物料自动输送信息管理系统关键技术的研究

张健

华电重工股份有限公司 100070

[摘要]为了在物料管理中满足在制品物料管理的需求,提出了一种基于物料工艺状态、虚拟库房和物料操作的统一物料信息管理模型,这种模型能够用统一的逻辑处理库房物料管理和在制品管理。

[关键词]物料管理;WIP管理;统一物料信息管理

随着生产现场管理的需求,物料管理越来越重要。在分析物料管理信息,尤其是物料工艺状态、物料管理中的操作的基础上,本文提出一种统一的物料信息管理模型,以满足物料管理尤其是WIP管理的需求。

一、概述

传统的物料管理一般指企业库房中的物料管理,针对库房物料管理而言,物料的工艺(加工)状态一般分毛坯、半成品和成品三种状态来管理。对于传统的物料管理而言,物料的工艺状态仅分为毛坯、半成品和成品明显是不够的,比如,某物料的半成品一部分从库房出库之后,经过某些工艺的处理之后,再次入库,而此时该物料还是处在半成品状态,则可能在同一库房出现两种状态的同种物料的半成品,很显然,传统的物料管理无法区分这两个半成品之间的差别。另一方面,传统的物料管理一般不涉及在制品管理,在制品流动于生产车间,在制品不但品种复杂、数量众多,而且随着生产的进行,在制品信息随时处于变化状态。

二、物料信息分析

物料包括WIP管理的本质是对物料的各种信息收集和管理,物料的信息可以分为两类:一是物料的静态信息,如物料的编码、物料名称、物料的ABC码等信息;二是物料的动态信息,物料的动态信息是由于各种物料的操作所引起的物料相关信息的改变。物料的操作有出库、入库、移动、调拨、质量状态改变,在制品的加工等等。

物料的静态信息属于物料的固有信息,一般不随物料的加工状态改变以及物料的操作而发生改变,物料静态信息一般引用物料清单中的信息。

物料的动态信息实际包含两个方面,即物料的各种操作和由于物料操作所带来的物料信息的改变。关于物料的操作,考虑到在制品的管理,物料的操作一般有:出库、入库、同一库房内的移动、调拨、质量状态改变、在制品加工等,其中在制品加工指车间下达在制品的生产任务或在完成一道或一系列工序后的信息维护。

通过对物料信息的分析,要建立能够满足WIP管理的统一物料信息管理系统的核心问题是:

(1)如何描述物料的工艺状态,避免产生传统物料管理中的毛坯、半成品和成品等引起的歧义问题。 (2)如何把库房和生产车间统一起来,满足传统物料管理和车间在制品管理 。(3)如何建立物料操作的管理模型?下面将从这三个方面进行讨论。

2.1物料工艺状态管理

物料工艺状态信息是由物料的加工工艺决定的。为优化生产调度和控制,现代生产工艺设计去掉了传统的人为的加工顺序约束,从静态工艺规程转向动态工艺规程。在现实的动态生产过程中,对于物料的加工工艺路线,除了某些工序之间存在着严格的工序顺序约束之外,多数物料的部分加工工序之间在逻辑上并没有明显的前后顺序关系,这些工序称为“并列工序”。并列工序是产生物料多工艺方案的重要原因,同时生产过程中不可避免地存在设备故障和临时插入某些紧急产品的生产等问题,需要停止正在进行的生产作业,此时可能安排其他工序的加工,以上情况使物料在加工过程中出现工序编号意义上的“工序跳跃”现象。这就是WIP难于管理的核心问题。

2.1.1传统的物料工艺状态信息管理方法

在目前生产管理和物料管理软件系统中,基本采用下面的三种方法来描述物料工艺状态信息。

(1)绳结式字符串法:在大多数生产管理软件中,物料的工艺状态一般采用绳结式字符串来描述物料状态,如工艺状态State=“0|1|2|3|6|”表示该物料完成第0、1、2、3和6道工序的加工。绳结式字符串法虽然可以准确地描述物料的工艺状态信息,但当某产品的加工工序很多时,如工序总数为100,当该产品完成所有工序后,在工序连续编号的情况下,描述物料工艺状态的绳结式字符串的长度多达290位。同时如果字符串中按大小次序排序的话,那么物料每完成一道新的工序后,就免不了一次繁琐的排序过程。

(2)线状BOM法:所谓的描述物料工艺状态的线状BOM法就是针对某个零部件,根据工艺流程,把各个工艺状态所对应的物料看成一个与该零部件标识不同的零部件,并从BOM上把各个工艺状态所对应的物料从产品标识上区别开来,即任何一个零部件在BOM结构上有一个线装的BOM。

(3)字段法:所谓的字段法就是针对每一种零部件,在数据库中都建立一张数据表,并在该数据表中设立等于该零部件加工工序数量的字段,每个字段中记录该字段所对应的工序是否完成的布尔值。字段法能够适应并列工序,但操作非常繁琐和费时。

2.2虚拟库房

就库房管理而言,库房的本身的管理一般可以分为以下三个级别:⑴物理库房:即一个实际的库房;⑵物理区域:即一个物理库房中的某一个管理区域,如一个物理库房的东西南北四个区域;⑶物料库位(货位):一个实际库房的物料存放货位定义。通过上面的三个级别的定义,可以很准确的定义一个物料处在哪个库房、在该库房的哪一个区域,在该区域的哪一个货位,这种定义很好的管理了物料的存放位置。在制品虚拟库房的库位的设置可以参照实际的生产加工过程,如一个加工设备(工位)的物料暂存区可以定义为一个库位,这种定义的优点是可以随时看到物料的流动信息,并且这种流动信息可以反映物料的加工过程。

2.3物料的操作信息管理

物料的操作一般有:出库、入库、移动(同一库房之内)、调拨、质量状态改变、在制品加工等,其中出库、入库、移动、调拨、质量状态改变等属于传统的库房物料管理范围,可以采用传统方法处理,因此,物料的操作管理中属于在制品物料操作管理的只有在制品加工这一个操作需要做特殊说明。对于在制品加工操作而言,可以细分为两个操作,即下发工单和工单数据采集。以下对这两种操作做细致分析。下发工单是指根据在制品的生产调度指令,需要对虚拟库房中的某个在制品进行一道工序的加工,因此,下发工单就是下发生产指令,从物料管理的角度而言,下发工单等同于把处于某个库位和工艺状态的在制品在同一虚拟库房内“移动”到一个工位上进行加工,从这种意义上看,下发工单的操作继承于传统物料的“移动”操作,其额外的附加管理信息是该物料需要进行那些工序的加工、工序的加工设备、加工的开始时间等信息。

3.统一物料信息管理模型及其应用

基于以上的分析,可以建立如图1所示的统一物料信息管理模型(为了便于叙述,全部采用中文描述),这种模型能够同时满足库房物料管理和WIP管理。

3结论

从上面的分析和统一物料信息管理系统可以看出:这种模型能够把传统的库房物料管理和车间制品管理统一在一个处理逻辑之下,并且该模型能够实现车间生产执行情况的数据采集功能。在某机车车辆生产企业的车间生产管理系统中,采用了上述管理模型,实际应用表明该模型能够很好的管理包括WIP的物料信息。统一物料信息管理系统设计是建立在物料工艺状态描述、虚拟库房和各种物料操作的基础上,并且包容库房物料管理和车间在制品管理的差异性,采用该模型能够用通用的逻辑处理包括在制品在内的物料管理问题。

[参考文献]

[1]傅武雄.制造业物料管理实务[M]厦门.厦门大学出版杜.2002.

[2]刘晓冰,黄学文,马跃等.基于集合S(I)理论的物料工艺状态描述[J].机械工程学报,2003(6):100~103.