宗思生，于永玲，施进发

ZONG Si-sheng，YU Yong-ling，SHI Jin-fa

（郑州航空工业管理学院 CAD/CAM 研究所，郑州 450015）

0 引言

在科学技术高速发展的时代，全球化横扫社会经济生活的各个领域，特别是全球制造的发展，制造资源的配置得到了极大优化，企业产品趋向同质化，随之出现的企业之间的竞争现状更多表现的是服务的竞争，企业之间的差别就是服务的差别，竞争优势的来源在于附加服务的优劣。现代制造服务业已经成为当前重要的研究领域，作为其代表的制造信息化服务业作为目前的一个热点研究领域，最近几年得到学术界和企业界的广泛重视,在信息化应用中，可视化技术作为当前日益普及的应用，其在企业信息化中的应用是当前研究的亮点。企业资源计划（Enterprise Resources Planning，ERP）在国外现代企业中已得到广泛应用，在我国企业中已有较多应用，在航空企业中已有一定的应用，其中作业调度管理作为核心和见效较快的部分，成为应用研究焦点。融合制造信息化服务业理论、方法和企业资源计划思想，更好地促进企业信息化建设，对提高航空企业社会经济效益将产生非常积极的作用。针对我国航空发动机制造企业产品设计、生产制造信息化实际现状的调查分析，文中系统从车间作业调度信息化的角度入手，贴近车间生产、管理的流程、模式，提出了一种基于ERP实现车间作业调度可视化服务的方法。文中从以下几方面探讨了可视化应用问题。

1 系统分析、设计

车间作业调度是企业生产中非常重要的一环，对企业经营管理的实施和目标的实现具有极其重要作用，直接影响生产效率的提高、产品质量和社会经济效益的提升，同时也是ERP的重要部分，由于在国内航空企业中车间生产环境的相对独立性，作为ERP的首选应用部分具有很大优势，应用实施的效果短期内就能显现出来，同时作为生产作业部门，融合服务理念的效果会更明显，为后续研发应用创造良好的应用环境。

1.1 研究、设计目标

研究现代制造作业调度可视化服务集成理论、方法，从产品数据、图形信息和作业调度共性、共享信息可视化服务集成的角度，提出作业调度可视化服务集成模型，建立一种贴近国内企业实际需要的基于ERP的现代车间作业调度可视化服务集成应用。

1.2 系统分析

前期对企业进行了实地调研，主要针对企业架构、产品设计、车间作业流程、车间设备情况和环境、具备条件和技术力量等作了详细调查分析，经过探讨交流，对达成目标的系统需求作了可行性分析论证，明晰化详细需求，形成了详细明确的需求说明。主要体现在以下几方面的研究内容。

1）作业调度系统可视化服务模型框架及建模，提出实现产品设计信息、作业调度物流、环境设备信息可视化服务集成的理论模型框架。

2）可视化服务驱动。探讨可视化信息检索开发方法，设计图形显示开发方法，规范信息检索功能，提出信息检索及动态显示共性可视化服务驱动模式。

在完成以上分析研究的基础上，对企业组织结构、车间作业流程、车间作业环境、设备情况以及相关业务处理过程进行分类，建立业务处理内部及相互间关系模型，构建业务处理过程模型、算法模型、信息流模型。针对车间作业调度过程分析综合，系统总体包括四部分，在原型推演模拟的基础上，构建信息处理关系流描述如图1所示。

图1 信息处理关系流程原型

1.3 系统总体结构设计

系统总体结构设计中，运用模块化思想，引入了服务理论与方法，按照应用的专业化划分业务处理模块，显示用户实际业务处理中的分工关系，着重体现了软件的实用性，同时对共性部分抽取设计共性服务，着重解决可视化服务问题。系统包括：作业计划管理、定置管理、在制管理、产品设计数据管理、系统维护等四大主要模块。系统总体结构框图如图2所示，图中列出了各模块的主要实现功能。

图2 系统总体结构模块图

2 研究方法、思路

该系统在研发时，在完成调研分析的基础上，进行理论模型的构建探讨，开展原型设计工作，在系统详细功能结构实现方面，按照用户要求实现的车间作业调度功能与ERP基本相同，但又要贴近目前车间作业调度实际现状，需要提供与其他流程节点的信息交换接口及处理过程、算法，结构比较复杂，可视化实现运用到的技术门类较多，使得研发的难度增大。

针对系统研发条件、环境，提出以下研究思路。

1）作业调度可视化服务模型框架及建模，在现代制造产品设计、管理信息化服务调研分析的基础上，针对产品设计信息、作业调度物流、环境设备信息服务之间的关联关系、共性部分，提出实现可视化服务集成的理论模型框架。设计作业调度环境、设备、物流信息可视化模型，设计图形信息归档结构；从产品设计获取产品各组成部分特征及结构信息构建产品特征、信息可视化模型和产品结构关系模型，获取作业计划中产品与设备关系信息构建作业计划模型；建立作业调度管理的物流、环境设备和产品信息可视化模型的空间、关联关系信息模型。构建可视化信息存储模型。

2）对服务集成驱动的研究和实现。首先，探讨信息检索开发方法，规范信息检索功能，并提出信息检索共性服务驱动的WEB服务封装模式；然后，探讨图形显示开发方法，拟基于辅助设计开发技术，构建动态显示共享服务功能，并提出动态显示服务驱动的WEB服务封装模式。

3）在软件设计中，运用快速原型化软件开发方法方法，在确定了总的功能设计原则和全局数据信息后，首先对各模块及其内部算法进行了多次原型化推演设计和测试改进，在此基础上进行了模块间关联及算法的原型化推演设计，大大缩短了系统总体结构趋于稳定的时间，对于用户的信心的增强起到了很好的作用，保障了项目的顺利进行。

3 关键技术及难点的解决

针对系统实现的目标和研究方案，提出实现的关键技术和问题，相应给出了解决的方法。

1）可视化模型：解决产品、设备、场地、物流的可视化建模问题，对产品及设备的可视图形进行统一分类简化，采用参数化和图形库方法，结合计算机辅助图形处理平台，生成产品、设备、场地、物流可视信息，构建其存储结构。

2）可视化服务集成建模。这部分主要解决可视化服务与ERP系统结合和产品设计与作业调度信息集成的问题，涉及到多种开发平台和异构数据库技术。按照功能实现，考虑前台可视化服务集成平台，后台可视化建模维护平台。可视化建模，参照、采用多种技术平台，如GIS方法、辅助设计平台等，完成构建产品结构关系模型，构建作业调度物流、环境设备关联关系可视化集成模型。

4 结论

制造业信息化服务应用与ERP先进管理思想的结合提升了企业信息化应用的层次，对企业提高竞争力预期产生重要作用。从理论上讲，现代制造产品设计、作业调度管理可视化服务集成的理论研究将丰富服务科学的理论，有助于进一步系统而深入的研究服务科学与工程、现代制造服务业、共性服务共享技术对服务集成的方法、架构。从实用价值上讲，借助于可视化手段，加强作业调度信息服务，优化物流、环境、设备的科学配置，结合人机工程，实现人和物流、环境设备的有效结合，强化服务意识，为调度、员工工作的开展提供便利，提高车间作业调度的效率，优化车间环境，提升人机安全，促进人性化管理。该研究，从一个方面探索了服务科学与工程理论方法的应用，丰富了服务科学理论方法，对于进一步的应用，还需要做深入细致的工作，同时对企业运行模式改造需要做相应的研究探讨。

[1]陈杨.信息可视化技术在电气设备虚拟制造中的研究[J].制造业自动化，2009，31（3）：45-48.

[2]卢志平.基于五维度模型的企业信息化战略内涵及其决策过程[J].制造业自动化，2010，32（2）：31-54.

[3]唐秋华，席忠民，陈平和，严运兵.混装线投产序列和工位任务的协同调度机理[J].工业工程，2008，11（1）：19-24.

[4]范晓斌,陈桦.基于特征的三维CAD/CAPP集成系统设计技术研究[J].组合机床与自动化加工技术，2009，12：86.

[5]邵虹，张雷，崔文成等.面向服务的工作流管理系统研究[J].计算机集成制造系统，2008，14（11）：2212.