汽车零配件企业管理 论文.pdf

1 汽车零部件企业生产管理信息系统汽车零部件企业生产管理信息系统1 张映峰 胡立德 重庆大学机械工程学院 重庆 400044 摘摘 要 要 汽车零部件制造企业生产管理普遍采用的是一种粗放式管理模式 针对汽车零部件 企业存在的物料信息与生产需求信息脱节 生产实时监控困难 库存与出货信息滞后等问题 结合目视管理 流程管理 JIT 等先进思想 提出了一种支持生产作业管理控制端与生产作 业现场集成运行的汽车零部件企业车间集成化生产作业管理系统 建立了该系统的体系结 构 功能结构和运行模式 并对基于多功能交互式信息终端的生产作业计划实时下达与动态 调整模式 基于 JIT 技术的生产作业信息看板管理系统等关键技术进行了研究 该系统已成 功应用于某汽车零部件制造企业 取得了良好应用效果 关键字 关键字 汽车零部件企业 生产管理信息系统 看板管理 集成化 1 引言引言 伴随中国加入 WTO 和经济全球化 中国正在逐渐成为世界制造业的中心 中国的制造 业企业面临更加激烈的国际国内市场竞争 如何迅速提高企业的核心竞争力 至关重要的一 点 就是加快企业的信息化进程 汽车零部件企业是制造业的重要组成部分之一 由于企业资金短缺 融资困难 管理流 程不明确 信息环境基础设施薄弱等原因 该类企业在信息化建设存在一定的难题 通过对 汽车零部件企业调研发现 汽车零部件企业的信息化投资主要集中在办公自动化和财务管理 系统方面 接下来是物料管理系统和 CAD 等一些专业的软件方面 随着汽车零部件企业的 不断发展壮大 企业更需要适合其管理模式 业务流程的管理软件 尤其对于相对复杂的生 产制造环节的信息化 逐渐成为汽车零部件企业迫切需要解决的问题之一 所以开发生产管 理信息系统 对企业提升管理水平 提高市场竞争力和加快企业信息化建设有着非常重要的 意义 1 2 随着 MRPII ERP JIT MES 等先进管理思想和理念的日趋成熟 基于这些先进思想和 理念的车间生产作业管理方面的研究和应用得到了国内外许多专家和学者的高度重视 也取 得了许多重要的研究成果 例如 胡燕海 马登哲等分析了基本作业方式的 通用 特例 关系 提出了全面研究上述基本作业方式的通用作业计划的概念 建立了通用作业计划模型 并采用蚁群算法进行了优化 3 Lambregts K 等提出和分析了一种利用 MES 闭环信息控制来 优化车间生产作业计划调度的方法 4 刘明忠 薛恒新等构建了一种前连续后离散的混合生 产作业计划体系框架 并描述了其功能要求及信息联系 研究了这种混合生产模式的作业计 划排程问题 5 王军强 孙树栋等根据生产计划与控制的不同层次需求 提出了一种将制造 资源计划 MRPII 准时化生产 JIT 约束理论 TOC 三者相融合的生产作业管理 方法 并在其指导下构建了生产作业计划管理与控制模型 6 等等 综上所述 本论文针对现代制造型企业正趋向底层的自动化 合理的物流管理与控制 以顾客为中心和多品种小批量定制生产的发展现状 提出了基于汽车零部件企业的制造管理 信息系统研究解决方案 通过本课题的研究将形成一种基于生产管理信息化的物流优化方案 和系统框架 在应用方面 以上提出的方案将应用于某汽车零部件供应企业 取得了良好的 应用效果 1 本课题得到重庆科技攻关项目电子商务与与现代物流集成平台技术研究开发 2006BAH02A09 3 的资助 2 2 系统体系结构系统体系结构 汽车零部件企业集成化生产作业管理系统的体系结构包括基于多功能交互式信息终端 的数据采集与信息交互层 生产作业管理核心功能层 与其它信息系统集成接口层 系统支 撑层和交互界面层等 如图 1 所示 图 1 一种汽车零部件企业集成化生产作业管理系统的体系结构 1 基于多功能交互式信息终端的数据采集与信息交互层 通过生产现场的多功能交 互式数据采集器 DCT 可以把制造执行系统的功能和应用延伸到车间的生产装备和操作 工人 从而能实现生产作业管理端与装配生产现场及操作工人的集成运行 一方面 现场操 作工人能够实时接收到与装配任务相关的信息 如生产作业任务单 作业指导书 物料配送 信息等 另一方面 装配生产现场的进度信息 质量信息 物料信息 生产异常事件信息等 能实时反馈到生产作业管理端 2 生产作业管理核心功能层 车间生产作业管理系统是 MES 的一个重要组成部分 其核心功能主要是实现生产作业计划的制定 下发和接收 生产任务的分配 监控和调整 生产现场信息的采集 反馈和分析等集成运行 包括生产作业计划管理 生产作业进度监控 数据采集 综合报表与查询 文档管理等功能模块 3 与其它信息系统集成接口层 企业其它信息系统层包括 PDM ERP SCM 等涉 及企业产品设计 经营管理 供应链管理等的信息系统 车间生产作业管理系统可以通过集 成接口与这些系统实现数据传递和信息共享 4 系统支撑层 网络 数据库和信息安全等是系统运行的基础和支撑 5 交互界面层 交互界面层是系统与用户交互的接口 系统用户包含客户 企业高 层人员 制造部管理人员 装配车间管理人员 装配线班长以及操作工人等 3 3 系统功能结构系统功能结构 企业零部件集成化生产作业管理系统包括生产作业计划管理 生产作业进度监控 数据 采集 综合报表与查询 文档管理 集成接口等功能模块 系统功能结构如图 2 所示 图 2 汽车零部件企业集成化生产作业管理系统体系结构 1 系统管理主要包括用户管理 权限管理 操作管理和系统日志管理等功能 2 基础数据管理主要包括条码管理 产品工艺管理 生产线及工站管理 产品 BOM 管理 标准作业程序管理 信息采集终端管理等 3 生产作业计划管理主要包括生产作业计划制定 下达 接收 以及调整和查询等 本模块可以集成 ERP 系统的生产作业计划 也支持文件导入或手工录入生产作业计划 4 数据采集指通过多功能交互式信息终端对生产作业记录数据 生产异常事件信息 生产过程质量信息 装配线缺料信息 完工入库信息等进行实时采集 5 生产作业进度监控模块能通过多种方式实现对生产作业进度的实时监控 包括 可以通过系统查询界面实时查询生产作业进度和生产现场状况信息 可以通过管理端的远程 登陆动态监控各条生产线的运行情况 可以方便管理者实时查询跟踪生产线异常 重工信息 在制品信息等 6 文档管理主要是对生产规范 质量标准 客户稽核资料等进行管理和维护更新 是公司进行数据管理的基本组成部分 7 综合查询与报表能为管理人员提供生产进度 库存 产量 质量 良率等方面的 资料 8 集成接口主要实现本系统与 MES 中的物料 质量 设备等其它模块的集成 以及 与 ERP 系统 产品设计系统 客户等外部系统的集成 4 系统运行流程系统运行流程 4 1 系统运行流程系统运行流程 汽车零部件生产车间生产作业管理系统的主要目的是支持装配生产作业计划的制定与 下达 生产任务接收与执行 生产作业计划与任务的动态调整 生产现场信息动态采集 产 品完工入库和统计分析等业务的集成运行 系统运行流程如图 3 所示 4 图 3 汽车零部件生产装配车间生产作业管理系统运行流程 图 3 所示的系统运行流程的主要特点有 1 通过对生产管理信息系统平台 生产现场工人能实时接收到生产工单 领料单 入库单等等作业指令和一段时间内的生产计划以及所需的标准作业程序及工艺文档 并能对 车间生产作业现场数据进行实时采集与反馈 实现整个生产作业过程的实时信息化 2 通过生产管理信息系统实现了对生产计划和车间生产状况的有机联接和控制 形 成了装配生产任务从制定 下达 执行 到反馈和控制的闭环系统 一方面生产管理人员可 动态掌握车间生产作业实时状态信息 有利于对车间生产的高效组织 管理和优化调度 另 一方面 生产现场操作工人可实时反馈生产的实际状况 有利于车间生产现场对任务的快速 响应和优化组织 提高生产效率 4 2 系统职责分工系统职责分工 根据生产管理信息系统的运行和流程优化需求 通过对生产制造部门与其他各辅助生产 部门 质量检验部门 市场部门等部门进行组织职能优化调整 我们构建了下列职责分工图 5 图 4 汽车零部件生产作业管理系统职责分工图 通过企业各部门在生产管理信息系统中具体职责和工作内容的确定 我们可以划清 责任权限 明确分工任务 有利于管理信息系统的顺利运行和数据的准确及时采集 5 系统实现的关键技术系统实现的关键技术 5 1 基于多功能交互式数据采集终端的生产作业计划实时下达与动态调整模式基于多功能交互式数据采集终端的生产作业计划实时下达与动态调整模式 基于多功能交互式数据采集终端的生产作业计划实时下达与动态调整模式如图 5 所示 该模式主要特点有 配送单元 仓储部 临时订单 制造部 数据库 服务器 生产计划 车 间作业计划 车间调度 接收车间生 产作业计划 临时计划 调整计划 车间生产作 业任务分配 存储信息 接收信息 接收配料信息 接收生产计划信息 查询生产作业信息 DCT 生产线1 生产线2 生产线n 查 询 生 产 信 息 接 收 作 业 任 务 生 产 数 据 采 集 DCTDCTDCTDCTDCTDCTDCTDCT 图 5 基于多功能交互式信息终端的生产作业计划实时下达与动态调整模式 6 1 生产制造部制定好生产计划和车间生产作业计划后 车间管理人员可实时接收到 计划并根据车间生产实际情况分配车间生产作业任务 2 生产作业任务分配和下发后 车间生产线现场可以通过多功能交互式信息终端实 时接收生产作业任务 3 车间生产线现场通过多功能交互式信息终端可将生产过程信息实时采集到生产作 业管理信息系统 并由系统自动进行汇总管理 便于管理层对生产信息的实时掌握及跟踪管 控 这就构建了一个实时信息交互平台 4 制造部和车间管理人员可以实时监控生产现场作业情况 并及时对生产作业计划 以及作业任务进行动态调整 由此可见 在生产管理信息系统的帮助下 车间生产作业管理层人员与生产作业现场的 信息交互避免了 信息孤岛 和 信息断层 从而实现了生产作业计划从制定 下发 接收 到反馈和调整的一体化集成运行 5 2 基于基于 JIT 技术的生产作业信息看板管理系统技术的生产作业信息看板管理系统 生产作业信息看板管理系统能有效控制生产的节奏 消除各种浪费和不良 是我们实施 生产管理信息系统的重要保障 看板是用来组织生产 传递信息的一种手段 为了有效地实 施看板管理 通常要对设备进行重新排列 重新布置 这就需要我们对工厂的生产线进行重 新规划和设计 根据产品生产流程工艺和机器设备的特征进行合理布局和优化 进行看板管 理的前提包括下列几个方面 1 各工序使用零部件都只有一个发出地 前工序 2 所有零部件在整个生产过程中要有明确的 固定的移动路线 3 每个作业区只有两个存放处 入口和出口 如下图 6 所示 图 6 作业点零部件存放 看板主要分为传送看板 生产看板 临时看板三种 在看板管理中 将物流与信息流区 分为工序之间的物流和信息流和工序内的物流与信息流 分别由传送看板和生产看板进行控 制 其中传送看板用于指挥零部件在前后工序之间的移动 可分为工序间看板和外协看板两 种 生产看板用于指挥各工序的生产 可分为工序内看板和信号看板 临时看板是进行设备 维护 设备修理 临时任务时所使用的看板 7 5 2 1 传送看板传送看板 传送看板指的是工厂内部后工序到前工序领取所需的零部件时使用的看板 根据使用情 况不同 可分为 1 工序间看板 根据各个车间物流与信息流的实际情况不同而不同 如下图 7 所示 图 7 工序间看板 2 外协看板 外协看板类似工序间看板 只是 前工序 是供应商 它是针对外部的协 作厂家所使用的看板 外协看板中必须记载 进货单位的名称和进货时间 每次进货的数量 等信息 5 2 2 生产看板生产看板 生產看板用于指揮各工序的生產 可分为 1 工序内看板 工序内看板指各工序进行加工时所用的看板 这种看板规定了所生 产的零部件及其数量 它只在工作地和它的出口存放处之间往返 如下图 8 所示 图 8 工序内看板 2 信号看板 信号看板是在不得不得不进行成批生产的工序所使用的看板 例如树 脂成型工序 模锻工序等 信号看板挂在成批制作出的产品上 当该批产量的数量减到基准 数时摘下看板 送回到生产工序 然后生产工序按该看板的指示开始生产 利用看板管理方式 我们能实时直观的监视到车间运行情况 如哪些生产线在正常生产 生产任务是什么 生产任务的进度如何 产品质量状况如何 哪些生产线没有生产任务 哪 些生产线处于停线状态 停线原因 等等 进而准确全面的掌控车间生产现状 提高车间生 产管理水平和生产效率 6 应用案例应用案例 目前 本文的研究成果已在重庆某汽车零部件配套企业得到成功应用 该企业主要从事 重型车桥 变速箱 传动轴 方向机 汽车齿轮系统等系列产品的设计 开发 制造和销售 其每年的产值大约 4 个亿 近年来 随着企业面临的市场竞争日益激烈 企业内部的管理缺 陷也慢慢显现出来 急需进行企业信息化建设 为此 企业实施了生产管理信息系统 通过 该系统的实施和应用 有效提升了企业的生产管理水平和生产制造能力 目前 该系统已成 8 为企业生产管理的重要的组成部分 部分系统集成运行和应用情况如图 9 所示 图 9 系统集成运行和应用情况简图 系统的成功应用 实现了从装配生产作业计划的制定和下达 作业信息的实时采集和反 馈 到生产进度的实时监控和作业计划的实时调整等的集成运行 有效提升了企业装配车间 的生产作业管理水平 主要表现在以下几方面 1 该系统能够记录各零件序号 能快速收集现场成品生产的零件组装信息 包装信 息 检验情况 维修 重工等信息 即时监控生产线总产量及阶段产量 记录出货明细 适 时调整生产形态 并能对车间生产作业现场数据进行实时采集与反馈 实现整个生产作业过 程的实时信息化 2 生产管理信息系统的导入 能促进产品资讯化进程 便于客户做资料查询 便于 客户对产品追踪 使管理者能利用即时资料发现问题立即解决 也可运用历史资料做为制程 与品质的改进 通过互联网客户可即时监视订单生产状况 查询相关信息 浏览管理指标图 及报表等等 实现了生产实时监控 3 企业利用生产管理信息系统 收集料件信息 掌握生产的情况 及时调整生产分 配 了解产能 产品交货时间 同时记录的零件组装信息和包装出货信息 并可以提供给客 户进行货物验证和后续产品的追踪 实现了库存与出货信息的动态管理 7 结论结论 针对汽车零部件生产车间在手工管理模式下生产作业管理信息交互性差 生产作业进度 实时监控困难等问题 提出了一种支持生产作业管理端与装配作业现场集成运行的车间集成 化生产作业管理系统 研究了该系统的体系结构 功能结构和运行流程 并研究了基于多功 能交互式信息终端的生产作业计划实时下达与动态调整模式 基于 JIT 技术的生产作业执行 看板管理等系统实现技术 在该系统的支持下 实现了零部件企业从生产作业计划的制定和 下达 作业信息的实时采集和反馈 到生产进度的实时监控和作业计划的实时调整等的集成 运行 该系统在一家零部件制造企业中得到了成功应用 有效提升了企业生产车间的生产作 业管理水平和对市场变化的快速响应能力 9 参考文献参考文献 1 LIU Mingzhong XUE Hengxin HUANG Huijun Research on production planning system of mixture manufacturing J Computer Integrated Manufacturing Systems 2005 4 11 530 534 2 SUN Lingyun ZHANG Zhongneng Research and Design of Shop Floor Management System Based on Theory of Constraints J Computer Engineering 2004 30 33 36 3 HU Yanhai MA Dengzhe YE Feifan Un