郭冬陽，衛(wèi)青延

(中航工業(yè)空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471000)

離散型制造業(yè)管理駕駛艙系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

郭冬陽，衛(wèi)青延

(中航工業(yè)空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471000)

當(dāng)前離散型制造企業(yè)管理的不透明，導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各種問題不能及時(shí)、有效、直觀地呈現(xiàn)，致使管理者難以做出調(diào)整和決策，現(xiàn)提出管理駕駛艙系統(tǒng)，其能有效解決該問題。首先介紹了管理駕駛艙系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用分析，闡述其組成部分及關(guān)鍵性的指標(biāo)體系，最后在J2EE平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了管理駕駛艙系統(tǒng)。

離散型制造企業(yè)；管理駕駛艙系統(tǒng)；管理指標(biāo)體系；可視化展示

在全球化經(jīng)濟(jì)背景下，大力發(fā)展“中國制造”已經(jīng)成為我國的一項(xiàng)基本經(jīng)濟(jì)政策，這是因?yàn)橹圃鞓I(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而制造業(yè)中尤以離散型制造業(yè)為主。離散型制造業(yè)是指電子元器件、機(jī)械件、汽車、五金、家具、電子電工、醫(yī)療設(shè)備、玩具等在生產(chǎn)時(shí)，先將原材料加工成零件，再經(jīng)組部件組裝和總體組裝成產(chǎn)品的制造行業(yè)。

離散型生產(chǎn)[1]的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零部件有自制、外協(xié)及外購件，且需要經(jīng)常變更工藝過程，加之車間生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)信息、質(zhì)量分析信息等反饋延滯，信息間又缺乏共享機(jī)制，因此生產(chǎn)計(jì)劃的安排和下達(dá)往往變得困難。另外企業(yè)內(nèi)部的工藝管理、質(zhì)量保障、生產(chǎn)調(diào)度、物料管理、設(shè)備維護(hù)、實(shí)物狀態(tài)等系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，由此產(chǎn)生的信息孤島制約著企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

面對(duì)離散型制造企業(yè)的種種難題，本文引入管理駕駛艙系統(tǒng)，以期改善制造企業(yè)的管理水平，幫助企業(yè)更好地發(fā)展。

1 管理駕駛艙系統(tǒng)

管理駕駛艙[2]的概念和理論是由比利時(shí)神經(jīng)外科專家Patrick M. Georges在1989年提出的，它充分融合了信息科學(xué)、管理科學(xué)和人腦科學(xué)的精華，是基于ERP的高層決策支持系統(tǒng)。

管理駕駛艙猶如汽車、飛機(jī)等行駛時(shí)的司機(jī)操控臺(tái)，高層決策者在管控企業(yè)時(shí)，將企業(yè)的運(yùn)營(yíng)、生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量等信息實(shí)時(shí)地以儀表盤、圖表、走勢(shì)圖等形式呈現(xiàn)出來。決策者再也不必面對(duì)枯燥乏味的文字、數(shù)字信息，通過詳細(xì)指標(biāo)體系反映的企業(yè)運(yùn)行狀態(tài)，更利于充分激發(fā)人的潛能，利于人腦思維的連貫和判斷。與傳統(tǒng)的管理模式相比，管理駕駛艙具有全面性、可配置性、直觀性等特點(diǎn)。管理駕駛艙系統(tǒng)主要由3部分組成：運(yùn)行數(shù)據(jù)是構(gòu)建駕駛艙的基礎(chǔ)；管理指標(biāo)是駕駛艙的主題；可視化展示是駕駛艙的升華。

2 離散型制造業(yè)的管理駕駛艙系統(tǒng)應(yīng)用分析

如上所述，當(dāng)前離散型制造企業(yè)面臨的首要問題是信息不共享，管理不透明。不透明性導(dǎo)致了在企業(yè)管理中出現(xiàn)的各種問題不能及時(shí)有效地呈現(xiàn)，難以以直觀的形式供管理者做出調(diào)整和決策，這就在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與管理決策之間形成了一道屏障[3]。如何跨越這道屏障，需要企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性與可視化。

a.通過建立企業(yè)生產(chǎn)過程及系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)模型，采用實(shí)時(shí)信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的可操控性，為管理者提供第一手的生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

b.在面向領(lǐng)導(dǎo)“看得見”和業(yè)務(wù)人員“管得住”的管理信息化需求下構(gòu)建生產(chǎn)指標(biāo)，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整合，通過看板的形式向管理者、業(yè)務(wù)人員提供準(zhǔn)確、有效、清晰的生產(chǎn)運(yùn)作狀況信息，便于各級(jí)人員對(duì)整個(gè)生產(chǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控，保證生產(chǎn)過程的順暢。

因此，建立離散型制造企業(yè)的管理駕駛艙系統(tǒng)將有效地解決企業(yè)面臨的難題。通過對(duì)企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集，以管理指標(biāo)為導(dǎo)向，形成各級(jí)可視化的管理看板，將問題暴露出來，便于管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

3 管理指標(biāo)體系的建立

建立管理駕駛艙系統(tǒng)，指標(biāo)體系是關(guān)鍵，企業(yè)只有形成有效、清晰、規(guī)范的指標(biāo)體系，才能詳細(xì)準(zhǔn)確、公正客觀、及時(shí)全面地反映企業(yè)的運(yùn)營(yíng)狀況。本文通過調(diào)研離散型制造企業(yè)P的生產(chǎn)情況，按照生產(chǎn)活動(dòng)中的4個(gè)重要環(huán)節(jié)建立了不同的視窗。通過這些視窗的搭建，將從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集的大量數(shù)據(jù)分類別、分角色形成不同的管理指標(biāo)。管理者通過對(duì)指標(biāo)的監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)掌控車間現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)信息，以便做出有效的調(diào)整與決策。

3.1制造資源視窗

該視窗主要監(jiān)控在生產(chǎn)活動(dòng)開始前，車間現(xiàn)場(chǎng)的人、機(jī)、料、法四要素的準(zhǔn)備情況。通過這些指標(biāo)，管理者可以清晰地判斷任務(wù)是否具備開工條件以及何時(shí)開工，對(duì)于影響開工的因素可以迅速定位到某一人員、設(shè)備或者材料等。

a.出勤率。

該指標(biāo)可以實(shí)時(shí)反饋當(dāng)天班組人員的出勤情況。統(tǒng)計(jì)的依據(jù)是分廠上報(bào)給人力資源部的人員排班記錄，系統(tǒng)每天會(huì)在8:10及14：10(夏季14:40)統(tǒng)計(jì)未按時(shí)打卡的人員數(shù)。該指標(biāo)分為3層：第一層是整個(gè)車間現(xiàn)場(chǎng)的人員出勤率，用儀表盤展示；第二層是車間各個(gè)班組的出勤率，用刻度尺展示；第三層是未按時(shí)到崗的人員信息，以報(bào)表的形式展示。

b.設(shè)備完好率。

該指標(biāo)可以反饋車間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。統(tǒng)計(jì)的依據(jù)是系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的所有設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，即使用、故障、維修、調(diào)試、報(bào)廢等。該指標(biāo)分為2層：第一層是所有設(shè)備處于正常使用的比率，用儀表盤展示；第二層是非正常使用的設(shè)備信息列表，以報(bào)表形式展示。

c.材料未到位。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)部已經(jīng)下達(dá)的分廠生產(chǎn)訂單中加工零件的材料還沒有到位的情況。該指標(biāo)分為2層：第一層按型號(hào)統(tǒng)計(jì)所缺的材料，并按照缺料的數(shù)量從大到小以倒錐圖形展示，這樣可以直觀地顯示缺料的比重；第二層是該型號(hào)所有缺料的清單，以報(bào)表形式展示。

d.工藝未到位。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)部已經(jīng)下達(dá)的分廠生產(chǎn)訂單中加工零件的工藝未準(zhǔn)備的情況。該指標(biāo)分為2層：第一層按型號(hào)統(tǒng)計(jì)未準(zhǔn)備的零件工藝，以倒錐圖展示；第二層以報(bào)表形式統(tǒng)計(jì)該型號(hào)下所有未到位工藝清單，包括訂單號(hào)、零件圖號(hào)、主管工藝員等信息。

按照上述指標(biāo)，構(gòu)建的視窗效果圖如圖1所示。

3.2過程監(jiān)控視窗

該視窗主要監(jiān)控生產(chǎn)過程中班組以及個(gè)人的工作進(jìn)展情況。通過了解過程進(jìn)展，管理者可以及時(shí)掌握生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度、跟進(jìn)任務(wù)詳情，以便調(diào)整任務(wù)的計(jì)劃節(jié)點(diǎn)時(shí)間與任務(wù)分派策略。

a.個(gè)人未報(bào)工。

該指標(biāo)反映了工人的實(shí)時(shí)報(bào)工情況。統(tǒng)計(jì)的是分派給工人的且未報(bào)工的任務(wù)數(shù)量。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)按照工人未報(bào)完工的數(shù)量大小，以倒置的柱狀圖展示；第二層指標(biāo)展示了該工人未報(bào)工的任務(wù)詳情。

b.班組未報(bào)工。

該指標(biāo)類似于上一個(gè)指標(biāo)，不同的是以班組為單位統(tǒng)計(jì)下發(fā)到班組的且未報(bào)工的任務(wù)數(shù)量。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)按班組未報(bào)工數(shù)量的大小展示；第二層列出班組未報(bào)工的任務(wù)清單。

c.工藝未到位。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)由工藝室主任下發(fā)給工藝員的未按時(shí)維護(hù)工藝路線的數(shù)量。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)按柱狀圖展示；第二層指標(biāo)以報(bào)表形式列出個(gè)人未準(zhǔn)備工藝的詳情。

d.班組任務(wù)統(tǒng)計(jì)。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)由調(diào)度員下發(fā)到班組的任務(wù)數(shù)量，實(shí)時(shí)地反映本班組目前所承接的任務(wù)數(shù)，方便調(diào)度員根據(jù)班組的能力做出適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)調(diào)整。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)按班組的任務(wù)數(shù)以柱狀圖展示；第二層指標(biāo)列出本班組所承接的任務(wù)詳情。

3.3現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行視窗

該視窗實(shí)時(shí)監(jiān)控車間現(xiàn)場(chǎng)的任務(wù)執(zhí)行情況，將影響現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作的因素實(shí)時(shí)收集起來供管理者參考，比如：生產(chǎn)中斷、不合格品進(jìn)展等。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作的把握，可以快速找到制約任務(wù)進(jìn)展的瓶頸，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

a.生產(chǎn)中斷看板。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的中斷任務(wù)，引起中斷的原因包括工藝問題、設(shè)備沖突、質(zhì)量問題、設(shè)備故障、工裝問題等。以報(bào)表的形式詳細(xì)列出中斷的生產(chǎn)指令號(hào)，中斷時(shí)的零件圖號(hào)、工序號(hào)，中斷人，中斷原因等信息。

b.缺件看板。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)在完成裝配任務(wù)時(shí)所缺零件的詳情。以報(bào)表的形式列出裝配需求的圖號(hào)以及該圖號(hào)所需的零件圖號(hào)、需求日期等信息。

c.不合格品進(jìn)展。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)不合格品時(shí)，實(shí)時(shí)跟蹤不合格品處理進(jìn)展的情況。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)以處理環(huán)節(jié)的先后順序，用柱狀圖表示不合格品在每個(gè)環(huán)節(jié)上的數(shù)量；第二層指標(biāo)則詳細(xì)列出該環(huán)節(jié)下的不合格品信息，包括不合格品單號(hào)、零件圖號(hào)、當(dāng)前責(zé)任人等。點(diǎn)擊第二層指標(biāo)的查看功能則可以打開質(zhì)量系統(tǒng)的不合格品單，更加方便地查看該不合格品的詳情。

d.設(shè)備狀態(tài)。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)車間現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備當(dāng)前所處的狀態(tài)，狀態(tài)包括生產(chǎn)中、等待中、中斷以及空閑。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)以設(shè)備所處狀態(tài)的比例，用餅狀圖展示；第二層指標(biāo)展示車間的設(shè)備布局圖，展示每個(gè)設(shè)備的位置、當(dāng)前的狀態(tài)、加工任務(wù)等信息。3.4 決策支持視窗

該視窗主要是針對(duì)高層領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計(jì)的，將領(lǐng)導(dǎo)所關(guān)心的車間現(xiàn)場(chǎng)問題提煉成指標(biāo)，方便領(lǐng)導(dǎo)掌握現(xiàn)場(chǎng)信息，做出決策。

a.能力與負(fù)荷。

該指標(biāo)以每個(gè)班組承擔(dān)的任務(wù)分別從3個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)：該班組任務(wù)的額定工時(shí)、計(jì)劃工時(shí)、完工工時(shí)。以雷達(dá)圖的形式展示各個(gè)班組的3種工時(shí)，可以直觀地進(jìn)行比較，調(diào)整班組的任務(wù)量。

b.當(dāng)月計(jì)劃進(jìn)展。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分廠當(dāng)月所有訂單任務(wù)處于的狀態(tài)，包括中斷、入庫、未開工、已開工及完工。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)以各項(xiàng)狀態(tài)的任務(wù)數(shù)量大小，用金字塔圖形來展示；第二層指標(biāo)則詳細(xì)列出該狀態(tài)下的任務(wù)詳情。

c.協(xié)作與檢驗(yàn)。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分廠所有需要進(jìn)行協(xié)作、檢驗(yàn)任務(wù)的完成率，其中協(xié)作任務(wù)分為企業(yè)內(nèi)協(xié)作及企業(yè)外協(xié)作，檢驗(yàn)任務(wù)分為不同廠房的檢驗(yàn)。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)以任務(wù)的完成率，用量杯圖展示；第二層則列出未完成的協(xié)作、檢驗(yàn)任務(wù)。

d.重點(diǎn)任務(wù)監(jiān)控。

該指標(biāo)統(tǒng)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)所重點(diǎn)關(guān)注的0級(jí)任務(wù)進(jìn)展情況，包括入庫、已開工、未開工、完工及中斷這5個(gè)狀態(tài)的任務(wù)比例。該指標(biāo)分為2層：第一層指標(biāo)以0級(jí)任務(wù)所處的5個(gè)狀態(tài)比例大小，用餅狀圖展示；第二層指標(biāo)則列出該狀態(tài)下的重點(diǎn)任務(wù)詳情。

4 管理駕駛艙系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于J2EE開發(fā)平臺(tái)[4]，采用面向構(gòu)件的技術(shù)，以上述管理指標(biāo)為基礎(chǔ)，筆者開發(fā)完成了管理駕駛艙系統(tǒng)。系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示。

a.系統(tǒng)平臺(tái)層。

系統(tǒng)平臺(tái)層主要指基礎(chǔ)軟件，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及 J2EE 應(yīng)用服務(wù)器。業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)支持多種操作系統(tǒng)(Solaris、Linux、Windows 等)，可運(yùn)行于符合 J2EE 規(guī)范的多種應(yīng)用服務(wù)器(Tomcat、JBoss、IBM WebSphere、Oracle WebLogic等)，數(shù)據(jù)庫支持Oracle和Sqlserver。

b.技術(shù)架構(gòu)層。

技術(shù)架構(gòu)層是在系統(tǒng)平臺(tái)層和業(yè)務(wù)架構(gòu)層之間建立的一層技術(shù)封裝層，用于對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行監(jiān)控、管理。采用MVC模式構(gòu)造，展現(xiàn)層使用頁面展示功能強(qiáng)大的Dorado，業(yè)務(wù)邏輯層為Spring，數(shù)據(jù)持久層使用Hiberate。合理的分層，簡(jiǎn)化了技術(shù)管理的復(fù)雜性，降低了軟件開發(fā)的技術(shù)難度。

c.業(yè)務(wù)架構(gòu)層。

該層以生產(chǎn)業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，建立企業(yè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，記錄車間生產(chǎn)過程中的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀。

d.應(yīng)用展示層。

采集企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)后，結(jié)合企業(yè)制定的管理指標(biāo)，利用FasionChart等可視化工具，將管理指標(biāo)通過表格、柱狀圖、曲線圖、立體圖等圖形展示出來，供決策者參考。

5 結(jié)束語

本文通過在離散型制造企業(yè)P實(shí)施管理駕駛艙系統(tǒng)，有效地將企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種問題實(shí)時(shí)地暴露出來。管理者通過該駕駛艙系統(tǒng)，以事實(shí)說話，快速追蹤問題的根源、跟蹤任務(wù)進(jìn)展，從而做出有效、準(zhǔn)確的管理決策，對(duì)企業(yè)的發(fā)展起到了極大的推進(jìn)作用。

[1] 解琨.制造企業(yè)集團(tuán)供應(yīng)鏈管理模式研究[M]. 北京：經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2011.

[2] MBA智庫百科. 管理駕駛艙[EB/OL]. (2012-03-01)[2015-02-03]. http://wiki.mbalib.com/wiki.

[3] 王志國. 面向車間管理的離散生產(chǎn)系統(tǒng)精益運(yùn)行駕駛艙研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2009.

[4] 楊少波. J2EE Web核心技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2011：60-83.

Research on discrete manufacturing management cockpit system

GUO Dongyang, WEI Qingyan

(Avic air-to-air Missile Research Institute of China Aviation Industry Group, Henan Luoyang, 471000, China)

The management opacity in current discrete manufacturing enterprise leads to unable timely and effectively dealing with the production process, and brings about the managers to make difficult adjustments and decisions. It introduces the concept and characteristics of management cockpit, analyzes the critical component of the index system and its construction, develops finally the management cockpit system on the J2EE platform.

discrete manufacturing enterprises; management cockpit; management index system; visualization

10.3969/j.issn.2095-509X.2015.03.010

2015-02-04

郭冬陽(1988—)，男，河南南陽人，中航工業(yè)空空導(dǎo)彈研究院助理工程師，碩士，主要從事信息化應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

TP315

A

2095-509X(2015)03-0047-04