机械制造行业面向大规模定制生产的车间管理系统设计

机械制造行业面向大规模定制生产的车间管理系统设计作者姓名：指导教师：单位名称：先进制造与自动化技术研究所专业名称：机械制造及自动化东北大学 2006年6月Mechanical manufacturing industry-oriented mass production of customized workshop management system designBy Liu LeiSupervisor: Lecture Xu Zhi WeiNortheastern UniversityJune 2006毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：机械制造行业面向大规模定制生产的车间管理设计基本内容：1 建立车间管理系统的体系结构，确定系统的各项功能模块及其所实现的具体功能。2 建立系统的功能与信息模型，确定系统的信息流程。3 对数据库进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计以及数据库的实现。4 编制“机械制造行业面向大规模定制生产的车间管理设计”软件一套5 毕业设计论文一本6 外文科技文献及中文译文一篇毕业设计（论文）专题部分：题目: 2学生接受毕业设计（论文）题目日期第一周指导教师签字：年月日东北大学毕业设计（论文） 摘要 摘要在大规模生产模式中，企业通过提高相同产品的生产数量达到降低产品成本的目的。但是，随着全球化市场的形成和竞争的加剧，用户已经越来越不满足于接受厂家提供的“大众化”产品，他们需真正符合自己的需要的产品，这就要求生产企业对这种产品进行定制。大规模定制是指以大规模生产的成本和速度，为单个客户或特殊需求的市场定制生产任意数量的产品。大规模定制模式所面临的巨大挑战是：既要展现无限的产品外部多样化，同时又不能因产品内部多样化而导致额外的成本和时间的延误。它能在不牺牲企业经济效益的前提下，了解并满足单个客户的需求，并因此成为企业经营中新的必然趋势。大规模定制模式要求企业在产品的设计、开发、生产组织、成本统计等各方面都采取相应的运作方式。大规模定制生产需要良好的车间管理系统支持，然而目前在多数企业的信息化建设过程中，还是普遍存在一些问题。(1)信息共享程度低。(2)业务管理落后，信息传递速度慢。对于那些信息化程度相对较高的企业来讲，我国大部分企业的信息化程度普遍比较低，很多信息的传递仍然主要是通过书面文件、报表及电话联络等传统方式，因此无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息，也就很难实时反映设计过程中的变化，以及跟踪整个产品的设计和制造的进展。车间作业计划管理系统正是为了解决以上这些问题提出来的，如果车间作业计划管理系统能够达到较为实用的水平，那么将在一定程度上满足车间加快市场响应速度、提高生产效率、减少库存、提高资源利用率、改善信息流方面的迫切要求。本系统采用C/S模式，即用户/服务器模式。前台采用VB进行可视化的窗体操作，后台使用SQL Server作为系统数据库开发。通过在前台的操作，实现对后台数据库中数据的增加、查询、修改、删除、打印等功能。目的在于实现车间管理系统的自动化程度，减少在车间管理过程中出现的混乱现象。生产作业计划管理系统为车间作业计划和调度工作提供了一个信息集成系统平台，将以前分散、隔离的信息（如技术、工具和零件库存信息）集中在了一起，从而实现了信息的共享，大大提高了计划与调度的工作效率。本系统包括六个部分：车间信息管理、库存信息管理、资源信息管理、车间作业计划管理、车间进度统计管理、员工信息管理等。从总体上对车间作业计划以及调度作了一个概述。关键词：大规模定制，信息，车间作业计划，调度东北大学毕业设计（论文） AbsractAbstractIn mass production model, enterprises by enhancing the production of the same product to product cost reduction purposes. But with the globalization of markets and competition intensifies formation, users have become increasingly dissatisfied with the manufacturers to accept popular products, they need to truly meet the needs of their own products, this requires the production of such products customized enterprise.Refers to the mass production of large-scale customized cost and speed to the special needs of individual clients or arbitrary volume production market customized products. Mass customization model is facing enormous challenges: We must show the infinite diversity of products outside while not resulting in the diversification of products within the time delays and extra costs. It can not sacrifice economic efficiency of enterprises in the context of understanding and meeting the needs of individual customers, And thus become the inevitable trend of new business. Mass customized products in the enterprise model for the design, development, production organization, cost statistics for all aspects of the corresponding mode of operationMass customized production needs a good management system to support workshop, but in most enterprises is the informationization process, some problems still prevail: (1) Low level of information sharing; (2) Operations Management backward, information dissemination slow. For those of the relatively high level of information technology enterprises., My most enterprise informationization generally lower, many information transmission remains largely through written documents, statements and telephone contact and other traditional methods, therefore the timely collection processes and manufacturing process feedback, it is very difficult to reflect real-time changes in the design process, and tracking the progress of the design and manufacture of products.Workshop management system is operational plan to address these issues to the, If the workshop management system to meet the operational plan more practical level, So to some extent, meet the workshop will accelerate the pace of market response, improve productivity, reduce inventory, improve resource utilization, improve information flow to the urgent request.This system uses the C/S model, which is the user / server model. Prospects for visualization of a VB forms operation, the use of SQL Server as a background system database development. Through the operation of the prospects for visualization of a VB forms, achieving an increase in the background database data, information, modify, delete, print, and other functions. Workshop management system designed to achieve the degree of automation, reduction in the the confusion in workshop management process.Operations management system for production planning and control operational plan workshop provided a platform for information integration system, previously scattered, isolated information (such as technology, tools and spare parts inventory information) on one, thus achieving information sharing, greatly improving the efficiency of planning and scheduling.The system includes six parts: workshop information management, inventory information management, information resource management, workshop management operational plan, the progress of statistical workshop management, information management staff. Overall operating plan and the activation of the workshop made a overview.Keywords: Mass Customization, Information, Workshops operational plan, The Activation东北大学毕业设计（论文） 目录目录毕业设计（论文）任务书I摘要IIAbstractIV第一章 绪论11.1 大规模定制概述11.2 大规模定制与大规模生产模式对比41.3大规模定制在国内外的发展现状101.4 车间生产管理系统的研究现状111.5课题研究的意义以及研究内容14第二章 车间管理系统总体方案设计162.1 企业的功能需求分析162.1.1性能需求162.1.2信息需求162.1.3接口需求162.2现企业的车间作业计划及调度存在的问题172.3 系统体系结构182.4 系统开发环境222.4 系统数据库设计252.4.1 数据库设计准则252.4.2 数据表内容及其相互关系30第三章 系统的功能模块设计363.1 主窗体界面介绍363.1.1 下拉式菜单373.1.2 工具栏383.1.3 状态栏383.2 车间信息管理模块393.3 作业计划管理模块393.3.1 车间作业计划安排及调度的目的403.3.2 车间作业计划管理界面及功能设计423.4 进度统计管理模块423.4.1 车间进度统计的目的423.4.2 车间进度统计管理界面及功能设计433.5 工时统计模块443.6 工时录入模块453.7 系统管理模块463.8 员工信息管理模块473.9 资源管理模块493.10访问控制模块533.11 打印输出功能54第四章 系统的数据访问技术554.1 ODBC在数据开发中的应用554.2 OLEDB554.3 ADO技术574.4 数据库系统的选择58第五章 结论与展望62参考文献64致谢66附录：英语翻译67东北大学毕业设计（论文） 第一章 绪论第一章 绪论1.1 大规模定制概述21 世纪一个重要特征就是全球经济一体化，企业的竞争领域是全球市场，企业之间的竞争日趋激烈，越来越多的企业认识到企业管理是企业在竞争中生存的一个重要因素。现在用户对产品的质量以及服务质量的要求越来越高，已不满足于从市场购买标准化的产品，他们希望得到按照自己要求定制的产品和服务，这些变化导致产品生产方式革命性的变化。面向订单、多品种、中小批量、高质量、交货期短以及低成本等已逐渐成为制造业明显的生产特征。大规模生产模式曾经创建了空前的生产效率，强有力地推进了世界经济的发展，在相当长的时期内获得巨大成功，随着经济、文化事业的发展，社会产品日渐丰富，人们不在满足产品的一般功能，对产品的个性化要求越来越高，大规模生产模式生产出的样式单一的商品不在适应多变的全球一体化市场。在新的竞争形势下，成本和质量仍然是企业成功的必要条件，但是更关键的因素是制造业如何对越来越分散、扰动的全球化市场进行灵活而快速的响应，更好的满足多样化、个性化定制的客户要求。大规模定制生产模式是适应现代市场发展趋势的一种生产模式。大规模生产是在流水线和装配线上、通过专用的机器、专业化的分工和标准化的产品来提高生产效率，形成规模经济。这种生产模式下，企业按对市场的预测进行产品设计，进而进行基础设施的建设、专用工装的购置、物流的管理，人员的分工等工作，其立足点是对产品的长期生产，产品设计一旦完成，则一般不作变动或变动很小，产品单一。随着社会的发展，用户需求呈现多样化趋势，时间成为竞争的第一要素，企业要在竞争中获胜，就要以最快的速度响应市场。企业的生产计划从源于市场预测，转向来源于市场定单，企业大规模生产不在意味着高效益，而盲目的大规模生产可能会带来大量的产品积压、大量的资金占用，这样会使资金无法周转，反而会导致企业的生产和销售停滞。在新的市场形势下，通过新技术和新的管理方法，大规模定制生产模式应运而生。大规模定制是消费市场细化的产物，它不是靠规模经济来实现低成本，而是通过快速地设计和生产多样化的产品并提供优质的服务，来适应现代市场的要求。大规模生产的产品生命周期长，且其制造系统缺乏柔性，即使能进行快速设计，也无法实施生产。而大规模定制生产，其产品是根据用户定单的要求进行设计，而每个用户对产品的要求都会有所不同，故对产品设计、制造部门提出了对市场快速响应的要求。大规模定制是一种集企业、客户、供应商和环境等于一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点，充分利用企业已有的各种资源，在现代设计方法学、模块化技术、信息技术和先进制造技术等的支持下，根据客户的个性化需求，以大批量生产的高效率和高质量提供定制产品和服务的生产方式。大规模定制的目的是以大批量生产的效率提供满足客户个性化需求的产品。这种新的生产方式全面考虑了关于制造运作系统控制的需求集合，包括：产品品种的迅速增加、批量变小和订单的随机性增大等。其主要优点包括：使企业能够提供满足客户个性化需求的产品、并能更好地适应市场的快速变化、有利于降低生产成本、有利于过程和产品的持续改善、有利于企业的长期生存和发展。 大规模定制的概念早在1970年，预言家阿尔温 托夫勒(Alvin Toffler)就在其未来的冲击(Future Shock)一书中对大规模定制生产模式做出了预告。1993年，约瑟夫派恩二世(Joseph Pine)中对大规模定制的内容进行了完整的描述。大规模定制能够以几乎每个人都能付得起的价格提供差异化的产品，它是一种崭新的生产模式，通过把大规模生产和定制生产这两种生产模式的优势有机地结合起来，在不牺牲企业经济效益的前提下，满足客户个性化的需要。大规模定制的基本思想在于：通过产品结构和制造过程的重组，运用现代信息技术、新材料技术、柔性制造技术等一系列高新技术，把产品的定制生产问题全部或者部分转化为批量生产，以大规模生产的成本和速度，为单个客户或小批量多品种市场定制任意数量的产品。 大规模定制的特点大规模定制经济具有以下特点：(1)以客户需求为导向。在传统的大规模生产方式中，先生产，后销售，因而大规模生产是一种推动型的生产模式；而在大规模定制中，企业以客户提出的个性化需求为起点，因而大规模定制是一种需求拉动型的生产模式。(2)以现代信息技术和柔性制造技术为支持。大规模定制经济必须对客户的需求做出快速反应，这要求有现代信息技术作为保障。Internet网络技术和电子商务的迅速发展，使企业能够快速地获取客户的定单；系统能够根据在线定单快速设计出符合客户需求的产品；柔性制造系统保证迅速生产出高质量的定制产品。(3)以模块化设计、零部件标准化为基础。通过模块化设计、零部件标准化，可以批量生产模块和零部件，减少定制产品中的定制部分，从而大大缩短产品的交货提前期和减少产品的定制成本。(4)以敏捷为标志。在传统的大批量生产方式中，企业与消费者是一对多的关系，企业以不变应万变。而在大规模定制经济中，企业与消费者是一对一的关系，企业面临的是千变万化的需求，大规模定制企业必须快速满足不同客户的不同需求。因此， 大规模定制企业是一种敏捷组织，这种敏捷不仅体现在柔性的生产设备、多技能的人员，而且还表现为组织结构的扁平化和精炼。(5)以竞(争)合(作)的供应链管理为手段。在未来市场经济中，竞争不是企业与企业之间的竞争，而是企业供应链与供应链之间的竞争。大规模定制企业通过与其供应商建立起既竞争又合作的关系，共同来满足客户的需要。大规模定制的生产模式是以大批量生产的成本和速度，向客户提供个性化的产品。通过对两个方面的不同角度分析，会促进对大规模定制的理解：从客户的角度。在客户希望的时间、希望的地点，以客户希望的方式提供任何定制产品（服务）的能力；从企业的角度。通过柔性的组织、设备和过程，快速地以大批量生产的成本制造多种产品。由此可见，大规模定制对传统的大批量生产企业的制造系统提出了挑战，企业根据变化的需求和市场机遇快速重组制造系统。定制的产品通常要求制造系统具有一定的专用性，但是，市场需求的变化又希望制造系统具有一定的通用性，因此，大规模定制对制造系统提出了一定的要求。（1） 企业应该加强信息基础设施建设 信息（IT）是沟通企业和顾客的媒体。目前，IT行业 、信息高速公路、卫星通信、多媒体通讯设施等的发展为这一问题提供了很好的解决途径。（2） 企业必须具有柔性的制造系统 柔性包括三个方面：能力的柔性；容量的柔性；系统适应内部变化的柔性。所谓系统适应内部变化的柔性，是指在设备故障、紧急定单或其他方面扰动的情况下，系统能够快速恢复运行的能力。（3） 大规模定制的成功实施必须建立在卓越的企业管理系统之上 大规模定制需要扁平的企业结构，才能使客户的需求变化很快地传递到车间层次，保证信息迅速地在企业内部流动。另外，卓越的企业管理是进行成本控制和质量控制的基础。具有柔性和快速响应能力是大规模定制制造系统的主要特点。信息集成技术、先进制造技术和先进的管理技术是大规模定制制造系统的不可缺少的支撑技术。1.2 大规模定制与大规模生产模式对比20世纪90年代竞争形势的特征基于时间的竞争，周期缩短，全面质量管理，层次扁平化，计算机集成制造，过程重组，服务重要性的提高，分化的市场，快速响应，柔性制造系统，数据资源经营，精益生产，产品品种激增，及时生产，区域经营， 持续改进，产品生命周期缩短，市场驱动的质量，全球化 ，网络组织， 微型市场，定制化的提高。发生范式转变的一些行业：汽车业，信息技术产业，电信业，个人用品业，饮料业，早餐食品业，快餐业，保险业银行业。这些企业不再致力于面向统一的市场生产标准化的产品或服务，而是通过灵活性和快速响应实现多样化和定制化。这就是新范式的控制焦点：大规模定制。l 大规模定制模式与大规模生产模式的对照表1.1 大规模定制模式与大规模生产模式的对照大规模生产大规模定制焦点通过稳定性和控制力取得高效率通过灵活性和快速响应来实现多样化和定制化目标以几乎人人买得起的低价格开发、生产、销售、交付产品和服务开发、生产、销售、交付买得起得产品和服务，它们具有足够的多样化和定制化，差不多人人都买得起自己想要的产品关键特征 稳定的需求 统一的大市场 低成本、质量稳定、标准化的产品和服务 产品开发周期长 产品生命周期长 分化的需求 多元化的细分市场 低成本、高质量、定制化的产品和服务 产品开发周期短 产品生命周期短表1.2 新旧生产模式对比：生产职能旧的竞争模式新的竞争模式焦点生产或操作效率主要利益低可变成本或低（可支付得起的价格）负面影响管理费用、官僚作风及实际成本增加生产不灵活库存搬运成本高变化成本高思想与行为分离对工人技能的投入不足管理者与雇员的关系恶化质量相对下降生产率相对下降焦点整个过程效率负面影响过分苛求的，压力过大的环境积极影响 减少管理费用和官僚作风 总成本低 高度的生产灵活性 消除浪费 库存搬运成本低 低成本多样化 思想与行为相结合 持续的过程改进 对工人技能的高度投入和利用 联盟意识 最佳的质量 劳动生产率高表1.3 新旧生产模式对比：研究和开发职能旧的竞争模式新的竞争模式焦点 突破性创新主要利益 重大的技术进步负面影响 缺乏持续创新 技术水平相对下滑 创新与生产分离 高成本和长周期 忽视客户的兴趣点 较少的工艺过程创新焦点 渐进创新负面影响 缺乏突破性创新积极影响 持续改进，最后获得技术优势 创新与生产相结合 更好的满足客户需求 频繁的过程创新 与其它公司间的互利关系表1.4 新旧模式对比：市场职能旧的竞争模式新的竞争模式焦点 向统一的大市场销售低成本的标准化产品主要利益 稳定的可预测的需求负面影响 忽视很多客户的需求 不满意、不忠实的客户 市场细分的开始 部分退出和回避市场 缺乏出口焦点 满足客户需求而获取市场分额首先是在国内市场，然后是国外市场负面影响 过于迷信技术积极影响 持续改进，最后获得技术优势 对客户需求变化的快速响应能力 市场接管 通过出口和占领国内市场获得高销售额 技术密集型产品表1.5 新旧模式对比：财务/会计职能旧的竞争模式新的竞争模式焦点 对外财务报告主要利益 利润负面影响 短期的管理定位 误导的信息 在资金、人力和技术上缺乏长期投入 与供应商之间的关系恶化 管理的注意力转向多种经营和联合大企业焦点 对管理者和工人有用的信息负面影响 忽略了股东积极影响合理的短期和长期决策低成本、高利润在资金、人力和技术方面的长期投入与供应商的长期共存关系关注核心能力表1.6 进入新的竞争模式战略效应适应场合企业举例改造业务l 市场扰动急剧增加l 竞争对手已经向大规模定制转变l 有高层管理者发起或完全得到高层管理者的支持l 摩托罗拉寻呼机部l SMHl 计算机产品有限公司循序渐进l 市场扰动低并且增加不剧烈l 竞争对手没有向大规模定制转变l 中低层管理者和雇员希望改革但是不能影响整个业务l 丰田汽车公司l IBM罗切斯特l 百丽工程建筑有限公司创建新业务l 基于灵活的新技术的业务l 大企业的新投机l 多数新业务l 法国电信可视图文终端l 方位公司l 波斯尼克斯公司探索新前沿l 大规模定制的局限及改进1. 客户合并的冲击a) 在引入新型产品时保持对旧类型产品的服务b) 持续提高旧产品的生命力c) 为每种产品设计可升级性2. 信息过载a) 按为客户提供最大的价值的原则增加产品多样性和定制性b) 使选择正确产品和服务所必需的信息尽可能地容易理解3. 开发周期的限制a) 原地踏步并处于它的极限状态b) 形成完全并行的开发群体c) 考虑寻找一个突破点（提供预制构件、递增的平台创新、后继的平台开发、预见客户的潜在需求）4. 生命周期的限制 环境扰动性高，潜在的收入和利润就会不稳定的升降5产品和过程技术的冲击 产品和过程根本的创新常来自行业外部，大规模定制公司有加快周期时间的能力，可以用节省出来的时间接受新技术。企业竞争的未来过程能力产品数量图1.1 大规模生产图1.2 大规模定制生产（生产动态产品流的稳定过程）过程能力产品1数量产品2数量产品3数量企业过程能力1过程能力2过程能力3产品N数量图1.3. 大规模定制：缩短过程生命周期能力和资源组合虚拟企业1虚拟企业2虚拟企业3过程M能力产品N数量图1.4 大规模定制的虚拟企业综合观点：l 市场推动了生产模式的变革，多样化的社会倾向促使大规模定制的兴盛，今后生产模式还将进一步变革，但始终以市场为中心l 大规模定制有自身的局限性，并不是所有行业都适合，房地产业比较适合大规模定制l 实施大规模定制必然导致成本的上升，因此，在考虑向其转变的过程中，要权衡自身能力，选择合适的策略1.3大规模定制在国内外的发展现状随着现代市场竞争的加剧，企业之间的竞争开始转向基于时间的竞争和基于客户需求的竞争。为顾客提供定制化的产品，全面提高顾客的满意度，已经成为现代企业追求新的竞争优势的一种必然趋势。大规模定制生产模式结合了定制生产和大规模生产两种生产方式的优势，在满足客户个性化需求的同时，保持较低的生产成本和较短的交货提前期。大规模定制以其独特的优势，引起了制造业的关注，在国外得到了迅速发展。丰田汽车公司在交易商的展厅中设置系统，顾客可以根据所提供的各种模块设计自己的汽车。另外，还有许多企业通过实施大规模定制而获得了巨大的竞争优势，例如生产牛仔裤的李维斯(Leni Strauss & Co.)、日本松下自行车公司、摩托罗拉、DELL公司(DELL)以及定制窗户的安盛公司(Andersen)等等。大规模定制生产（Mass Customization）模式将逐步替代统治了制造业近一个世纪的大规模生产方式，成为21世纪的主流生产模式。在我国，大规模定制是一个令人困惑又令人激动的概念，因为它是由以前认为不可调和的两个概念组成的：大规模生产和个性化定制。长久以来，人们在下述两个战略之间进行艰难地权衡和选择：要么提供大规模地生产的标准化的低成本的产品或服务，要么提供客户化的或高度差异化的小规模生产的产品或服务，当然成本相对也较高。换言之，人们必须在高效率的大规模生产和特殊的创新性产品之间二者择一。然而，大规模定制宣布：不用权衡了，在互联网和计算机技术的帮助之下，我们可以同时实现上述两个目标，用低成本大规模生产的产品满足来客户个性化的需求。对于大规模定制生产的讨论已经很多了，在大规模定制环境下，它为最终交付客户以个性化产品提供了生产技术和模式上的支持。但如何挖掘和发现个性化的客户需求，同样是很重要的问题，就象大规模生产方式不适应今天的“感知响应”一样，传统的大规模营销策略同样力不从心，因为它是以产品为导向，背离了客户导向的要求。在这种环境下，客户导向的营销、“一对一”营销等概念应运而生，而关于它们的一个更大和宽泛的概念就是客户关系管理CRM。我们可以说，CRM是大规模定制环境下的新的营销理念、新的市场策略，同样也是一种技术手段。1.4 车间生产管理系统的研究现状 目前国内外主要的生产计划与管理方法有：网络计划方法、制造资源计（Manufacturing Resource Planning，MRPII）、准时制生产（Just In Time, JIT）、最优生产技术（Optimized Production Technology, OPT）以及在 OPT 基础上进一步发展起来的约束理论（Theory of Constraints，TOC ）等。 网络计划法又称统筹法，是制定工程项目工作计划的有效方法，比较常用的方法和技术有关键线路法 CPM（Critical Path Method），计划评审技术 PERT（Program Evaluation an Review Techniques），图形评审技术 GERT（GraphicalEvaluation an Review Techniques）等。关键线路法是生产管理中比较经典的方法，通过有向图，可求得影响整个产品生产的关键工序。通过控制这些关键工序以达到控制生产全局的目的。这是一种比较粗放的管理模式，一般只能进行大环节的管理和大环节间的协调，不能自动进行部件、组件的物料分解，适用于大型项目的单件生产。 制造资源计划MRPII是在闭环物料需求计划完成对生产计划与控制基础上的进一步扩展，将经营、财务与生产管理相结合而形成的制造资源计划。MRPII是一种计划主导型管理模式，计划层次从宏观到微观、从战略到战术、由粗到细逐层细化，是一种比较有效的组织现代化生产的技术。MRPII的基本目标是建立一个连接需求预测计划和供应计划的过程，使得资源在加工者与供应者特别是他们的顾客等多个环节中的利用能够做到最有效益，而且花费少、产出高，其主要目的是实现“正确的时间、准确的地点得到生产准确数量的物料等资源”。MRPII系统是发展比较成熟的技术，但也存在一些局限性。MRPII系统为了应对生产中的不确定因素，对提前期等指标留有一定裕度，生产批量相对固定，招致对其“期”与“量”的批评，注重事前计划，对生产的执行过程不够充分重视，不利于生产管理的持续改进。 准时制生产JIT的基本思想是“只在需要的时候，按需要的量生产所需的产品”，严格按照订货组织生产，通过看板在工序间传递物料需求信息，并利用看板的绝对权威性，将生产控制权下放到各工序的后续工序。这种控制方式是分散的，并且追求尽善尽美地消灭一切费，大大降低了库存和在制品，从而降低了生产成本。但JIT难以适应大的需求变化，一般只适用于大规模批量生产，产品品种有限且有一定的相似性，对生产布局有特定要求，要求供应商就近布置。JIT在我国目前的市场环境下还难以全面实现。 最优生产技术OPT是通过识别企业生产的瓶颈资源并充分利用瓶颈资源来对生产进行计划安排，瓶颈资源之前、之间和之后的工序分别按拉动、工艺顺序和推动的方式安排生产计划。系统的计划与控制是通过DBR系统来实现的。但是，OPT也有其适用条件：瓶颈相对稳定、瓶颈要保证达到 100负荷能力、需求相对稳定等。实践表明，OPT比较适合于一些零件种类较少、批量较大的产品生产，而在单件生产车间中应用的效果不佳。 除上述几种基本方法以外，国内外学者还针对不同应用情况提出了多种混合方法，如网络计划方法与MRP结合、MRP与JIT相结合、MRPII/JIT与TOC相结合等生产计划与控制模式。 此外，还有不少学者针对小批量生产方式提出了其它一些计划管理模式，其中比较著名的是同济大学的张曙教授提出的独立制造岛模式，其技术构思是：以成组技术为基础，以 NC机床为核心，强调信息流的自动化和以人为中心的生产模式，它的特征是：组织、人员和技术三者的有机集成，面向车间、权力下放、综合治理，并以获得经济效益为主要目标。独立制造岛的应用有其局限性，比较适合多品种中小批量制造企业中有大量相似零件的加工制造。 生产作业计划是指导企业日常生产活动的具体行动计划，是建立正常生产秩序组织生产的主要依据，而车间是企业内部组织生产的基本生产单位，因而良好车间的生产作业计划是整个企业完好运转的重要保证。 车间作业调度问题非常复杂，一般情况下，是一类NP完备的组合优化问题，随着规模的增加，问题解空间也呈非线形剧增。车间作业调度问题的研究始于20 世纪 50 年代，随着调度理论的深入研究及各种交叉学科的发展，涌现出了许多车间调度的理论和方法，并发表了大量与此相关的科技文献。车间调度的方法主要有：数学规划方法、控制论方法、人工智能技术、人工神经网络技术、离散事件解析模型方法、邻域搜索技术（包括模拟退火法、遗传算法和禁忌搜索等）、模糊逻辑以及规则调度等方法。但正如车间调度领域专家RehaUzsoy教授所指出的目前调度领域分成了两个阵营，一个是理论阵营，他们对理论非常感兴趣；另一个是实用阵营，认为理论阵营的文章毫无价值，注重研究的实用性。在上述提及的各种方法中，实际应用的多是基于规则调度或基于知识的启发式调度，因为生产的实际情况太复杂，且一些理论方法计算比较复杂，显得无能为力，而由实际情况提炼出的规则和知识调度相对而言比较简单且更接近于生产实际。但是仅由若干规则或经验知识进行调度又存在着调度结果不一定是最优的问题。 在对面向订单的多品种单件小批生产的车间生产作业调度问题的研究中，文献介绍了转移瓶颈方法（The Shifting Bottleneck procedure）考虑了运输时间、多资源约束等实际因素在单件生产车间的应用，但仍然存在条件比较苛刻、计算量大等缺点，不大适合于实际的生产。1.5课题研究的意义以及研究内容21 世纪一个重要特征就是全球经济一体化，企业的竞争领域是全球市场，企业之间的竞争日趋激烈，越来越多的企业认识到企业管理是企业在竞争中生存的一个重要因素。现在用户对产品的质量以及服务质量的要求越来越高，已不满足于从市场购买标准化的产品，他们希望得到按照自己要求定制的产品和服务，这些变化导致产品生产方式革命性的变化。面向订单、多品种、中小批量、高质量、交货期短以及低成本等已逐渐成为制造业明显的生产特征。在我国有众多的面向订单的多品种单件小批生产企业，这类企业根据订单组织生产，不仅生产品种不断地变化，而且在客户就是上帝的口号下，已经安排好的生产计划也会突然由于客户需求的改变而改变，于是生产计划也逐渐变为纷繁复杂的日常工作。面对激烈的市场竞争，落后的管理手段和较低的管理水平，使企业巨资引进的先进设备也难以发挥出应有的效率，而一些实力比较雄厚的企业所拥有的 ERP 等信息化管理软件也对生产调度显得无能为力或支持力度不够，企业迫切需要能够提供一种方法帮助其进行有效的生产计划与管理。 本课题是在分析现今我国落后的车间管理水平基础上，为解决如何选择生产计划体系的问题以及如何有效的对车间进行计划与控制而提出的，并将以实用为出发点，对问题进行研究。 研究的目的就是将管理技术、现代信息技术相结合，研究开发一个“大规模定制生产的车间管理系统”，使企业能够方便有效地对生产进行计划与管理，并进一步提高管理的科学性与及时性，促进企业生产管理水平的提高，帮助企业提高生产运营效率，进而提高企业的市场竞争力。本文的主要研究内容 本文的研究内容主要包括：1.建立车间管理系统的体系结构，确定系统的各项功能模块及其所实现的具体功能。2.建立系统的功能与信息模型，确定系统的信息流程。3.对数据库进行需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计以及数据库的实现。4.编制“机械制造行业面向大规模定制生产的车间管理设计”软件一套5.外文科技文献及中文译文一篇具体如下：东北大学毕业设计（论文） 第一章 绪论 增加，删除，修改部门和员工的基本信息； 管理员工工时以及对其进行查询，打印； 统计车间工作项目工时； 增加，修改操作员密码； 工作项目的添加，删除和车间分配工作项目以及打印报表。东北大学毕业设计（论文） 第二章 车间管理系统总体方案设计第二章 车间管理系统总体方案设计2.1 企业的功能需求分析根据企业接受的订单，能够进行生产计划的有效编制，提供相应的能力平衡手段；进行车间作业计划时，能够在可行的基础上实现一定的优化调度；对生产进行监控时，根据采集的信息，做相应的统计分析，为进一步的改进提供依据。2.1.1性能需求 能够满足企业的发展需要，即系统要求具有开放型、可扩展性和可靠性以及满意的响应速度；能够与其它信息系统实现信息共享；用户操作界面简洁友好，操作方便，信息显示应支持图形、表格、文本等多种格式。2.1.2信息需求实现信息的共享与集成是企业信息化的一个核心，系统中的用户都应能共享其权限范围内的数据。按共享程度与涉及的范围，信息化工程中的信息可分为：（1）各分系统之间共享的全局共享信息；（2）各分系统内部各子系统之间共享的局部共享信息；（3）各子系统内部使用的局部信息。其中全局共享信息是企业信息化工程重点关注的信息，主要包括指生产计划与管理系统与产品信息管理系统、营销管理系统以及全局查询的经理信息系统之间的共享信息。2.1.3接口需求 主要是指生产计划与管理系统与其它分系统之间的接口以及一些内部接口：与产品信息管理系统之间、与营销管理系统之间、与经理信息查询系统之间的接口，与一些信息采集传输相关的接口如 DNC、条码采集设备等之间的接口。2.2现企业的车间作业计划及调度存在的问题我国的制造业除了设备技术水平相对落后外，更突出的问题是企业管理模式的落后，尤其是小批量、多品种生产类型车间的生产组织和控制方式已成为企业发展的障碍。这是因为多品种单件小批生产的企业，产品品种多、每种产品的数量少、生产重复性小专业化程度不高，设计质量与工艺质量不易提高。模具制造企业是典型的多品种单件小批生产类型的企业，通过调研认为该类型的企业在生产计划管理方面存在以下一些问题：（1） 生产计划与调度方法较为落后基本完全依赖管理者的经验、技巧编制各类生产计划，比较粗放，不仅工作量大，而且不够准确，不能保证生产能力的平衡，通常缺乏科学性和合理性；计划均衡性差，生产发生变化时计划调整困难，响应速度慢，不能满足快速响应的要求。（2） 生产数据反馈不及时、不准确包括生产计划监控、零件进度监控与产品或订单进度监控都是由人工进行统计汇报，工作量大，而且很难能够及时反馈，缺乏动态更新，很难对生产进度实现有效控制和管理，超差品常常得不到及时补救与处理。生产中采用较为分散的组织管理体制，由于零件品种多，很多零件属一次性加工，其基础信息如工艺等多凭人工经验获得，存在一定的误差，这也对计划调度提出了更高的要求。由于生产数据反馈不及时、不准确，营销部门难以实时掌握生产状况，造成在接客户订单时存在一定盲目性。(3)信息共享程度低。很多企业的计算机辅助工具都是一些离散孤立的系统，由这些互不兼容的软件所产生的数据，很难统一由一个企业级的计算机软件系统来管理。特别是，如果将数据存储于不同的计算机系统中（有些企业甚至还未将这些计算机进行联网），那么这些数据就更加没有办法在设计、工艺和制造部门之间进行有效地共享与传递了。现实的情况是，目前的车间生产管理信息化仅仅局限用几台计算机作为报表的编辑工具，或者用来实现打印输出。(4)业务管理落后，信息传递速度慢。对于那些信息化程度相对较高的企业来讲，我国大部分企业的信息化程度普遍比较低，很多信息的传递仍然主要是通过书面文件、报表及电话联络等传统方式，因此无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息，也就很难实时反映设计过程中的变化，以及随时跟踪整个产品的设计和制造的进展。本文针对上述问题,着重研究面向大规模定制生产模式下生产计划体系、生产作业计划以及作业调度等问题。2.3 系统体系结构车间是制造性企业中产品加工的具体执行部门，车间在完成各项生产任务的同时，不仅与车间内部的各个部门之间存在信息交流，而且与车间外部各个部门也有着十分重要的联系和信息交流。下面，将以一个综合机加生产车间为例，分析该车间的车间活动模型，并介绍该车间作业计划管理系统的模型。首先，根据该车间的实际情况，围绕车间的生产组织过程（特别是计调室的生产作业计划与调度过程），在此给出该车间内部的活动模型，如图1所示。由于整个车间是面向任务组织生产的，（车间所获得的任务分为两种情况：工厂层下达的计划任务；自己争取到的合作伙伴的任务）因此一般来讲，在产品生产周期开始阶段，车间会接收到生产主计划或外协任务计划单。接下来车间的工作流程是：首先进行任务分解，然后根据一定规则，确定各子任务的加工设备。任务单的开工时间由任务主管根据定单下达日期及任务单计划入库日期、相关的工艺信息、各加工单元当前加工计划来统一决定。在编制出理论计划以后，即形成了对各加工单元的负荷。接着，任务主管在各加工设备上进行加工能力与工作负荷的平衡，制订派工计划、相关物料准备计划等。同时，根据工具室、技术室和工段的反馈，在核实物料、工装等条件及确定单元反馈信息后，制订出正式作业计划，并开始派工。在任务接收初期，对于那些车间不能满足其加工能力、加工工时要求的生产主计划或外协任务计划，车间一般会委托合作伙伴加工或进行调整。同时我们也必须注意到，在生产作业计划、调度、物料准备及实施这条主线中，还贯穿着质量监控、生产过程现场监控、制造数据实时管理以及成本核算等活动。同时，以作业计划为驱动，企业车间也实现了原材料、刀具、工装和技术资料等生产准备的并行化。车间作业计划管理系统功能分析通过以上对企业实际情况的分析，笔者认为：所建立的车间作业计划系统应该在一种在网络系统与数据库的支持下，对本厂的生产作业计划进行管理及制订的解决方案。为达到这一目标，系统的功能需求应该如图2所示。下面我们对这些模块进行逐一的分析。图2.1 车间内部关系模型图2.2 车间管理系统功能模块图2.3 系统的功能模块图2.4 车间生产管理数据流程本课题拟应用VB软件和SQL server软件进行编程设计，实现车间作业计划和调度的管理。本课题使用VB软件进行前台管理，使用SQL server作为后台数据库。实现从前台可以调用后台数据，并对后台数据进行添加、删除、更新、修改、录入等功能。此外，还可以进行查询、打印报表等功能。图2.5 车间信息系统开发步骤拟采用菜单管理作为主要管理工具，辅以类资源管理器的模式增加系统的可操作性，可视性。作业计划管理模块：计划管理子模块为企业更有效地计划和管理生产提供了一个强有力的工具，该模块的功能为：(1)对总公司定制的年度计划、月度计划、短线计划进行管理维护；(2)维护产品随货卡；(3)以公司生产计划作为数据来源，采用了“月、周、日”三级计划控制模式，实现了对计划的逐层分解和细化。系统维护模块：系统维护模块主要为系统管理员提供方便的用户管理、产品维护、流程配套维护以及工艺信息等静态数据的维护功能。为用户系统管理按其实际需求所建立的应用系统，并为最终用户提供管理监督的工具，本模块为整个系统正常运行和系统安全的技术保证。库存管理模块：本模块重要是用来实现对半成品、成品入库和出库的管理。通过该模块，系统可以根据生产计划的执行情况和库存情况，随时发现产品零部件的缺项问题，以便及时解决，及时安排生产。工段现场模块：该模块为零件制造信息管理子系统；其主要功能为：汇总、上报当日零件加工现场的情况；汇总、上报当日设备运行情况。资源管理模块：该模块的主要功能是对车间资源进行了分类管理，它包括：对车间内各种加