隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求的發(fā)展變化,中小批量、多品種躬翁、高質(zhì)量昧旨、交貨期短和低生產(chǎn)成本已逐漸成為制造業(yè)明顯的特征。這要求企業(yè)對(duì)市場(chǎng)和用戶的需求變化能作出快速響應(yīng),并具有較高的柔性和應(yīng)變能力,從而增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力抽减。制造業(yè)立足于發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù),提出了許多先進(jìn)的制造理論,例如:計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)允青、并行工程(CE)、靈捷制造(AM)等卵沉。加工設(shè)備的高度自動(dòng)化無力進(jìn)一步降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,而必須在適度自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,采用先進(jìn)的生產(chǎn)管理模式颠锉。我國(guó)制造業(yè)除設(shè)備相對(duì)落后外,更突出的問題是生產(chǎn)管理模式的落后,尤其是中小批量、多品種生產(chǎn)類型車間的生產(chǎn)管理和控制方式,已成為企業(yè)發(fā)展的障礙史汗。因此,改革現(xiàn)有的車間生產(chǎn)組織形式,采用計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理和控制手段成為一項(xiàng)緊迫任務(wù)足贴。

針對(duì)車間中隨時(shí)隨地都會(huì)發(fā)生干擾的情況,直接采用MRPⅡ系統(tǒng)進(jìn)行車間生產(chǎn)管理和控制不能達(dá)到預(yù)期效果。一種面向中小批量姥勤、多品種生產(chǎn)類型車間的生產(chǎn)管理和控制方案——獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式,成為當(dāng)前一種較為先進(jìn)的可選方案［1,2］哮寨。獨(dú)立制造島是在成組技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種車間柔性制造形式。它在對(duì)車間傳統(tǒng)生產(chǎn)組織形式進(jìn)行變革的同時(shí),不盲目追求加工設(shè)備的高度自動(dòng)化,而強(qiáng)調(diào)在現(xiàn)有設(shè)備條件下信息流的自動(dòng)化,其主要特征如下:

(1)封閉性 以成組技術(shù)為基礎(chǔ),在島內(nèi)構(gòu)成一個(gè)相對(duì)封閉施俩、獨(dú)立的制造單元瞎遗；

(2)兼容性 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床并存,不盲目追求物料流的自動(dòng)化；

(3)分布性 將過去集中式的生產(chǎn)準(zhǔn)備砍梁、計(jì)劃和控制改為分布式,將權(quán)力下放給車間悦浙、制造島,以人為本、責(zé)權(quán)分明,充分發(fā)揮人的積極因素嗤雪。

(4)集成性 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將工藝設(shè)計(jì)挟七、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和制造過程有機(jī)地連成一體,在制造島內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息流的自動(dòng)化。

1獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式的原理及實(shí)施方案 采用獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式的車間,要按照成組技術(shù)的原則,將零件劃分為制造族,在島內(nèi)僅完成某特定零件族的加工妥析。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將數(shù)控編程系統(tǒng)相贺、各制造島內(nèi)的CAPP轻欣、車間作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)等在車間范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng),建立車間生產(chǎn)管理和控制的集成環(huán)境。

1.1 車間生產(chǎn)管理和控制原理

本文對(duì)車間生產(chǎn)管理肃弟、控制系統(tǒng)以及獨(dú)立制造島的分析玷室、討論,是以天津液壓機(jī)械(集團(tuán))有限公司的泵體加工為背景。該公司生產(chǎn)的泵類系列品種廣泛,其泵體加工屬中小批量笤受、多品種生產(chǎn)類型穷缤。本文在原泵體加工生產(chǎn)線的設(shè)備條件下,按獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式,提出如圖1所示的機(jī)床布局方案,在該島內(nèi)完成泵體加工所需的各種工序。采用該種布局方案明顯改善了物料流箩兽。

圖1 泵體制造島機(jī)床布局

車間生產(chǎn)管理和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示津肛。首先,車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)接受MRPⅡ系統(tǒng)下達(dá)的加工任務(wù)信息或直接輸入加工任務(wù)信息,并從設(shè)計(jì)部門的CAD系統(tǒng)調(diào)入零件技術(shù)圖紙。然后,生產(chǎn)管理系統(tǒng)根據(jù)成組技術(shù)的原則將零件分類汗贫、編碼,并按照零件分類身坐、編碼的情況,將加工任務(wù)分配給相應(yīng)的制造島。最后,在車間及相應(yīng)的制造島內(nèi)完成工藝設(shè)計(jì)落包、數(shù)控編程部蛇、作業(yè)計(jì)劃編制等,并生成、打印各種工藝文件咐蝇。在系統(tǒng)方案中還包括相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),如加工任務(wù)數(shù)據(jù)庫涯鲁、車間(制造島)資源數(shù)據(jù)庫、工藝方案數(shù)據(jù)庫锉窑、在制品數(shù)據(jù)庫岛牺、排序方案數(shù)據(jù)庫辫慎、工廠日歷數(shù)據(jù)庫等袁朗。

圖2 生產(chǎn)管理和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在車間生產(chǎn)管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)采用Windows NT Server 4.0,工作站采用Windows 95,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用FoxPro 5.0 for Windows,開發(fā)語言采用Borland C++5.0 for Windows。圖3為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖叶偶。

圖3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.2 獨(dú)立制造島作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則

采用獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式的車間,將車間作業(yè)計(jì)劃進(jìn)一步分解成各個(gè)獨(dú)立制造島的作業(yè)計(jì)劃,車間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃及實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)研究跃渠、開發(fā)的工作轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立制造島作業(yè)計(jì)劃及實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)的研究、開發(fā)锯运。其目的是:(1)保證工期沛四、按時(shí)完成所接受的任務(wù)；(2)提高制造過程的柔性和完成“急件”任務(wù)的應(yīng)變能力蛔颖； (3)減少庫存糊晋。獨(dú)立制造島作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則是指。通過給定加工點(diǎn)次序的規(guī)則,確定一隊(duì)加工任務(wù),可采用優(yōu)先權(quán)規(guī)則作為作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則政拾。一隊(duì)加工任務(wù)按優(yōu)先權(quán)的次序進(jìn)行加工际器。一項(xiàng)任務(wù)完成后,就將其納入加工路線中的下一個(gè)加工點(diǎn)的任務(wù)隊(duì)列中,成為下一加工點(diǎn)的機(jī)床負(fù)荷。

對(duì)于泵體制造島作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則,采用下列優(yōu)先權(quán)規(guī)則:(1)工期最短的任務(wù)優(yōu)先權(quán)最高贸桶；(2)加工時(shí)間最短的任務(wù)優(yōu)先權(quán)最高舅逸；(3)“緩沖最少”的任務(wù)優(yōu)先權(quán)最高桌肴。

無論采用哪種優(yōu)先權(quán)規(guī)則,“急件”任務(wù)的優(yōu)先權(quán)總是最高。采用上述調(diào)度規(guī)則可獲得多種作業(yè)計(jì)劃方案,對(duì)上述方案進(jìn)行評(píng)價(jià)后,選擇一種相對(duì)最佳的方案作為獨(dú)立制造島的作業(yè)計(jì)劃方案琉历。如果制造島內(nèi)發(fā)生干擾情況,可根據(jù)新情況重新生成新的作業(yè)計(jì)劃來滿足工期要求坠七。

采用獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式將車間分解成多個(gè)相互獨(dú)立、各自封閉的獨(dú)立制造島,是對(duì)車間傳統(tǒng)生產(chǎn)組織形式的變革旗笔。獨(dú)立制造島建成后打破了原來的部門界限,緊密了生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的聯(lián)系,提高了車間的交貨能力彪置。在獨(dú)立制造島中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)可縮短零件的制造周期、緩解生產(chǎn)中的瓶頸問題,提高了企業(yè)(車間)生產(chǎn)活動(dòng)的柔性和對(duì)市場(chǎng)需求變化的應(yīng)變能力蝇恶。

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