加工 展成齿轮 刀具是按照展成法来加工齿轮的 这类刀具通用性较成形齿轮刀具好 加工精度 和生产效率都比较高 刀具的应用比较广泛 类型也较多 有齿轮滚刀 插齿刀 剃齿刀 梳齿刀 弧齿锥齿轮铣刀盘等 7 儿8 通常来说 加二 渐开线圆柱齿轮的刀具应用最为广泛 其中齿轮滚刀是最为 常用的一种 因为它加工效率高 而且能保证一般齿轮的精度要求 可用来加工 外啮合的直齿轮 斜齿轮 标准齿轮和变位齿轮等 插齿刀也是应用较为广泛的 一种齿轮刀具 因为它不仅可以d n 工j b 齿轮 同时也可以加工内齿轮 双联齿轮 三联齿轮 精密齿条 扇形齿轮和人字型齿轮等 但加工效率不如滚刀 剃齿刀 是一种用于齿轮精加工的刀具 能从齿轮表面上剃下一层很薄的金属 剃后齿轮 精度等级可达6 7 级 比剃前提高1 级 孔径小的内齿轮或渐开线花键 用拉刀 来拉削是唯一的方法 并且也能保证高效率和高精度 盘型齿轮铣刀一般用于加 工精度要求不高的单件或小批量齿轮 而指型齿轮铣刀则应用于模数和直径特别 大的齿轮 成对盘铣刀和拉铣刀盘用于加工锥齿轮 而加工收缩齿的弧齿锥齿轮 重庆大学硕 学位论文1 绪论 和准双曲线齿轮则一般采用弧齿锥齿轮铣刀盘 1 2 2 刀具管理综述 刀具管理的概念最先是在2 0 世纪8 0 年代由美国企业提出的 并首先应用于 美国通用汽车公司的 土星项目 但当时刀具管理所涉及的刀具比较简单 内容 也比较简单 仅限于物流管理 近年来 随着企业生产活动的扩大和先进制造技术的发展 刀具种类和数量 大量增加 据统计 一个具有5 至8 台数控机床的制造系统 其刀具的数量可达1 0 0 0 把以上 9 j 刀具数量的庞大增加了刀具管理的难度 传统的刀具管理模式出现了许 多问题 如刀具查询困难 刀具资源过度浪费 系统功能单一 不能核算刀具成 本或刀具成本核算慢或不准确等 目前刀具自动化程度要求越来越高 发展完善 实用的刀具管理系统已经是刻不容缓的任务 这样的刀具管理需要既能保证生产 线及时得到符合要求的所需刀具 又能使库存刀具的数量保持在一个必要的最低 水平上 把流动资金占用的比例及其由此引起的财务费用降到最低 并能在刀具 发生非正常消耗时做出及时的反应 从而保证生产的j f 常进行 此外 刀具管理 还涉及库存信息维护 成本核算等牛产经营活动 刀具管理的合理性将影响到整 个制造系统的生产效率 刀具物流管理及刀具信息流集成是形成集成制造的关键 因此 刀具管理系统是制造系统设计中的一个关键环节 1o 1 1 理想的刀具管理系统应该涵盖刀具规划 采购 调整 物流 修磨 现场技 术支持 加工问题分析和解决 刀具优化和成本控制等多方面的内容 有一套完 整的体系来运行和控制 以期达到预定的目标 涉及到刀具技术 制造t 程 企 业管理 质量管理 物流管理 信息与数据库技术 财务与成本控制 人力资源 管理等多方面的工作 是一个系统性的问题 12 1 根据刀具管理内容的差别 国外 一般将刀具管理服务划分为五个层次 13 j 在第一 第二层次 刀具管理的主要内容是刀具的准备和刀具的修磨 在第三 第四层次 刀具管理的主要任务是过程优化改善和库存管理 第五层次 最高层次 除了包括第一到第四阶段的工作内容外 还包括了以下内 容 制造现场设置专门的修磨机床用于修磨刀具 设有自己的刀具库 可直接在 生产现场进行刀具测量和预调 提供刀具修理 修磨和涂层服务 并及时向生产 线提供刀具 保证生产正常运转 进入2 1 世纪以来 现代数控技术的迅速发展对刀具的使用和管理提出了更高 的要求 一个合理有效全面的刀具管理系统必然会对整个系统生产力水平的提高 投资费用的减少起重要作用 14 1 因此 科学的管理和合理地利用有利资源将为企 业提高生产效率奠定坚实的基础 刀具数据库管理系统的研究有了一定的实用价 值 目前 国内外对 j 具管理系统进行了大量的研究 刀具管理得到了长足的发 重庆人学硕士学位论文1 绪论 展 开发出了具有不同功能的刀具管理系统 1 2 3 国外研究现状 国外在刀具计算机管理方面起步较早 特别是进入卜世纪9 0 年代以后 刀具 管理系统技术得到了飞快的发展 从世界范围来看 奥地利的刀具咨询管理公司 t c mi n t e r n a t i o n a lt o o lc o n s u l t i n g m a n a g e m e n t 最早在1 9 9 6 年开展了系统性较 强的刀具管理外包服务 至今刀具管理服务已经形成一定的规模 在理论研究方面 那不勒斯 费德早克二世 大学的m a c c h i a r o l ir o b e r t o r i e m m as t e f a n o 1 5 1 6 j 研究了柔性制造系统中刀具管理系统的设计与刀具优化处理 的聚类算法等 a v e r y a n o vo i m a r q u lm l t l 7 p g r a n k l l 8 1 9 密西根大学的b e r a b r a h a m f a l e n b u r gd o n a l dr 2 0 j 贝0 对柔性制造系统中的在线刀具管理系统做了一 定的研究 r e i n h a r tg u n t h e r d i e s c hr o l f m a u d e r e rm i c h a e l 2 1 1 研究了面向开放式 控制系统的刀具管理 k a y m a zi r f a n m c m a h o nc h r i s t 2 2 研究了针对结构上的可靠 性的概率设计问题的刀具管理系统 马萨诸塞州大学的s u b r a h m a n y a mg g u n a s e k a r a na r a d h a k r i s h n a np c o v e n t r yu n i v e r s i t y 的a r u n a c h a l a ms 2 3 1 从数据 模型 数据库结构等方面研究了基于o r a c l e 数据库的刀具数据库管理系统 雅典 理工学院的v o s n i a k o sg c d a s k a l o p o u l o s a s t r a g g a sn 2 4 1 从工艺规划 数控编程 剩余刀具寿命的计算等多方面研究了基于w e b 的集成切削刀具管理系统 d a d d o n n ad t e t ir 2 5 1 基于模糊逻辑理论 集成多元供应网络的自动刀具采购的 多智能体刀具管理系统 介绍了智能的柔性刀具管理策略的开发与实现 在商用软件平台方面 目前国外已经开发了不少的发展比较成熟的刀具管理 系统 比较典型的如t d m s y s t e m k a t m s c y m s c o r a t a s 掣1 2 1 1 2 6 2 8 1 其相关 信息如下 t d m s y s t e m t o o ld a t am a n a g e m e n ts y s t e m 它由瑞典的s a n d v i k 公司开发完 成 软件实现是c s 体系结构 o r a c l e 数据库 w i n d o w s 平台 支持条形码识别 其主要功能有刀具目录 库存控制 统计 刀具采购 刀具数据管理 与企业管 理系统集成等 k a t m s k e n n a m e t a la u t o m a t e d t o o lm a n a g e m e n t s o l u t i o n s 它由美国 k e n n a m e t a l 公司开发完成 软件实现是c s 体系结构 o r a c l e 数据库 w i n d o w s 平台 它的主要功能有刀具数据管理 库存管理 采购决策 加工参数优化 刀 具供应商集成 报表分析 加工成本控制 与企业管理系统集成等 英国c y m s 公司的计算机用刀具管理系统 c y m s 它由一系统软件模块组 成 可配置1 6 个终端 分别设置在刀具库房 刀具预调间 计量室和供应科室等 处 各终端直接与中心数据库联网 整个系统的作用主要有 改善刀具的发放时 间及控制发放在外的刀具数量 不断更新刀具库房的库存信息 直接用刀具预调 4 重庆人学硕士学位论文1 绪论 数据调定刀具 提供刀具采购信息 提供刀具用途分析报告等 美国c i n c i n n a t im i l a c r o n 公司的刀具管理系统软件的主要功能有 为刀具库准 备刀具 给各机床分派刀具 刀具的调度与搬运 刀具检测 刀具的信息维护处 理等 德国的d e l k e l 开发的t o o lm a n a g e r 计算机辅助刀具管理系统 它适合于加工 单元 柔性制造系统甚至整个部门的刀具监视 跟踪管理 软件的主要功能包括 刀具的储备 刀具装配安排 刀架配备的优化 各零件对刀具的需求 刀具寿命 规划等 瑞典的s a n d v i k 公司的成套商用刀具管理软件c o r a t a s 该系统可实现刀具管 理的自动化 该系统可监控刀具从有效地点进入刀具库 到机加工车间机床上的 全部运行过程 在一批新工件开始加工时 系统能预先对刀具作出合理的准备 并对刀具的状态和工况进行实时监测 此系统能发现刀具的临界状态和确定刀具 库存量的合理性 极大的提高了生产的柔性 可靠性以及设备的利用率 该系统 可在加工阶段优化与刀具管理组织相关的各种因素 进而缩短刀具准备与结束的 时1 2 减少车间的刀具存放量 提高刀具的使用寿命 此外 日本的山崎铁工所 牧野铣床制造所和北越精机等开发的f m s 产品中 也包含刀具管理的功能 基本包括 刀具库存管理 刀具识别 刀具的优化调度 刀具的动态调度 刀具的寿命管理 刀具的数据管理 刀具的自动轨道运输 刀 具的监控检测 与外围设备的通信等 2 圳 1 2 4 国内研究现状 在我国 刀具管理技术的起步时问较晚 长期对此缺乏足够的认识 众多中 小型企业刀具管理中存在的问题主要表现在 3 0 j 车问库存刀具有1 0 一3 0 遗落在车间某地方或工具箱内 1 0 左右的生产计划任务由于不能及时提供刀具而无法正常进行 车间工作人员有1 0 2 0 的时间花费在寻找和调度刀具上 刀具准备计划和生产计划脱节 造成库存刀具费用积压 现行按机型管理刀具的管理模式造成刀具品种过多 占用资金较大 刀具切削参数选取不规范 影响了刀具切削性能的发挥 落后的手工统计刀具数据的管理方式 使刀具管理陷入处理大量繁琐 具 体的事务中 对生产耗用的刀具成本不能进行准确核算等问题 由于起步较晚 我国的刀具管理技术基本处于国外刀具管理技术的跟踪研究 状态 大部分也只是着眼于刀具管理系统的某一方面 如刀具切削参数数据库 刀具寿命 刀具调度等相关课题 但由于受到系统配置的限制 局限性很大 专 用性强 通用性低 所以总体上讲 国内在刀具系统研究的层次上还比较低 2 卅 重庆大学硕士学位论文1 绪论 主要体现在 一般是按照f m s 的具体配置进行开发 属 一对一 的体制 强调针对 性 但适应性差 刀具配置方式均较简单 大多采用批处理方式 这对于使用刀具种类较多 的加工系统来说 刀具交换对系统生产率影响较大 正因为是采用 一对一 的结构 一般刀具调度功能都比较单调 刀具调 度缺乏灵活性 过多地强调人的作用 刀具管理的自动化程度比较低 一定程度上限制了 刀具管理系统的先进性 在刀具管理系统应用方面 国内的李毅 杨晓等从加工费用的角度 分析了 刀具对生产效率的影响达2 0 一3 0 3 达世亮 张书桥等从汽车制造业的角度 分析了刀具管理的模式 重要性以及复杂性等 32 1 3 3 1 在刀具管理系统平台方面 较为系统地研究刀具管理系统的有西北工业大学 的曹兰景 王润孝等 西安工业大学的宋娅萍 曹岩等 广东工业大学的胡伟 谢小柱等 南京航空航天大学的庞存辰 徐锋 江苏大学的徐进岩 王责成 刘 钢等对刀具全寿命周期管理进行了研究 3 4 3 8 河北科技大学的邓飞 刘振宇等对 基于w e b 网络平台的刀具管理系统的模型做了一定的研究 3 9 东南大学的倪大进 许超等 华中科技大学的陈玲在计算机辅助刀具管理系统的研究和开发方面做了 大量工作 4 0 4 1 河北工业大学的张敏霞研究了在信息化制造中刀具管理系统的应 用 4 2 上海交通大学的陈立海 3 0 1 和大连交通大学的贾焕英 2 9 1 对数控加工车间的刀 具管理系统做了较为详细的研究 西北工业大学的周占峰 王润孝等研究了面向 e r p 的刀具管理系统 43 上海交通大学的许晓栋 邹泽明等提出了基于b s 结构的 刀具管理 该系统以一家烟草企业现有刀具库为基础 通过企业内部局域网以及 与e r p 和p d m 的数据接口实现了与e r p p d m 的信息集成与整合 从软件实现方面 介绍了烟草刀具管理系统 3 北京理工大学的王国新等对柔性制造系统中的可视化 的切削刀具管理模式做了研究 4 4 上海交通大学的周炳海 奚立峰等研究了柔性 制造系统中基于知识的决策支持的刀具管理 提高了刀具在柔性制造系统中的流 通效率 4 5 1 另外还有清华大学建立的国家c i m s 实验工程中一心的刀具工作站 航天 部6 2 5 所开发的b f m s 刀具工作站 均具有刀具管理功能 此外 国内也开发了一些刀具管理系统软件 比较典型的有北京市机电研究 所开发的先进制造系统中的刀具管理系统软件a m s t m s l 0 上海诺升机械科技 的e t m s e n t e r p r i s et o o lm a n a g e m e n ts o f t w a r e 北京兰光创新科技有限公司的 s m a r tc r i b 等 1 2 4 6 其相关信息如下 a m s t m s l 0 该软件从计划订购 库存管理 在线监控 回收维护等刀具整 重庆大学硕十学位论文1 绪论 个生命周期着手 对刀具进行全面的管理 侧重在物资管理 使用管理和技术管 理三个部分 e t m s e n t e r p r i s et o o lm a n a g e m e n ts o f t w a r e 该软件采用c s 和b s 体系结构 o r a c l e 等多种数据库 支持条码识别 它的主要功能有 刀具数据库管理 刀具跟 踪 库存控制 报表 采购 需求 合同 报告等 与企业管理系统的集成等 s m a r tc r i b 该软件采用b s 结构 支持条码识别 s q ls e r v e r 数据库 w i n d o w s 平台 它的主要功能有 系统管理 标准数据维护 刀柄管理 附件管理 组合 刀具管理 贵重刀具管理 量具管理 夹具管理 非标刀具设计 库房预警 自 动订货功能 报表管理等 总体而言 我国刀具管理系统的研究与国外相比还有较大筹距 主要体现在 刀具管理一般只能实现刀具的同常管理功能 如刀具库数据管理 备刀计划生成 刀具预调管理 库存统计等 但与企业c a d c a m c a p p 系统之间的信息集成度 不够 不能为c a m 提供刀具切削数据查询功能 也不能为c a p p 系统提供刀具选 择功能 1 3 研究内容 论文根据国内外刀具管理系统的发展现状 基于浙江某企业的实际情况 以 齿轮刀具为研究对象 结合计算机技术 网络技术和数据库技术 针对齿轮刀具 管理系统的功能框架结构 需求分析 数据库的设计和功能模块实现过程等内容 进行以下工作 首先构建了系统的功能框架结构 对系统的重要功能进行详细的需求分 析 完成系统的操作流程图和信息流程图的设计 并在此基础上 为系统选择开 发环境 开发语言 数据库和系统体系结构 在系统需求分析的基础上 进行系统数据库的设计 首先完成系统数据库 的概念结构设计 创建了数据库系统信息e r 模型 然后完成了数据库的逻辑结 构设计过程和存储过程的创建 分析系统实现过程中所需的关键技术 并对这些技术在系统中的具体应用 做了详细的介绍 采用v i s u a lb a s i c 6 0 语言 完成了基于s q ls e r v e r 2 0 0 0 数据库的齿轮刀具 管理系统各个功能模块的界面设计和程序代码的编写 并给出部分功能或模块的 代码 重庆人学硕十学位论文 2 系统总体设计 2 系统总体设计 2 1 引言 对系统进行需求分析是软件系统开发的主要和关键环节 在该环节要明确软 件具体要实现什么功能 达到怎样的目的 本章主要是对企业的需求进行调研分 析 全面了解企业对齿轮刀具管理系统的功能要求 并在此基础上构建系统功能 框架结构 完成系统的操作流程和信息流程的设计 并以此为系统选定开发环境 为齿轮刀具管理系统的开发打下基础 2 2 系统需求分析 传统的人工刀具管理 方法繁琐且效率很低 如刀具查找困难 功能单一 数据处理能力低下 较容易出错等 一个良好的管理系统必须能够很好的解决这 些基本问题 所以要求系统具有以下功能 良好的人机交互界面 由于操作人员的计算机知识水平不一 良好的界面 可以使操作人员无需过多的学习即可很好的使用系统 严格的权限管理 因为系统的用户较多 所以必须严格按照用户类型对用 户权限进行划分 避免出现冲突 从而保证数据安全 系统要具有一定的维护功能 实现刀具必要的日常管理 如刀具信息管理 出入库管理 异常 封存 报废处理等 采用组合式的查询方式 便于信息快速查询 能够快速核算刀具在某时间内的使用成本 依据企业刀具信息的报表模式 生成某时间内的川具信息报表 根据上述分析 本系统应具备的基本功能如图2 1 所示 重庆人学硕十学位论文 2 系统总体设计 图2 1 系统功能 f i 9 2 1s y s t e mf u n c t i o n 2 2 1 登录系统 用户登录是系统运行的第一个环节 是对系统的一项基本保护措施 只有授 权的用户才能通过账号和密码登录系统 防止非法用户进入系统 确保数据安全 和系统的正常运行 2 2 2 系统管理 系统管理是一个系统正常运行必须具备的功能 包括用户管理 修改密码 数据库备份与恢复等 用户管理 用户管理用于设置系统用户的账号 密码和权限等信息 账号和 密码是用户登录系统的钥匙 权限则是设置了不同类型的用户登录系统后所拥有 的操作权限 只有系统管理员拥有用户管理的权限 可以对系统用户信息进行添 加 修改和删除等操作 修改密码 为防止他人盗用系统用户的个人信息 从而对数据库进行非法的 操作 本系统为所有用户提供了密码修改的功能 用户可通过客户端程序按照自 己的意愿修改密码 数据库备份与恢复 刀具数据库是系统正常运行的基础 在数据库管理软件 使用过程中 数据库的备份和恢复工作是保证数据安全性的一个重要操作 在计 算机受到病毒的破坏 磁盘损坏等意外原因导致数据丢失 不完整或数据错误时 可以通过对数据库的恢复 将数据库恢复到备份的数据库中的某一时间 最低程 驻庆人学硕士学位论文2 系统总体设计 度减少系统的损失 4 7 因此 数据库的备份与恢复是系统管理不可缺少的一部分 2 2 3 刀具信息管理 刀具信息管理是系统的主要功能 主要包括刀具基本信息维护 刀具转出 转 入及组合查询等 它是系统其它功能的基础 没有了刀具信息管理 系统其它功 能也就无从谈起 刀具基本信息维护 刀具基本信息维护主要用于刀具信息的添加 修改和删 除等 内容包括刀具的公司编号 加工产品编号 刀具名称 生产厂家 出厂编 号 所属分厂 刀具价格 修磨次数 加工产品数 入库时间 刀具参数及备注 信息等 刀具转出 转入 刀具转出 转入主要用于刀具在各分厂之问的流动 一个分厂 的刀具库管理员通过刀具转出功能将刀具转出 然后由另一个分厂的刀具库管理 员通过刀具转入功能接收刀具 从而实现刀具在分厂问的流动 并且 刀具的转 出 转入历史记录可供用户查询 组合查询 刀具信息查询是系统必不可少的一个关键功能 由于刀具的数量 和种类繁多 刀具信息繁杂 靠单一的查询方式很难帮助用户快速查到所需刀具 因此本系统采用了组合式的查询方式来帮助用户快速完成对所需刀具的查询 2 2 4 出入库登记及管理 出入库登记 出入库登记用于刀具库管理员记录刀具的领用出库和归还入库 信息 实现 j 具在刀具库与生产线之问的流通 领用出库时记录的信息包括刀具 的公司编号 产品编号 所属分厂 出库人员 科室 出库时间 出库操作员等 生产任务完成或者刀具的切削参数发生变化而不能满足生产要求时 须将刀具归 还入库 入库时 查找出该刀具的出库记录 然后记录入库时间 入库操作员等 出入库管理 出入库管理主要用于刀具领用归还信息的修改 删除 快速查 询和信息导出等 2 2 5 修磨记录及管理 修磨记录 刀具在使用过程中出现磨损时须送到修磨问进行修磨 修磨记录 用于刀具修磨员在对刀具完成修磨后记录刀具每次的修磨信息 记录的信息包括 刀具的公司编号 产品编号 所属分厂 修磨人员 修磨时间 加工产量 刀具 损耗 涂层费用 修磨费用 科室等 修磨管理 修磨管理主要用于刀具修磨信息的修改 删除 快速查询和信息 导出等 2 2 6 库存统计 库存统计是用于统计各分厂不同型号的刀具库存数量 包括该类刀具的总数 量 异常的数量和封存的数量等 信息由其他模块的操作自动更新 用户可直观 重庆大学硕 学位论文2 系统总体设计 获取刀具最新 最真实的数量信息 并为刀具的采购提供依据 同时也提供了对 库存信息的组合式查询和数据导出功能 2 2 7 刀具报废管理 刀具报废用于将不能再使用的刀具报废出库 同时记录报废科室 报废时间 等信息 并将刀具的基本信息 出入库信息和修磨信息一起 从原数据表中提取 出来 存放到新的用于储存报废刀具信息的数据表中 在报废刀具管理中 提供 用户对已报废刀具基本信息 出入库信息和修磨信息的浏览和查询功能 2 2 8 数据统计 数据统计是以刀具生产厂商和加工产品代号为单位 根据日常生产中记录的 费用信息 统计选定时间段内各种型号刀具的加工成本 作为衡量刀具生产厂商 提供刀具优劣的一个依据 也为采购部门采购刀具提供必要的依据 2 2 9 报表输出 完善的报表输出功能是一个出色的信息管理系统不可或缺的功能 本文根据 企业实际情况 采用m i c r o s o f to f f i c e 中的e x c e l 软件作为报表输出工具 系统通 过引用m i c r o s o f te x c e l1 2 0o b j e c tl i b r a r y 对象 建立与m i c r o s o f to f f i c ee x c e l 的连 接 报表输出功能包括刀具信息报表 报废刀具信息报表 修磨记录报表的输出 刀具信息报表和报废刀具信息报表可以输出指定分厂 部门 在指定时f n j 内的刀具 信息 报废刀具信息 分别将不同类型的刀具信息保存在不同的工作簿中 并且从 修磨信息表中统计该时问段内每把刀具的加工产量和各项费用 j j 具损耗 涂层费 用和修磨费用等 快速核算每把刀具的使用成本 并且汇总各种类型刀具的总的 使用成本 修磨记录报表则是输出指定分厂 部门 在指定时间内的刀具的所有修磨 记录 并汇总刀具修磨各项费用的总和 2 3 系统流程图 2 3 1 系统操作流程图 用户的身份不同 用户所拥有的权限不同 系统提供的功能也不同 用户登 录系统后 可以选择自己可以操作的系统功能 整个系统的操作流程如图2 2 所示 重庆人学硕 学位论文2 系统总体设计 图2 2 系统操作流程图 f i 9 2 2s y s t e mo p e r a t i o nf l o wc h a r t 2 3 2 系统信息流程图 由于刀具数量较大 刀具在企业各部门的流通也比较频繁 整个系统的信息 流程就显得尤为关键 系统信息流程设计如图2 3 所示 重庆大学硕 学位论文 2 系统总体设计 图2 3 系统信息流程图 f i 9 2 3s y s t e mi n f o r m a t i o nf l o wc h a r t 2 4 系统开发环境 本文研究的齿轮刀具管理系统是基于c l i e n t s e r v e r 模式 s q ls e r v e r 2 0 0 0 数据 库的 由v i s u a lb a s i c 6 0 应用程序开发j 二具开发而成的 2 4 1 系统开发工具 目前使用较多的开发工具有v b v c c v i s u a lc d e l p h i 等 本文最终 选用v i s u a lb a s i c 6 0 为系统开发工具 v i s u a lb a s i c 6 0 是一种山微软公司开发的结构化的编程语言 它集成了一个完 整而且功能强大的应用程序开发环境 v i s u a lb a s i c 6 0 作为一种软件开发平台 具 有以下优点 简单易学 方便使用 v i s u a lb a s i c 是在b a s i c 编程语言基础上发展起来的 接近自然语言和人类的 逻辑思维方式 具有高级程序设计语句结构 语句简单易懂 可自动检查语法错 重庆人学硕士学位论文2 系统总体设计 误 并具有功能强大且使用灵活的编译器和调试器 叮视化界面 v i s u a lb a s i c 提供了可视化的设计工具 把w i n d o w s 界面设计的复杂性 封装 起来 丌发人员只需按照设计要求对屏幕布局 用系统提供的控件或者第三方控 件 在屏幕上画出各种控件 并设置对象的属性 默认的属性和方法已经有一部 分定义在了组件内 程序员不用为界面设计编写大量的程序代码 v i s u a lb a s i c 自 动产生界面设计代码 开发人员只需编写实现功能的相关代码 从而大大提高的 开发效率 4 8 4 9 1 可扩充性 v i s u a lb a s i c 是一种可扩充的语言 除了自身强大的功能外 还为用户扩充其 功能提供了途径 主要有以下四个方面 支持第三方开发的a c t i v e x 控件 早期叫 做o l e 控件或o c x 控件 是一些功能集成的模块 支持访问动态链接库 d y n a m i