基于OPT技術(shù)的車間作業(yè)管理系統(tǒng)

1 引言
         輕武器柔性制造系統(tǒng)(SAFMS) 的提出是為了提高輕武器的開發(fā)、研究、 設(shè)計能力，縮短產(chǎn)品的研制周期，加速 科研成果迅速向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化和進(jìn)行技術(shù) 儲備，滿足國防科研和國防動員任務(wù)的 需要。項目的總目標(biāo)是以中國兵器工業(yè) 輕武器動員中心建設(shè)目標(biāo)為基礎(chǔ)，采用 先進(jìn)適用的技術(shù)和科學(xué)的管理方法，以 縮短研制高品質(zhì)槍械周期和開發(fā)適于國 家經(jīng)濟(jì)動員生產(chǎn)的制造工藝；利用先進(jìn) 制造技術(shù)，通過對輕武器設(shè)計、開發(fā)、 制造、檢測、質(zhì)量控制及管理等進(jìn)行系 統(tǒng)集成建成輕武器設(shè)計制造一體化系 統(tǒng)。生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)(PMIS)作為 SAFMS的一個子系統(tǒng)，其目標(biāo)是為總 體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持，即不僅要 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息管理，還要通過車間管理 信息系統(tǒng)將產(chǎn)品的研制開發(fā)與生產(chǎn)有機(jī) 地集成在一起。因此， PMIS的車間管 理主要用于產(chǎn)品的試制開發(fā)，其產(chǎn)品具 有類多、單件、小量的生產(chǎn)特點(diǎn)。最優(yōu) 生產(chǎn)技術(shù)(OPT)是一種適合于這種情 況的生產(chǎn)計劃與控制技術(shù)。
2 OPT算法的基本原理
           OPT的基本思想就是找出產(chǎn)品生產(chǎn) 中影響生產(chǎn)進(jìn)度的最薄弱的環(huán)節(jié)，集中 精力保證簿弱環(huán)節(jié)的滿負(fù)荷工作。其基 本原理可以歸納為以下幾點(diǎn)：
        (1)盡量保證關(guān)鍵資源的滿負(fù)荷工 作。因?yàn)殛P(guān)鍵資源是限制生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)效 率的最薄弱的環(huán)節(jié)，它的使用狀況將影響 整個生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。因 此，應(yīng)采取一切有效措施，以避免關(guān)鍵資 源做無效勞動或其他工序影響關(guān)鍵資源上 的工序。
         (2)以關(guān)鍵資源的能力決定非關(guān)鍵資 源的利用率和生產(chǎn)效率。生產(chǎn)系統(tǒng)中總的 物流量或出產(chǎn)量取決于系統(tǒng)中關(guān)鍵資源的 能力，不考慮關(guān)鍵資源的利用率和生產(chǎn)效 率，盲目提高非關(guān)鍵資源的利用率和生產(chǎn) 效率，只會生產(chǎn)出不配套的多余的工件和 產(chǎn)品。
          (3)對關(guān)鍵工序的前導(dǎo)工序和后續(xù) 工序采用不同的計劃方法。為增強(qiáng)計劃 的可實(shí)施性，在進(jìn)行計劃編制時需要考 慮關(guān)鍵資源的約束和有限的生產(chǎn)能力。 為使工件不在關(guān)鍵工序前過多地積壓和 在關(guān)鍵工序后迅速成套， OPT系統(tǒng)對關(guān) 鍵工序的前導(dǎo)工序和后續(xù)工序分別采用 拉動和推動方式。
3 車間生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)的設(shè)計
          3.1 開發(fā)環(huán)境
          系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用客戶／服務(wù)器模式。服務(wù)器端控制機(jī)選用HP NetServer LH PRO6／200(64M內(nèi)存、6G SCSI 硬盤、17”彩顯)，操作系統(tǒng)選用 windows NT Server4．0，以 Oracle7 Workgroup Server for NT為數(shù)據(jù)庫支 撐平臺，為應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)及相 關(guān)系統(tǒng)服務(wù)�？蛻舳艘� Windows95為 系統(tǒng)平臺，安裝有Oracle客戶端軟件。 開發(fā)工具則選用 Oracle公司的 Developer／2000。
         3.2 系統(tǒng)功能
          車間生產(chǎn)計劃管理模塊是 PMIS系 統(tǒng)的一個主要功能模塊，也是聯(lián)結(jié)工程 設(shè)計系統(tǒng)和制造集成系統(tǒng)的紐帶。計劃 部門可編制科研計劃并生成產(chǎn)品設(shè)計任 務(wù)書并下達(dá)給工程設(shè)計系統(tǒng)， PMIS系 統(tǒng)在取得相應(yīng)的工藝后，按照物料與能 力的供應(yīng)狀態(tài)，編制單元任務(wù)，提交單 元任務(wù)書給制造集成系統(tǒng)。而外協(xié)任務(wù) 書；外(采)購任務(wù)書的編制以及外(采) 購單的生成保證了輔助計劃的實(shí)施。
3.3 PMIS中生產(chǎn)計劃管理總體系結(jié)構(gòu)
          工藝數(shù)據(jù)的存在是進(jìn)行生產(chǎn)計劃安 排的前提，制造資源(包括物料、工具、 設(shè)備)的滿足是進(jìn)行計劃安排的必要條 件。因此，系統(tǒng)首先查看計劃生產(chǎn)的零 件是否已有工藝數(shù)據(jù)，然后再計算零件 的物料需求、工藝需求以及設(shè)備能力需 求，在這些都滿足的基礎(chǔ)上，最后按OPT 原則對生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。
3.4 基于OPT的生產(chǎn)計劃算法流程
          考慮到 SAFMS一期工程某些基礎(chǔ) 信息還不能準(zhǔn)確提供，以及 PMIS在整 個系統(tǒng)中所處的位置，我們在生產(chǎn)計劃 中基本上采用 OFT的設(shè)計思想，而并 非完全按其要求進(jìn)行。   
         (1)估算各工序的交貨期
         根據(jù)生產(chǎn)計劃中對零部件完工日期 的要求，以及工藝路線中提供的零部件 的加工時間、準(zhǔn)備時間、檢驗(yàn)時間以及 相關(guān)資源等條件，可估算出各工序的交 貨期。具體過程如下：
        a取一條零部件的生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)和 該零部件的最后一個生產(chǎn)批量；
        b計算該零部件計劃完工日期所對 應(yīng)的時間：該批量零件的最后一道加工 工序的計劃完工時間＝零部件的計劃 完工時間，計算該批量零部件的最后一 道工序的加工時間；
        c該工序若有前置工序就繼續(xù)，沒有則轉(zhuǎn)e；
        d計算該批量零件前置工序的計劃 完工時間＝本道工序的計劃完工時間 —該批量本道工序的加工時間—兩工 序間的間隔時間，轉(zhuǎn)c；
        e若這是該零件的第一個批量就轉(zhuǎn) g，不是則繼續(xù)；
        f取該零件的前一個生產(chǎn)批量：該 批量的零部件最后一道加工工序的計劃 完工時間＝該零件上一批量的最后一 道工序的計劃完工時間—上一批量最 后一道工序的加工時間，轉(zhuǎn)c；
        g若這是該批計劃的最末一條生產(chǎn) 計劃就轉(zhuǎn)i,不是則繼續(xù)；
        h取下一條零件生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)和該 零件最后一個生產(chǎn)批量，轉(zhuǎn)b 
        i結(jié)束。
        (2)平衡生產(chǎn)能力并確定關(guān)鍵資源
         將計劃投產(chǎn)的自制件根據(jù)工序要求 分配到各生產(chǎn)單元，對各單元中該批計 劃所涉及的設(shè)備分別作如下處理：a核算生產(chǎn)單元各設(shè)備計劃負(fù)荷；b計算該設(shè)備計劃期內(nèi)的額定能 力；c根據(jù)各設(shè)備計劃負(fù)荷、實(shí)際負(fù) 荷、額定能力進(jìn)行能力平衡分析，并確 定出關(guān)鍵資源；
         (3)編制關(guān)鍵件的生產(chǎn)計劃
         根據(jù) OPT生產(chǎn)計劃的排定原則， 具體過程如下：a將關(guān)鍵設(shè)備按其上任務(wù)完工時間 的大小倒排序，取第一種關(guān)鍵設(shè)備；b找出在該設(shè)備上加工的各關(guān)鍵工 序中交貨期最晚的工序，確定該工序的 開工時間和完工時間；c若該關(guān)鍵工序所對應(yīng)的零件還有 別的關(guān)鍵工序就繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)e：d一次排定該零件兩關(guān)鍵工序間的 非關(guān)鍵工序；e若該設(shè)備上還有計劃完工時間≤ 該工序的計劃完工時間的工序就繼續(xù)， 無則轉(zhuǎn)g；f取計劃完工時間僅次于該工序的 計劃完工時間的下一工序，若該工序不 止一道，就將下一工序中加工時間長的 工序先排序，否則接著該工序排序; g 確定排好序的工序的時間和完工時間后，轉(zhuǎn)c；h 若這是最后一種關(guān)鍵設(shè)備就繼續(xù)，否則轉(zhuǎn)j ,i取下一種關(guān)鍵設(shè)備，轉(zhuǎn)b；j將每零件的最小關(guān)鍵工序排序，然后按從大到小的順序，將每零件的關(guān)鍵工序的前置工序按抖動方式排序；K將每零件的最大關(guān)鍵工序排序，然后按從小到大的順序，將每零件的關(guān)鍵工序的后續(xù)工序按推動方式排序；
I結(jié)束。
      （4）編制單元生產(chǎn)計劃
         把排定的零件生產(chǎn)計劃按工藝路線的要求分別下達(dá)到各單元。
        4 結(jié)束語
        采用基于OPT的思想，使關(guān)鍵資源得到充分的利用，編出的生產(chǎn)計劃行之有效，達(dá)到了縮短產(chǎn)品研制開發(fā)周期的目的。本系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于擴(kuò)充；標(biāo)準(zhǔn)的圖形界面，豐富的信息提示，使用簡便。