張鳳芝 欒桂勇 沈娜 汪衛(wèi)東 陳學(xué)輝

【摘要】生產(chǎn)信息化建設(shè)是現(xiàn)今企業(yè)管理的必然趨勢(shì)。本文提出了一種基于UCML的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)用于建材公司的企業(yè)管理。該系統(tǒng)以UCML開(kāi)發(fā)平臺(tái)為基礎(chǔ)，利用SQL Server管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)建材公司各類生產(chǎn)信息的綜合管理，全面反映企業(yè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，大幅提升了建材公司的工作效率。

【關(guān)鍵詞】生產(chǎn)管理;數(shù)據(jù)庫(kù);UCML;射頻識(shí)別

1.引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式已從人工操作模式逐漸轉(zhuǎn)為信息化管理模式。應(yīng)用信息技術(shù)，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息化建設(shè)已成為企業(yè)獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的最終選擇，也是企業(yè)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。針對(duì)車間信息化建設(shè)問(wèn)題，MES（Manufacturing Execution System）制造執(zhí)行系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生[1]。MES系統(tǒng)能夠?qū)⑵髽I(yè)的控制信息和生產(chǎn)環(huán)境緊密連接起來(lái)，從而有效地指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃和流程的順利完成。近年來(lái)，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視MES系統(tǒng)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。1992年，美國(guó)成立了MESA國(guó)際協(xié)會(huì)用于推廣MES技術(shù)及MES產(chǎn)品，并形成了以MES為基礎(chǔ)的軟件產(chǎn)業(yè)[2]。MES技術(shù)的使用，為制造行業(yè)的迅速發(fā)展提供了有力保障[3]。

焦家金礦建材公司目前的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主要采用人工管理方式，不僅無(wú)法有效地利用現(xiàn)有自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而且存在人工管理效率低、成本高的缺陷，不能很好地支持公司的決策分析。針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了一種基于UCML的建材生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)，用于建材公司的企業(yè)管理。該系統(tǒng)是一種小型專用的MES系統(tǒng)，針對(duì)建材公司整個(gè)生產(chǎn)流程的專有特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。綜合企業(yè)現(xiàn)有的監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，該系統(tǒng)為建材企業(yè)打造了一個(gè)全面可行、扎實(shí)可靠的生產(chǎn)協(xié)同管理平臺(tái)，全面反映了建材公司的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，而且大量地節(jié)約了人力、物力，達(dá)到大幅提高建材公司綜合管理水平的目的。

2.系統(tǒng)技術(shù)方案

該系統(tǒng)基于UCML企業(yè)級(jí)應(yīng)用框架平臺(tái)for ASP.NET作為開(kāi)發(fā)工具，結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，采用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，充分利用了建材公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，具有高靈活性、高可靠性以及可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。本系統(tǒng)不僅能夠解決企業(yè)地域廣、應(yīng)用分散等問(wèn)題，而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和移動(dòng)辦公，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理提供了方便。

UCML應(yīng)用框架開(kāi)發(fā)平臺(tái)（簡(jiǎn)稱UCML平臺(tái)）[4]，是一個(gè)面向框架、面向服務(wù)、面向套路的快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)。UCML開(kāi)發(fā)平臺(tái)基于.NET體系，直接生成c#源碼。開(kāi)發(fā)平臺(tái)涵蓋了一個(gè)WEB應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。系統(tǒng)采用的B/S結(jié)構(gòu)，運(yùn)行維護(hù)比較簡(jiǎn)便，能實(shí)現(xiàn)不同的人員，從不同的地點(diǎn)，以不同的接入方式訪問(wèn)和操作共同的數(shù)據(jù)[5]。

系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集采用射頻識(shí)別技術(shù)（RFID， Radio Frequency Identification）實(shí)現(xiàn)。射頻識(shí)別[6]利用無(wú)線電通訊信號(hào)來(lái)識(shí)別特定的目標(biāo)，同時(shí)讀取目標(biāo)中所包含的相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)了非接觸式識(shí)別，可以不受天氣等惡劣環(huán)境的影響準(zhǔn)確地閱讀目標(biāo)標(biāo)簽，并且數(shù)據(jù)讀取速度極快，提高了數(shù)據(jù)采集的速度和準(zhǔn)確性。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

建材生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)以UCML為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，SQL Server為數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具，充分利用了建材公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源。通過(guò)匯集建材公司的地磅、原料進(jìn)廠、配料系統(tǒng)、半成品生產(chǎn)、產(chǎn)品銷售、設(shè)備巡檢維修等一系列生產(chǎn)一線數(shù)據(jù)，完成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、地磅管理、質(zhì)檢管理、生產(chǎn)管理、庫(kù)存管理、銷售管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)智能分析等功能。

生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了公司原材料入庫(kù)、質(zhì)檢、半成品生產(chǎn)、配料自動(dòng)化系統(tǒng)、庫(kù)存、銷售和設(shè)備一體化等過(guò)程的全流程管理。在質(zhì)檢取樣、原料進(jìn)廠管理中，該系統(tǒng)與地磅系統(tǒng)進(jìn)行了無(wú)縫對(duì)接，并對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的物料庫(kù)存理論數(shù)據(jù)與實(shí)際倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤和分析統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)分析峰、谷、平的用電數(shù)，并匯總到生產(chǎn)流程段，從而更好地控制生產(chǎn)能源消耗。通過(guò)對(duì)銷售情況的統(tǒng)計(jì)，積累各客戶產(chǎn)量需求的真實(shí)趨勢(shì)以指導(dǎo)生產(chǎn)計(jì)劃及原料采購(gòu)計(jì)劃的合理制定。

3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)建材公司的實(shí)際業(yè)務(wù)需求，需要對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)基于SQL Server 2008實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，將空間信息映射到關(guān)系模型中，應(yīng)用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，將概念數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換為空間2維表的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息關(guān)系模型下的管理，以及與其屬性信息的統(tǒng)一管理。

建材業(yè)務(wù)主要分為四個(gè)模塊：質(zhì)檢、生產(chǎn)、銷售和設(shè)備，而系統(tǒng)四個(gè)模塊所管理的數(shù)據(jù)庫(kù)表也是相對(duì)獨(dú)立的，如下所示：

（1）質(zhì)檢管理

取樣表、檢驗(yàn)結(jié)果表、復(fù)檢結(jié)果表。其中取樣表與檢驗(yàn)結(jié)果表是多對(duì)一關(guān)系，檢驗(yàn)結(jié)果表與復(fù)檢結(jié)果表是一對(duì)一關(guān)系。

（2）生產(chǎn)管理

配料日?qǐng)?bào)表、料倉(cāng)料位表、進(jìn)倉(cāng)原料表、干礦渣出庫(kù)表、月末干礦渣表、期末結(jié)存表、物料出庫(kù)表、產(chǎn)品入庫(kù)表、結(jié)賬管理表。

（3）銷售管理

銷售出庫(kù)表、轉(zhuǎn)帳單表、發(fā)票管理表。其中，銷售出庫(kù)表與轉(zhuǎn)賬單表是多對(duì)一關(guān)系，轉(zhuǎn)賬單表與發(fā)票管理表是多對(duì)多關(guān)系。

（4）設(shè)備管理

設(shè)備臺(tái)帳表、開(kāi)車時(shí)間表、巡檢記錄表、設(shè)備維修記錄表。其中設(shè)備臺(tái)賬表與設(shè)備維修記錄表是一對(duì)多關(guān)系。

3.3 系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)

（1）質(zhì)檢模塊設(shè)計(jì)

質(zhì)檢模塊的主要功能是：將供貨商送樣信息、各原料來(lái)料取樣信息、產(chǎn)成品取樣信息及各種樣品的化驗(yàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入信息系統(tǒng)，并對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行合格率分析，達(dá)到化驗(yàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞，從而使得各級(jí)管理人員對(duì)化驗(yàn)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的掌握更加及時(shí)、準(zhǔn)確，最終達(dá)到有效地控制原料供貨質(zhì)量和產(chǎn)成品質(zhì)量的目的。

（2）生產(chǎn)模塊設(shè)計(jì)

生產(chǎn)管理模塊是本系統(tǒng)的重點(diǎn)模塊，主要管理原料及產(chǎn)品的入、出、存，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并給出配料各系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表及各種臺(tái)帳。該模塊可以優(yōu)化管理建材產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，利用實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)車間的生產(chǎn)流程進(jìn)行有效指導(dǎo)。通過(guò)進(jìn)出存管理，使得倉(cāng)庫(kù)物料存放由原先的雜散模糊變得更加透明規(guī)整。通過(guò)系統(tǒng)指導(dǎo)，倉(cāng)庫(kù)的信息管理更加及時(shí)準(zhǔn)確。統(tǒng)計(jì)分析得出的生產(chǎn)報(bào)表為生產(chǎn)決策提供更為可靠準(zhǔn)確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以幫助企業(yè)更好地管理生產(chǎn)過(guò)程，提高了生產(chǎn)效率。

（3）銷售模塊設(shè)計(jì)

銷售管理模塊以基礎(chǔ)資料管理為起點(diǎn)，通過(guò)地磅管理、提貨通知管理、銷售出庫(kù)管理、銷售發(fā)票管理、運(yùn)費(fèi)發(fā)票管理六大過(guò)程，完整體現(xiàn)了建材公司的產(chǎn)品銷售過(guò)程管理。該模塊能夠真實(shí)體現(xiàn)并靈活管理銷售商品庫(kù)存，使銷售部門(mén)及時(shí)掌握并控制產(chǎn)品的銷售情況。通過(guò)建立全面的銷售管理數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，為銷售管理人員分析客戶、價(jià)格及銷售業(yè)績(jī)提供了方便。

（4）設(shè)備模塊設(shè)計(jì)

設(shè)備管理，是本系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立的模塊，其主要功能分為以下幾部分：設(shè)備臺(tái)帳管理、開(kāi)車時(shí)間管理，設(shè)備維修審批單，設(shè)備維修明細(xì)，日常巡檢記錄。該模塊使得企業(yè)的各類大型設(shè)備及與設(shè)備有關(guān)的各類信息更可視化、系統(tǒng)化，設(shè)備管理員通過(guò)該模塊可以充分掌握生產(chǎn)設(shè)備的使用狀況，使得生產(chǎn)資源得到高效運(yùn)作。

（5）系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

地磅系統(tǒng)采用RFID技術(shù)進(jìn)行進(jìn)銷貨車輛的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于地磅系統(tǒng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)可以在車輛行進(jìn)過(guò)程中動(dòng)態(tài)采集電子車牌信息。通過(guò)RFID卡自動(dòng)調(diào)入所對(duì)應(yīng)的車號(hào)、司機(jī)、貨物名稱、供貨單位和收貨單位等信息。

由于地磅系統(tǒng)與其余系統(tǒng)之間信息不能夠共享，從而形成了“信息孤島”問(wèn)題。而質(zhì)檢管理和銷售管理兩個(gè)子系統(tǒng)均需要讀取地磅系統(tǒng)采集的車輛裝載數(shù)據(jù)，因此只有解決信息孤島問(wèn)題，才能實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息共享。本文采用OLEDB數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)檢和銷售系統(tǒng)對(duì)地磅系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。OLEDB是一個(gè)可以連接不同數(shù)據(jù)源的戰(zhàn)略性的低級(jí)應(yīng)用程序接口，具有開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián)（ODBC， Open Database Connectivity）的功能，也可以連接其他的非SQL數(shù)據(jù)類型。通過(guò)集成地磅數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)中利用OLEDB接口同步得到計(jì)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了原料進(jìn)廠和產(chǎn)品銷售信息的自動(dòng)化管理，并提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

4.系統(tǒng)應(yīng)用

建材生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)可以監(jiān)控建材公司從原料進(jìn)廠到產(chǎn)品銷售的全部業(yè)務(wù)流程，記錄產(chǎn)品原材料的檢測(cè)信息、設(shè)備使用信息、產(chǎn)品進(jìn)銷存信息以及生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)工序的人員、生產(chǎn)時(shí)間等信息。該系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集并加以分析，最終以統(tǒng)計(jì)報(bào)表的形式實(shí)時(shí)呈現(xiàn)各生產(chǎn)模塊的工作進(jìn)度，使得建材公司的整個(gè)生產(chǎn)流程透明化。建材生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)為建材企業(yè)帶來(lái)的好處包括：優(yōu)化了企業(yè)的管理模式，強(qiáng)化了生產(chǎn)流程的控制和管理;提升了企業(yè)各部門(mén)協(xié)同辦公的能力，節(jié)約了生產(chǎn)成本并提高了企業(yè)的工作效率;企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析更加及時(shí)、準(zhǔn)確，降低了干擾，使企業(yè)管理更有據(jù)可循;實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行信息，使得設(shè)備維護(hù)部門(mén)能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

5.結(jié)論

本文提出的建材生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)是一個(gè)面向建材企業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息和管理技術(shù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，利用SQL Server管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅可以跟蹤建材的質(zhì)檢、生產(chǎn)和銷售流程，管理原材料和產(chǎn)品的庫(kù)存情況，而且系統(tǒng)各模塊生成的統(tǒng)計(jì)報(bào)表為企業(yè)各部門(mén)的管理決策提供了實(shí)時(shí)、精確和可靠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，達(dá)到了優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程的目的。系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試結(jié)果表明，綜合現(xiàn)有的監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，該生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)可以大幅提高信息處理的速度和準(zhǔn)確性，提高管理人員的生產(chǎn)力，幫助企業(yè)節(jié)約成本，提高產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量，達(dá)到降本增效和提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]McClellan M.Applying Manufacturing Execution Systems[M].CRC Press.1997.

[2]MESA International.The Benefits of MES：A Report from the Field[R].MESA International White Paper Number 1，1997.

[3]饒運(yùn)清，李培根，李淑霞，等.制造執(zhí)行系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002，21（6）：1011-1015.

[4]余峰，譚毓安，王春波.基于UCML的軟件開(kāi)發(fā)的研究[J].電腦與信息技術(shù)，2004（06）：19-22.

[5]張樹(shù)亮，李超.ASP.NET 2.0+SQL Server 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例精解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[6]徐濟(jì)仁，陳家松，牛紀(jì)海.射頻識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展[J].數(shù)據(jù)通信，2009（01）.

作者簡(jiǎn)介：張鳳芝（1965—），女，山東聊城人，山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦高級(jí)工程師，研究方向：信息化與自動(dòng)化。