1、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的發(fā)展變化，中小批量、多品種、高質(zhì)量、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)對市場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)競爭力。制造業(yè)立足于發(fā)展*制造技術(shù)，提出了許多*的制造理論，例如：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）、并行工程（CE）、靈捷制造（AM）等。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*的生產(chǎn)管理模式。我國制造業(yè)除設(shè)備相對落后外，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。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)。
　　
針對車間中隨時(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、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*的可選方案［1，2］。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)相對封閉、獨(dú)立的制造單元；
（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、計(jì)劃和控制改為分布式，將權(quán)力下放給車間、制造島，以人為本、責(zé)權(quán)分明，充分發(fā)揮人的積極因素。
（4）集成性　利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將工藝設(shè)計(jì)、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。

2、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。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將數(shù)控編程系統(tǒng)、各制造島內(nèi)的CAPP、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。

2.1　車間生產(chǎn)管理和控制原理
本文對車間生產(chǎn)管理、控制系統(tǒng)以及獨(dú)立制造島的分析、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、多品種生產(chǎn)類型。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。
 

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。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、編碼，并按照零件分類、編碼的情況，將加工任務(wù)分配給相應(yīng)的制造島。zui后，在車間及相應(yīng)的制造島內(nèi)完成工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、作業(yè)計(jì)劃編制等，并生成、打印各種工藝文件。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、車間（制造島）資源數(shù)據(jù)庫、工藝方案數(shù)據(jù)庫、在制品數(shù)據(jù)庫、排序方案數(shù)據(jù)庫、工廠日歷數(shù)據(jù)庫等。

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。

圖3　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.2　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、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)。其目的是：
（1）保證工期、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；
（3）減少庫存。
　　
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。一隊(duì)加工任務(wù)按優(yōu)先權(quán)的次序進(jìn)行加工。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［3，4］。
　　
對于泵體制造島作業(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zui短的任務(wù)優(yōu)先權(quán)zui高；
（2）加工時(shí)間zui短的任務(wù)優(yōu)先權(quán)zui高；
（3）“緩沖zui少”的任務(wù)優(yōu)先權(quán)zui高。

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zui高。采用上述調(diào)度規(guī)則可獲得多種作業(yè)計(jì)劃方案，對上述方案進(jìn)行評價(jià)后，選擇一種相對*的方案作為獨(dú)立制造島的作業(yè)計(jì)劃方案。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。

3、結(jié)束語

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，是對車間傳統(tǒng)生產(chǎn)組織形式的變革。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，提高了車間的交貨能力。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)的柔性和對市場需求變化的應(yīng)變能力。

參考文獻(xiàn)

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