1 引 言

    我國航天事業在構筑航天產品主線、培育核心競爭能力的同時，另一方面還要以信息化帶動工業化，用信息化的思想推動技術創新、管理創新和制度創新。作為一個以星船等宇航產品制造為主業的企業，產品的系統集成（總裝）生產線是它的核心。這個企業的生產運作水平和能力如何，都可以在這條生產線上得到全面而充分的體現，因此，總裝生產線的信息化建設對于航天業的生產能力和管理水平的整體提高，具有很強的拉動作用。

    2 航天器總裝管理的現狀

    通過對航天器總裝管理過程的分析，目前總裝生產線上影響生產效率的問題主要有以下幾方面：

    (1) 工作進度情況無法快速有效地反映到相關管理部門；
    (2) 現場出現問題后，更改文件的流轉全部通過人為通知并傳遞的方式，因此現場狀態動態響應速度慢；
    (3) 現場技術問題的處理無法得到有效地匯總和總結；
    (4) 現場操作人員發現問題后與設計人員或工藝編制人員只有口頭交流，沒有實時記錄；
    (5) 采用手工編制生產計劃，嚴重占用了編制人員的精力和時間，且效率低；
    (6) 現場反饋的數據和信息缺乏數據庫管理方式，大量的支撐數據沒有得到有效地管理和利用；
    (7) 對操作人員的工作量不能有效快速地統計和記錄；
    (8) 生產工序繁雜，工作周期長，管理工作量大。

    3 看板生產管理系統的技術方案

    3.1 看板生產管理系統的概念

    為了構建星船產品數字生產線的組織模式，將與生產制造有關的信息化系統進行初步的系統集成，形成一個完整的星船總裝制造過程信息化系統，實現技術流程與計劃流程有機結合，實現計劃、技術、生產和管理信息的有機結合，為此我們提出了建立航天器總裝看板生產管理系統。

    首先要著重說明的是：該看板生產管理系統與以往使用符號設備管理JIT物流的看板控制系統有著本質的區別。

    在總裝裝配安裝操作之前，首先要制定一個生產計劃。生產計劃是介于宏觀計劃和微觀計劃之間的過渡階段（宏觀計劃指的是調度下達的計劃流程，而微觀計劃可認為是班組每天的工作計劃），要想得到一個能夠迅速制訂、適應各方面要求、真正可行的生產計劃，僅僅依靠手工作業的方式進行是很難達到要求的，因此需要借助計算機系統來幫助制訂生產計劃。現階段能夠做到這一點的只有MRP系統，所以，該看板生產管理系統也是屬于MRP管理方式。

    另一方面，操作人員在生產現場可以依據看板上顯示的裝配工藝數據指導操作，這也是我們命名為“看板生產管理系統”的原因。看板實際上是“何時應按照何種工藝指令進行裝配”的指令性卡片加上“某工序何時需要何數量的某種物料”的物料卡片的結合。看板生產管理系統指導生產現場操作人員工作的示意圖如圖1所示。

圖1 看板生產管理系統示意圖

    3.2 系統建設目標

    本系統的建立，預期實現總裝形式以及總裝工作流程的優化（總裝形式由集成點式轉變為AIT生產單元形式；協同工作人員和物料獲取由原來的“推動”式轉變為“拉動”式等），解決總裝過程中面臨的信息問題（如技術流程和生產作業流程不統一，各種技術信息、計劃信息和型號實際工作狀態無法及時地傳遞到需要的人員和部門手中等），推進星船產品數字化生產線的建設。具體目標是：

    (1) 實現電子工藝數據到現場（包括工藝規程、圖紙、技術文件）；
    (2) 實現工藝規程按權限電子簽署；
    (3) 實現現場工作狀態動態顯示（包括工位停工、完工、正在技術問題處理等）；
    (4) 實現排產管理；同時可生成派工單到現場；
    (5) 實現總裝庫房物料配送到現場；
    (6) 實現多媒體示教視頻的現場演示。

    3.3 技術途徑

    軟件的開發環境滿足統一規范要求。系統的設計采用B/S模式和C/S模式相結合，便于分布式部署和用戶快捷使用。系統采用標準J2EE結構，利用Java語言開發，具有較強的可移植性和可擴充性。后臺數據庫采用功能較為強大的Oracle 9i數據庫平臺，在安全性和可靠性方面都集成了較為強大的功能。

    3.4 看板生產管理系統總體技術方案

    制定適應各方面要求、可行的生產計劃；建立工藝數據庫，工藝數據庫以工序為表結構，以工步或子工步操作內容為基本記錄單位，通過開發數據庫接口程序，以單條指令或指令集的形式呈現在每個工位的計算機屏幕上，這樣操作人員就可以明白應該執行的操作步驟，并在每個工步完成以后，給予相應的人機交互信息，從而進入下一工步操作，待一個工序的全部操作完成以后進入下一工序；建立與物資部門、設計部門、工藝室的接口，實現數據共享和數據反饋。

    總體建設方案是建立覆蓋以下4個層面的總裝管理平臺：

    第1層面：與總體設計、工藝設計緊密結合，實現工藝數據的信息共享；
    第2層面：計劃流程與技術流程緊密結合，實現兩個流程的最佳匹配；
    第3層面：嚴密的總裝操作過程完成后的簽字確認過程，實現生產反饋數據的網絡化；
    第4層面：實現總裝物料信息的透明化管理。

    4 看板生產管理系統的框架模型

    根據看板生產的技術方案，制訂看板生產的系統框架，將整個系統按功能不同分為7個功能子模塊，各個功能模塊以及和其他系統的數據接口關系用圖2表示。

圖2 看板生產管理系統總體框架示意圖

    4.1 系統管理模塊

    在看板生產管理系統中，各個模塊之間是相互聯系、實現數據交流并且數據共享的，所以這些模塊應具備如下特點：

    (1) 具備公用的基礎信息；
    (2) 擁有相同的文檔規則；
    (3) 操作員和操作權限集中管理；
    (4) 所有數據共用一個數據庫。

    要想滿足上述要求，就要設立一個獨立的子模塊，也就是系統管理子模塊，來對該系統軟件所屬的各個模塊進行統一的操作管理和數據維護。

    系統管理模塊主要有以下3個功能：

    (1) 用戶權限管理：包括系統管理員對用戶權限的設置和修改、對新用戶的建立、對老用戶的刪除、用戶密碼的修改。這里的用戶包括個人用戶、用戶組、部門等；
    (2) 安全管理：包括對登錄信息的記錄（上機日志）及其管理、操作信息的記錄及其管理等；
    (3) 電子簽名管理：操作人員按照生產計劃，依據“三按三檢”原則，正確執行操作步驟后，進行網上簽名。它是建立在用戶權限管理的基礎上的。

    4.2 生產計劃管理模塊

    生產計劃管理是系統的重要組成部分，它統一指導總裝工作。

    生產計劃管理模塊的成功應用，將使總裝的宏觀管理水平、計劃的可行性和權威性得到質的提升。此模塊要實現計劃流程和技術流程的統一。

    生產計劃管理模塊功能描述：

    (1) 計劃流程編制：根據技術流程圖、物料配套信息及型號計劃進度要求等繪制計劃流程圖；
    (2) 排產管理：計劃調度人員根據齊套和工位情況，依據事先編制好的計劃流程，對一個調度周期內排產（暫定一個調度周期為三天），排產結果以工作指令單形式下發到班組；
    (3) 派工單生成：生產班組長根據工作指令單生成當天的派工單（與工藝規程鏈接），下發到每個工位看板，指導當天工作。

    4.3 工藝數據管理模塊

    這個模塊包括工藝文件管理、技術文件管理、圖紙管理。這些數據是操作人員的操作依據。這個功能模塊是看板生產管理系統的核心之一，也是其他功能模塊實現的前提和基礎。

    此模塊實現從電子看板上顯示出工藝規程、技術文件以及圖紙管理等工藝文件，以指導操作人員實際操作。

    工藝數據管理模塊的功能可按如下方式劃分：

    (1) 對圖紙文件的管理包括對圖紙的導入/導出、查詢；
    (2) 對工藝文件的管理包括對工藝文件的導入/導出、工藝文件的查詢；
    (3) 對技術文件的管理包括對技術文件的導入/導出、技術文件的查詢。

    4.4 裝配現場管理模塊

    此模塊是專門為現場操作人員設計的，操作人員真正關心的是我今天要做什么和怎樣做。

    裝配現場管理模塊功能描述：

    (1) 派工單瀏覽：操作人員在工位看板上實現對派工單的瀏覽，明確一天的工作內容；
    (2) 工藝單元瀏覽：點擊派工單即進入相應的工藝單元瀏覽。此處的工藝單元指的是依據派工單上指令拆分出來的工藝規程，也就是工藝規程中工位當天要完成的那部分；
    (3) 現場技術問題處理：總裝裝配安裝操作現場操作人員在按照工藝文件進行操作的過程中，往往會發現這樣那樣的問題，如果是設計文件或設計圖紙不符合實際情況，按照工藝室編制的工藝技術文件無法操作等，這時候就要填現場技術問題處理單；
    (4) 人員簽署管理：三崗操作人員每完成一個工步都要簽字，根據登陸用戶的權限來確定是否有權簽字。

    4.5 總裝物資管理模塊

    總裝物資包括星上儀器設備、直屬件、標準件，以及工具等。這些物資的齊套是總裝操作人員開始工作的前提。該子模塊也是本系統的核心之一。

    總裝物資管理模塊功能可劃分為：

    (1) 物料數據管理：包括庫房產品管理、輔助材料數據管理和工具管理；
    (2) 物料配套信息管理：由CAPP系統得到工序目錄及配套明細信息，庫房管理員完成庫房物料數據與配套明細的比對工作；
    (3) 物料配送管理：班組長為每個工作下派工單的同時，庫房管理員向工位下發物料配送單，并把相應物料送到工位。

    4.6 現場信息查看模塊

    此模塊主要是針對型號總師和單位領導而設計的。

    現場信息查看模塊包含以下功能：

    (1) 工作進度情況瀏覽：按照不同型號劃分和計劃流程圖，顯示現場的工作進度，及可區分已完成、未完成和正在進行的項目；
    (2) 工位信息瀏覽：以圖示化的方式，顯示出各個總裝工位的信息。

    4.7 虛擬裝配數據管理模塊

    虛擬裝配數據管理模塊主要實現與衛星虛擬裝配系統的功能接口。

    通過看板生產管理系統與衛星虛擬裝配系統的接口，可以實現裝配現場多媒體示教功能，即對裝配過程的演示，形象直觀地輔助工人進行操作。

    5 結 論

    通過此次信息化看板生產系統的研制，探索總裝生產線的布局，建立了看板生產的總裝工作模式，實現了總裝生產工作對相關協同部門和物料的高效“拉動” ，實現了各類生產文件和生產BOM表的信息化傳遞、反饋和簽署。信息化看板生產系統的應用，對于解決當前總裝過程中所遇到的種種不適應問題，具有很強的現實意義。

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本文標題：航天器總裝ERP看板生產管理系統研究

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