劉海江，李加佳，劉揚(yáng)鶴

LIU Hai-jiang1, LI Jia-jia1, LIU Yang-he2

（1.同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，上海 201804；2.University of California-Berkeley，CA 94720）

0 引言

隨著汽車(chē)、建筑和家電行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼材的需求也不斷提高。而鋼卷（板）的包裝是其在存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程中的重要保護(hù)措施。鋼卷（板）的包裝不僅直接影響其產(chǎn)品質(zhì)量，而且關(guān)系到其企業(yè)形象。一般情況下鋼卷（板）包裝可以分成臥卷包裝、立卷包裝和鋼板包裝三種類(lèi)型，不同的包裝類(lèi)型對(duì)應(yīng)著不同的包裝材料，不同的包裝生產(chǎn)線，不同的包裝工藝，對(duì)包裝人員的要求也不同。而對(duì)于每種包裝類(lèi)型都有不同的包裝精度要求，存在精包、普包等不同等級(jí)。不同的包裝等級(jí)對(duì)應(yīng)著不同的包裝材料，不同的包裝工藝。鋼卷（板）的包裝過(guò)程涉及包裝材料、包裝工具、包裝人員、包裝設(shè)備、輔助材料和包裝工藝。

目前，大多數(shù)鋼材生產(chǎn)企業(yè)對(duì)鋼卷（板）包裝生產(chǎn)線的規(guī)劃和管理都是人工憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，各個(gè)包裝生產(chǎn)線的工藝處于孤立分散的狀態(tài)[1]。由于沒(méi)有統(tǒng)一的工藝管理平臺(tái)，只有紙樣、磁盤(pán)為媒介，相關(guān)的工藝信息的傳遞、獲取和更新變得十分困難。包裝產(chǎn)品涉及的不同部門(mén)之間的聯(lián)系協(xié)調(diào)、信息溝通只能依靠工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定，對(duì)以往的包裝產(chǎn)品信息、包裝產(chǎn)品質(zhì)量、沒(méi)有統(tǒng)一的記錄、標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)。為解決上述問(wèn)題，滿足現(xiàn)代化包裝的需求，我們希望自主開(kāi)發(fā)“鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)”，將鋼卷（板）包裝過(guò)程中的各種工藝信息統(tǒng)一存儲(chǔ)，建立完善的包裝工藝及生產(chǎn)線規(guī)劃知識(shí)管理系統(tǒng)。

1 鋼卷（板）包裝工藝分析

鋼卷（板）包裝工序按照先后順序可分為：外紙護(hù)角安裝、外周防銹紙包裝、內(nèi)周防銹紙包裝、塑料套包裝、內(nèi)紙護(hù)角安放、外周包板包裝、端護(hù)板包裝、內(nèi)外鐵護(hù)角安放、周向打捆(3～5道)和徑向打捆(4—6道)等。涉及到的包裝設(shè)備包括叉車(chē)、行車(chē)、提升小車(chē)、翻鋼機(jī)、運(yùn)輸鏈、橫向打捆機(jī)和縱向打捆機(jī)等。鋼卷（板）的包裝工藝不僅涉及具體的包裝方法，更與包裝材料、包裝設(shè)備和包裝工具緊密相關(guān)，如圖1所示。因此，有必要對(duì)包裝工藝中的包裝方法及包裝材料、包裝設(shè)備資源建立合理的關(guān)系，將已有的包裝工藝建立成可以查詢(xún)?yōu)g覽的工藝實(shí)例庫(kù)，并在工藝實(shí)例庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行包裝工藝的規(guī)劃，并計(jì)算出包裝成本、包裝工時(shí)等輔助信息。

圖1 鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)涉及內(nèi)容

同時(shí)，包裝產(chǎn)品在倉(cāng)儲(chǔ)、吊運(yùn)和運(yùn)輸過(guò)程中鋼卷（板）可能會(huì)存在邊部受損、表面磨損甚至生銹等情況，而各種包裝材料也會(huì)出現(xiàn)磨損、破裂、變形等損壞形式。因此，有必要對(duì)包裝產(chǎn)品在整個(gè)物流過(guò)程中的各種失效形式進(jìn)行調(diào)查、整理、分析，建立包裝產(chǎn)品物流失效形式數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)已有包裝工藝的防護(hù)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，也能夠新包裝工藝規(guī)劃提供參考的基礎(chǔ)。

2 鋼卷（板）包裝工藝管理系統(tǒng)的構(gòu)建方案

知識(shí)管理是指運(yùn)用先進(jìn)的信息和通信手段，將企事業(yè)知識(shí)作為資本財(cái)產(chǎn)來(lái)進(jìn)行管理的、一套獨(dú)特的企事業(yè)管理實(shí)踐活動(dòng)。知識(shí)管理的開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)定位在保存過(guò)去俘獲的知識(shí)，使適當(dāng)?shù)娜藛T在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)能快捷地查詢(xún)到以適當(dāng)樣式表示的所需知識(shí)，去幫助解決工作實(shí)踐中遇到的問(wèn)題[2]。

通過(guò)對(duì)鋼卷（板）包裝工藝的分析，鋼卷（板）包裝工藝管理系統(tǒng)需要考慮到以下五個(gè)內(nèi)容：

1）鋼卷（板）信息、包裝材料、設(shè)備、工具等信息的處理。

2）已有包裝工藝存儲(chǔ)，已有包裝生產(chǎn)線信息存儲(chǔ)。

3）成本核算、工時(shí)分析等工作。

4）進(jìn)行生產(chǎn)線和工位的布局設(shè)計(jì)。

5）包裝產(chǎn)品物流失效形式的存儲(chǔ)與檢索，對(duì)新規(guī)劃包裝工藝進(jìn)行防護(hù)性能評(píng)價(jià)。

根據(jù)上述要求構(gòu)建鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)，以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，由它完成多種知識(shí)的統(tǒng)一管理。鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)構(gòu)建如圖2所示。

圖2 鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)構(gòu)建示意圖

3 鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

3.1 建立包裝實(shí)體以及實(shí)體之間關(guān)系

根據(jù)系統(tǒng)各功能模塊，抽象歸納出包裝生產(chǎn)線上各個(gè)實(shí)體。實(shí)體包括：鋼卷（板）、包裝材料、包裝設(shè)備、人工、工具、包裝工藝和包裝工序等不同實(shí)體。同時(shí)考慮到包裝產(chǎn)品的物流運(yùn)輸過(guò)程，實(shí)體還包括：倉(cāng)儲(chǔ)方式、吊運(yùn)方式、運(yùn)輸方式、鋼卷（板）損耗形式和包裝材料破損形式。

建立包裝實(shí)例如下case1[O,P,Y,B]，其中，O代表其產(chǎn)品實(shí)體，O=(o1,o2,o3,o4)，o1表示產(chǎn)品類(lèi)型，o2表示產(chǎn)品基本信息，o3表示產(chǎn)品尺寸信息，o4表示產(chǎn)品材料性能；P代表產(chǎn)品包裝工藝實(shí)體，P=(p1,p2,p3,…,pi,…,pn)，pi表示包裝工藝P的第i條包裝工序；Y代表包裝產(chǎn)品物流過(guò)程，Y=(y1,y2,y3)，y1表示倉(cāng)儲(chǔ)方式實(shí)體，y2表示吊運(yùn)方式實(shí)體，y3表示運(yùn)輸方式實(shí)體；B表示包裝產(chǎn)品失效形式，B=(b1,b2)，b1表示鋼卷（板）損耗形式實(shí)體，b2表示包裝材料破損形式實(shí)體。

對(duì)于包裝工藝實(shí)體P中第i條包裝工序pi進(jìn)一步分析，pi=(m,e,p,t,d)，其中，m代表第i條包裝工序所用包裝材料實(shí)體，e代表所用包裝人員實(shí)體，p代表所用包裝設(shè)備實(shí)體，t代表工具實(shí)體，d代表具體工序描述實(shí)體。

根據(jù)以上分析，建立實(shí)體E-R模型及模型之間的關(guān)系，如圖3所示。

圖3 鋼卷（板）包裝工藝實(shí)體E-R模型圖

3.2 包裝工藝數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建

根據(jù)已建E-R模型及模型之間的關(guān)系，建立包裝工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，包括鋼卷（板）庫(kù)、包裝材料庫(kù)、包裝資源庫(kù)、包裝工藝庫(kù)、包裝工時(shí)庫(kù)、包裝成本庫(kù)、物流方式庫(kù)和產(chǎn)品失效形式庫(kù)等?？紤]到數(shù)據(jù)建立的方便性、后期數(shù)據(jù)維護(hù)的便利性，選擇Microsoft 公司的SQL SERVER 2005 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在開(kāi)發(fā)包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)時(shí)，綜合考慮了代碼重用、系統(tǒng)管理、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用安全以及后期維護(hù)等方面的要求，采用了visual c++平臺(tái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，考慮到用戶(hù)信息共享與發(fā)布的需求，鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理系統(tǒng)硬件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)架采用Client—Server體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)為：總資源管理、包裝工藝實(shí)例管理、包裝工藝規(guī)劃、成本核算、成產(chǎn)線及布局設(shè)計(jì)、產(chǎn)品物流失效查詢(xún)、包裝工藝防護(hù)性能評(píng)價(jià)。

以其中總資源管理模塊為例，總資源管理模塊包括鋼卷（板）管理模塊、包裝材料管理模塊和包裝資源管理模塊，用戶(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)查詢(xún)、瀏覽、修改等功能，簡(jiǎn)化了技術(shù)人員查詢(xún)翻閱大量圖紙文件的繁瑣工作，同時(shí)能夠存儲(chǔ)新開(kāi)發(fā)的知識(shí)。如圖4所示，包裝材料管理模塊中，用戶(hù)能夠查看包裝過(guò)程中所用到的各種包裝材料的信息，并能夠?qū)σ延械陌b材料的信息進(jìn)行修改和刪除。對(duì)于包裝工藝中可能用到的新開(kāi)發(fā)的包裝材料，用戶(hù)也可以將其信息添加到包裝材料模塊之中，方便日后查詢(xún)和處理。

圖4 包裝材料管理模塊

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了鋼卷（板）包裝工藝知識(shí)管理平臺(tái)，涉及到包裝生產(chǎn)線的鋼卷（板）、包裝材料和包裝資源，涉及到人員、物料和方法，最終形成知識(shí)管理系統(tǒng)，能夠?qū)υ械陌b經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律進(jìn)行總結(jié)和提煉，從而解決傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)存在的不足，提高包裝效率，對(duì)不同的包裝生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)對(duì)于鋼卷（板）包裝企業(yè)具有重要的實(shí)用價(jià)值。

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