CN112288150A - 一种船舶工业管件加工管控集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶工业领域，具体公开了一种船舶工业管件加工管控集成系统，包括服务器、业务应用层、支撑层和数据层，支撑层作为业务层和数据层中间的桥梁，用于衔接业务层和数据层之间的数据传输；业务应用层包括项目管理模块、数据管理模块、计划管理模块、流程管理模块、质量管理模块、报表管理模块、看板管理模块、工时管理模块和用户管理模块。本发明提供的船舶工业管件加工管控集成系统，其功能覆盖了船舶工业管件加工的各业务部门，建立了规范、统一、完整的生产数据库，实现多部门多项目实时在线协同作业；建立企业物料库，规范管件数据；系统实现了管理过程一体化，业务集成一体化，生产管理制造一体化。
Description
技术领域
本发明涉及船舶工业领域，具体为一种船舶工业管件加工管控集成系统。
背景技术
船舶工业是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性产业，对钢铁、石化、轻工、纺织、装备制造、电子信息等重点产业发展和扩大出口具有较强的带动作用。管件生产是船舶工业中的重要环节，围绕船舶工业智能制造能力建设的要求，目前的船舶管件生产加工企业缺少智能装备、生产线与车间的规划、设计、建造(改造)、运营监控和远程运维集成服务的能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶工业管件加工管控集成系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种船舶工业管件加工管控集成系统，包括服务器、业务应用层、支撑层和数据层，支撑层作为业务层和数据层中间的桥梁，用于衔接业务层和数据层之间的数据传输；
所述业务应用层包括项目管理模块、数据管理模块、计划管理模块、流程管理模块、质量管理模块、报表管理模块、看板管理模块、工时管理模块和用户管理模块，其中：
所述项目管理模块包括项目的创建，相关属性的管理、浏览；
所述数据管理模块包括管件信息的分类，数据录入，数据的格式化，快速浏览，导入导出的方式等内容；
所述计划管理模块用于厂级常规计划的创建以及特殊的改单计划的建立；
所述流程管理模块包括管件生产过程中各类单号的批量生成，单号的统一编码等内容；
所述质量管理模块用于各类部门质检需求的收集和质检单据的生成；
所述报表管理模块用于各类报表的快速生成，内容格式化等操作；
所述看板管理模块包括厂级的生产状态实时浏览等内容；
所述工时管理模块用于工时的快速计算；
所述用户管理模块用于用户基本信息及账号权限的管理。
优选的，所述支撑层主要包括数据检索组件、数据库组件、报表组件、日志组件、流程引擎几部分，用于提供统一的数据访问和报表生成等方式。
优选的，所述数据层包括实际数据存储的位置和方式，按照不同功能的划分，将数据分别存储于管件、零件、计划、物料、项目、用户、送处理等不同的表中。
优选的，系统平台以C#作为编程语言，以Microsoft SQL Server 2008作为数据库平台。
优选的，所述服务器运用Transact-SQL语言进行数据管理开发，编制了大量的用户函数、数据表触发器、查询视图，存储过程，用于保证数据的一致性，提高客户端的访问效率。
优选的，所述业务应用层还包括生产准备模块和物料管理模块，生产准备模块用于对车间级的生产计划获得、车间人员派工等方面进行研制；物料管理模块用于完成零件的采购配发和齐套检测等工作。
优选的，所述业务应用层还包括表面处理模块，用于保存及处理表面处理这一加工步骤中所需的数据和流程。
优选的，所述业务应用层还包括报工管理模块和成本管理模块，报工管理模块用于完成生产情况上报的工作；成本管理模块用于计算各个部门每月的工时数据。
优选的，所述业务应用层还包括表单报工拍照模块，采用了对于纸质文档拍照留存的方式，在纸质表单上留有表单号的二维码，通过拍照识别可将表单电子版本存入相应的文件夹。
优选的，所述业务应用层还包括上游数据导入模块，用于直接接入研究院的数据，当研究院设计完成后，数据会直接传输至系统的中间库并且通知用户更新的版本信息，用户只需要点击导入，系统将自动完成信息的检测，内容拼接，字段改名等一系列的工作，直接将处理后的初始加工数据保存至生产管控系统的数据库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的船舶工业管件加工管控集成系统，实现智能装备、生产线、工艺和车间的数字化建模与数值分析，完成船厂生产工艺仿真与优化和智能车间与装备的建造、运行虚拟仿真。其功能覆盖了船舶工业管件加工的各业务部门，建立了规范、统一、完整的生产数据库，实现多部门多项目实时在线协同作业；详细的电子看板，各类生产进度一目了然；批量更新系列船数据，保持数据的一致性；内置了企业流程，提高了生产效率；同时常规计划和改单计划；原材料自动配发，方便快捷；完善的报工体系，管理要求内置于系统；丰富的统计报表，彻底解决业务部门数据统计和格式统一的难题；建立企业物料库，规范管件数据；系统实现了管理过程一体化，业务集成一体化，生产管理制造一体化。
附图说明
图1为本发明的整体架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种船舶工业管件加工管控集成系统，包括服务器、业务应用层、支撑层和数据层。
业务应用层主要对接用户配套，工艺，计划，生产，质检等几个部门对数据访问，编辑的直接需求。业务应用层主要关注了公司业务的流程走向，及对应的系统划分，具体细节的实现等方面。经过调研，管业公司的主要业务流程为公司与船公司签订协议后，将分阶段接到加工图纸，工艺部通过读取图纸，图签，负责将原始图纸录入成电子数据，添加加工所需的工艺信息；同时计划部门根据客户的需求时间和公司内部的工作负荷，安排加工批次和单元制定多级计划，多个批次编入同一单元，统一计划开始时间和完成时间，并且分配到具体的加工子部门；之后配套部门根据计划盘点原料库存，齐套的则下发开始加工，缺少的进行采购流程；生产部门根据车间内部的人员工作负荷，安排具体的加工人员，开始时间等计划，按时加工，完成后定期上报情况。完成初步加工后，管件将按需送往表面处理部门进行表面处理，送完质检部门进行不同类别的质检。最终按照规定的交货时间，编入指定的托盘送货出厂。支撑层作为业务层和数据层中间的桥梁，主要包括数据检索组件，数据库组件，报表组件，日志组件，流程引擎等几部分。提供了统一的数据访问，报表生成等方式，使集成平台的维护性，可扩展性变高。一些简单的数据展示，报表改动等只需少量改动源程序。数据层，包括了实际数据存储的位置和方式，按照不同功能的划分，将数据分别存储于管件，零件，计划，物料，项目，用户，送处理等不同的表中。
管控集成平台选择使用了C#作为编程语言，Microsoft SQL Server 2008作为数据库平台。C#是微软公司发布的一种面向对象，运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言，具有安全，稳定，简单，优雅的特点，同时微软还提供了一系列的不同功能的控件，使得可方便的编写与用户交互的界面，代码运行稳定高速。Microsoft SQL Server也是微软公司的关系型数据库管理系统。具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点，是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能工具提供了企业级的数据管理，它的数据引擎为关系型数据和机构化数据提供了更安全可靠的存储功能，有利于构建管理用于业务的高可用性和高性能的数据应用程序。另一方面，管控集成平台搭建完成后将有多部门多角色同时登陆使用，访问的数据量巨大，对于速度也有一定要求，用户使用的都是安装有微软操作系统的个人计算机，管业现有的服务器也是安装了微软操作系统的服务器。正是基于现状，需求和技术优势，我们选取了C#和SQL Server作为搭建管控集成平台的基础
所述业务应用层包括项目管理模块、数据管理模块、计划管理模块、流程管理模块、质量管理模块、报表管理模块、看板管理模块、工时管理模块、用户管理模块、生产准备模块、物料管理模块、表面处理模块、报工管理模块、成本管理模块、表单报工拍照模块和上游数据导入模块；具体为：
项目管理模块：对管业的制造加工以一艘船作为一个项目的分割，各船之间相对独立。把船名的代号作为唯一的项目识别号，附加船名，船级社，项目创建完成时间，当前状态等属性可以用于快速定位项目，以及显示项目的简单信息。用户登录系统后即可选择进入相关的项目。通过项目分割数据也有利于提高之后大数据浏览，查询的效率。
数据管理模块：数据是系统关注的核心。而管业制造的数据特性是数据量大，据统计，平均一条船就有超过三万行记录，每行记录包含了制造加工中各个环节的加工时间，人员，状态，单据等一百多个相关属性。而每条船之间几乎没有任何可重用的数据。另外，对于数据的分类浏览需求很大，各个加工环节同时在处理不同的零件，不同的步骤，需要快速查看定位到所需的数据。普通的数据实时读取查询，由于数据量的巨大往往造成系统缓慢无法运行，这正是管业之前信息化的瓶颈之一。针对于这些特点，将一个管件的主管和附件分别存储入两张表中，管件生产流程中的信息主要记录在主管上，而仅有和附件相关的零件配套信息记录在附件表中。在大部分的生产过程中用户只需查看主管上的信息，这样减少了大约60％的数据读取。另外，由于根据项目划分数据，用户打开系统选取项目后，仅将选取的项目数据读入系统，常驻内存，这样保证了一次性读取少量信息后，用户反复查询数据时，不重复查询数据库而是在内存中快速查找，提高了查询效率。当用户编辑数据时，为了保证效率，仅将编辑的内容提交至数据库，随后更新界面中的相关信息，而不重新加载已有数据。对于数据的录入和编辑，由于管业的原始数据来源于各个船舶设计公司的图纸，格式不统一，需要在excel工具中先行整理，后续操作也习惯于excel中的模式，所以在设计数据录入功能时，我们分成了两种录入模式，用户可以在界面中新增记录，也可以通过excel直接导入数据，系统能自动判断数据格式规范，并将其拆分入不同的数据库保存。系统界面也模拟了excel编辑的模式，在单元格中可直接编辑，实时保存，最大程度的满足了用户之前的操作习惯。另外增加了同列多格编辑的功能，即用户选取多行后，编辑某一单元格后，被选行的同列也同时变成相同内容，使用户可以将相同内容同时填入多行。除此之外，还有区域粘贴等功能都使得数据的录入和编辑变得很方便。由于每行数据包含100多个属性，多用户可同时编辑不同属性，每个属性的数据格式检测变得尤为重要，为了保证系统的可重用性，我们在数据库中为每个属性定义了格式的类别，例如整数，小数，无空格文字等，还定义了每个属性在系统中表现的列宽，筛选模式及不同角色对于此属性的查看编辑权限等。当展示数据时首先读取属性表，将特定的列和展现形式显示于界面中，编辑时也根据格式，拒绝不合格的输入内容。而且属性表可以按需更改，使得不修改系统代码的情况下可以灵活的制定显示内容。
计划管理模块：主要包含了厂级计划的制定。对于常规计划，用户是按照图号编制单元和批次的属性，同批次保持同一个生产计划，包括下料计划时间，送处理计划时间，上架计划时间，客户需求计划，生产状态，到图日期等。我们在数据库设计了相应的计划表，存储相应数据，而之前的主管表和零件表中则是通过图号实时查找显示生产计划，保证了同一个计划发布至同一个图号下的所有管件。除了常规计划，管业生产中还有特殊的改单计划，指某些管件由于设计调整，将不按照原先的图号计划时间生产。对于这种情况，设计了改单计划表，即当管件标记为改单时优先使用改单号查找改单计划表，读取相应的计划时间，如果未在改单计划表找到改单号，则使用图号查找常规计划表中的计划信息。这样保证了常规计划和改单计划和谐共存，共同工作的模式。另外，计划表的创建过程，设计了导入的功能，计划编制用户可以导入工艺部门已输入的图号，改单号，避免了重复输入。
流程管理模块：是对整个生产环节中的管控，包括送处理，集配，质检，送货等环节。在这各道环节中，管件需要按需搭配成组。自动分类编码成为其中的关键，为各环节设计了相应的编码，一般形式为“船号-部门-时间-流水号”。用户只需选择需要成组的管件，点击按钮后，系统会根据条件为所有或者部分符合条件的管件编写各环节的编码。有了统一的编码，用户可以使用编码打印相应的单据，使管件快速的在各环节间流转。
质量管理模块：主要是对生产中的质检信息加以控制。质检环节可以分为各部门提请检验，质检部门开始检验，反馈结果至各生产部门等几个环节。通过管控集成平台，各生产部门用户可通过勾选，完成质检申请的提交，而质检部门也可在平台中获取用户提交的申请，完成质检后在系统中将意见反馈至用户。过程中的单据，系统可以快速辅助生成，统一规则编码。
报表管理模块：在之前格式化数据及统一编码的基础上，按照管业的实际需求，编写了用于包括送处理，集配，送货，质检，校验等不同环节的22种不同报表。另外，由于使用了报表控件进行报表设计，使报表设计一部分脱离系统代码，使得用户中的管理员可以自行调节一些报表的属性，例如列宽，字号等。提高了后期维护的便利性和及时性。
看板管理模块：通过读取计划表，统计计算各加工环节的报工情况，我们设计了直观的状态看板。用户可以快速了解项目的进展情况，各单元批次的完成度等。看板中除了表格，还设计柱状图，饼图等显示各部门每日加工数量，部门工作量等。
工时管理模块：主要完成了管件标准加工时间的统计，为费用结算提供了依据。系统读取管件的加工工艺信息，套用公式可计算得管件的标准工时。
用户管理模块，主要设计了用户的基本信息，包括账号，姓名，部门等。另外还记录了用户的角色信息，通过角色来管理用户的权限，为了符合管业中单个用户多任务的实际情况，设计中也使得单一用户可多角色。
生产准备模块：主要针对于车间级的生产计划获得，车间人员派工等方面进行研制。由于管件的基础数据已在管控集成平台中输入，车间用户通过制造执行系统可从其中获得各车间下阶段待生产的管件信息，车间计划安排人员可以根据具体人员情况，在系统中通过勾选管件，填写姓名即可将具体生产任务安排至操作人员，快速形成每周或每日的工作计划。另一方面，由于当前的切割或弯管设备已经可以接受格式化的工艺数据，自动依次加工。制造执行系统也将根据它们所需的工艺加工信息准备格式化的加工文件。大部分管件需要在切割后进行弯管，弯管后的长度将发生变化，管业对此有着自己的一套经验公式，我们将其内嵌入制造执行系统，通过读取长度及弯管工艺数据，套用经验公式自动计算无余量切割的长度，并且保存至数据库作为生产准备数据。经过管件制造的原料管长度统一，而制造后的管件长度不一，所以切割顺序的直接影响余料的多少，余料越少则节省的生产成本越多。制造执行系统集成了套料计算的功能，用户勾选需要加工的管件，系统可读取各待切割管件的无余量切割长度，计算得出最优的切割顺序。经过这几道自动的工序，制造执行系统可为切割，弯管设备准备好加工文件，并且通过网络直接传递至设备。
物料管理模块：主要完成零件的采购配发和齐套检测等工作。车间的物料库操作用户在生产计划形成后，可从制造执行系统获得完整的所需物料清单，通过管件品名，规格对物资归类，进行批量采购。采购完成后系统可按下料计划进行物料入库分配，将已有的物料分配至各管件，并且自动完成齐套检查。使用户一目了然哪些管件所需加工零件已备齐可以开始加工，哪些管件需要采购。之后各生产部门领料后可完成出库操作。另外，在取得总公司的物资编码后，可使用统一的物资编码进行物资归类，采购，入库，出库的操作，对于余料也可进行有效的管理。
报工管理模块：主要完成生产情况上报的工作。当前的切割机，弯管机等设备已经具备了加工完成后发出信号提示完成情况的功能了，制造执行系统的报工管理模块负责接受这些信号，或者定期读取设备中的数据库，获得加工完成情况，并将情况传递至管控集成平台。使得管理人员能清楚的了解各车间加工的实时信息，另一方面也节省了车间人员的时间，提高了工作效率。另外，对于一些设备参与少，手工参与度大的岗位的报工环节，报工管理模块也有手动报工的模式，管理员在系统中设计可供选择的报工单位，各生产部门通过勾选多根管件，选择报工工序和部门，填写人员姓名后一键报工。并且系统还将限制用户不可更改除当日外的报工。在下一阶段的报工流程优化后，用户可先分配每日的加工计划，系统打印出附带二维码的每日派工单。完成每日工作后，通过扫码，直接完成报工。
表面处理模块：表面处理是管业加工中的一道相对独立工序，针对工厂表面处理数据，工作流程相对独立等特点，单独设计了这一模块，用于保存及处理表面处理这一加工步骤中所需的数据和流程。用户可以导入本厂流程表中的加工单据入表面处理模块，也可手动输入外接的业务。对于本厂业务，加工的开始结束时期可与流程表的进行联动，保证的数据的准确性的同时也免去了用户多次输入。在界面中还增加了显示勾选管件显示重量，件数，产值等的合计功能。另外，计算产值也是表面处理模块的主要功能，系统可存储单价表，当用户输入每根管件的表面处理加工项目后，系统可根据管件的委托方，自动查询单价表，运用公式计算总价。对用加工流程，表面处理模块中还可快速打印生产所需的白卡，提高了加工效率。
成本管理模块：主要用于计算各个部门每月的工时数据。用户输入每根管件各道工序的标准工时后，系统可根据用户的报工信息自动计算每个结算周期中各部门的工时汇总及详细信息。其中通过读取结算日期列，进行锁定用户报工信息修改，保证了报账信息的准确。财务部门以及各生产部门都可通过报表查询功能读取每月的报账信息，使得报账信息更透明准确。
表单报工拍照模块：对于管件的生产过程及质检过程需要有一个可追溯的流程，这方面采用了对于纸质文档拍照留存的方式，纸质表单上留有表单号的二维码，通过拍照识别可将表单电子版本存入相应的文件夹。当用户需要查询管件表单信息时，可自动定位到相应文件夹查阅。通过对市场上购得的高拍仪进行了二次开发，将其内嵌至系统。并且对于生产中的表单，将表单号，类别等信息进行二维码编码，打印至表头。表单流转完成后，在高拍仪下拍照可自动完成二维码识别，电子化文件规范命名，保存至特定服务器等一系列工作。另外，我们还结合了报工工序，扫码完成的同时，完成工序的报工操作，省去了人工选择报工的繁琐步骤。
上游数据导入模块：管件初始的加工数据，零件信息等来源于研究院，之前主要通过excel的方式导入，容易产生错误及数据不及时等问题。这个模块实现了直接接入研究院的数据，当研究院设计完成后，数据会直接传输至系统的中间库并且通知用户更新的版本信息，用户只需要点击导入，系统将自动完成信息的检测，内容拼接，字段改名等一系列的工作，直接将处理后的初始加工数据保存至生产管控系统的数据库，显著提高了工作效率及数据安全及时的传递。另外，通过读写同步的标志位，也实现了改单的导入，对于数据的版本控制也保证数据不重复导入。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于，包括服务器、业务应用层、支撑层和数据层，支撑层作为业务层和数据层中间的桥梁，用于衔接业务层和数据层之间的数据传输；
所述业务应用层包括项目管理模块、数据管理模块、计划管理模块、流程管理模块、质量管理模块、报表管理模块、看板管理模块、工时管理模块和用户管理模块，其中：
所述项目管理模块包括项目的创建，相关属性的管理、浏览；
所述数据管理模块包括管件信息的分类，数据录入，数据的格式化，快速浏览，导入导出的方式等内容；
所述计划管理模块用于厂级常规计划的创建以及特殊的改单计划的建立；
所述流程管理模块包括管件生产过程中各类单号的批量生成，单号的统一编码等内容；
所述质量管理模块用于各类部门质检需求的收集和质检单据的生成；
所述报表管理模块用于各类报表的快速生成，内容格式化等操作；
所述看板管理模块包括厂级的生产状态实时浏览等内容；
所述工时管理模块用于工时的快速计算；
所述用户管理模块用于用户基本信息及账号权限的管理。
2.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述支撑层主要包括数据检索组件、数据库组件、报表组件、日志组件、流程引擎几部分，用于提供统一的数据访问和报表生成等方式。
3.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述数据层包括实际数据存储的位置和方式，按照不同功能的划分，将数据分别存储于管件、零件、计划、物料、项目、用户、送处理等不同的表中。
4.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：系统平台以C#作为编程语言，以Microsoft SQL Server 2008作为数据库平台。
5.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述服务器运用Transact-SQL语言进行数据管理开发，编制了大量的用户函数、数据表触发器、查询视图，存储过程，用于保证数据的一致性，提高客户端的访问效率。
6.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述业务应用层还包括生产准备模块和物料管理模块，生产准备模块用于对车间级的生产计划获得、车间人员派工等方面进行研制；物料管理模块用于完成零件的采购配发和齐套检测等工作。
7.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述业务应用层还包括表面处理模块，用于保存及处理表面处理这一加工步骤中所需的数据和流程。
8.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述业务应用层还包括报工管理模块和成本管理模块，报工管理模块用于完成生产情况上报的工作；成本管理模块用于计算各个部门每月的工时数据。
9.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述业务应用层还包括表单报工拍照模块，采用了对于纸质文档拍照留存的方式，在纸质表单上留有表单号的二维码，通过拍照识别可将表单电子版本存入相应的文件夹。
10.根据权利要求1所述的一种船舶工业管件加工管控集成系统，其特征在于：所述业务应用层还包括上游数据导入模块，用于直接接入研究院的数据，当研究院设计完成后，数据会直接传输至系统的中间库并且通知用户更新的版本信息，用户只需要点击导入，系统将自动完成信息的检测，内容拼接，字段改名等一系列的工作，直接将处理后的初始加工数据保存至生产管控系统的数据库。
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