产品物料管理系统关键技术研究

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3.0 侯斌 2024-11-19 4 4 6.4MB 86 页 15积分
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I
摘 要
市场的激烈竞争和信息技术的飞速发展，使得企业不断寻找改善之路。从而
引发企业对生产流程的改造，信息技术是企业改革的有力工具。面对信息化带来
的机遇与挑战，以信息化带动工业化、以工业化促进信息化道路是企业在经济全
球化下改革和发展的指导方针。
为了解决企业的信息化生产，我们将从 BOM 设计到制造生产和仓库管理，
实现信息流程一体化和高度集成化。加强企业各部门之间的交流，增加产品数据
的控制，以系统的方法和设计思路来解决生产中物料信息流通缓慢的问题。同时
解决企业管理水平落后和协作能力较差。
在论文中，首先从 BOM 出发，介绍工作令管理系统的设计和功能，工作令
管理系统在整个 ERP 系统的重要地位，以及制造执行系统的三大关键技术：BOM
集成技术、工艺状态建模技术、车间生产调度技术。然后以 BOM 的结构和编码
技术为基础，详细的阐述了 BOM 各视图之间的映射关系。仓库管理的流程和功
能分析、各种物料领料方式和关键技术，以及条形码技术在出入库中的应用，再
从数据挖掘的角度，对工废料废进行关联规则的挖掘。在库存管理中，结合常用
的八种存储模型，设计出一种包含期初库存和安全库存，满足企业预投和非预投
生产的最优存储模型。整个系统采用 SQL Server 和J2EE 技术，运用 MVC 模式，
实现系统之间的集成和数据共享。在产品数据和制造数据维护上起了相当重要的
作用，规范了制造数据的管理，确保了物料在生产制造过程中的实时性。
最后对本课题进行总结和展望，一方面总结了物料管理中各项关键技术；另
一方面提出了系统设计中存在的问题和不足有待进一步完善和发展。
关键词：物料管理 产品数据管理 仓库管理 J2EE
II
ABSTRACT
Driven by increasingly competitive market and rapid development of information
technology, All enterprises continuously seek the way to improve themseleves. Then
enterprises make a transformation of production process, and information technology
is a powerful tool for enterprise reform. Face of information technology opportunities
and challenges, the road of information technology to stimulate industrialization and
industrialization to promote information technology is the reform and development
guidelines in economic globalization.
In order to solve the production of information, we will make the imformation
flow integration and a high degree of integration from BOM design to manufacturing
and warehouse management. Strengthen communication between various departments,
increase product data management, using a systematic method and design ideas to
solve the slow flow of material information. And solve poor enterprise management
and collaboration.
In the paper, first it introduces the design and function of order management
system and the important position of order management system in ERP system from
BOM, and three key technology in MES: BOM integration technology, process state
modeling technology, workshop scheduling technology. Then describe the relationship
between all kinds of BOM view in the base of BOM structure and encoding technology.
And it introduces warehouse management process and functional analysis, a variety of
picking methods and key technology, and the application of barcode technology in the
storage. And mines industrial waste material using association rules. In inventory
management, combined with the eight common storage model, design a optimal
storage model, the model contains beginning stock and safety stock, meet two kinds of
production. The entire system uses SQL Server and J2EE technology, use MVC patten
to make system integration and data sharing.
Finally, this paper make a summary of the issues and outlook, on the one hand, it
make a summary of the key technologies in material management; on the other hand,
there are some shortcoming and insufficiency in the system, and these different kinds
of pronlems need to be further improvement and development.
Key Words: Material Management, PDM, Warehouse Management,
J2EE
III
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪论 ...................................................................................................................1
§1.1 研究背景 ............................................................................................................1
§1.2 国内外研究现状 ................................................................................................2
§1.3 研究的目的与意义 ............................................................................................3
§1.4 论文研究的内容 ................................................................................................5
第二章 工作令管理系统的研究 ...................................................................................6
§2.1 系统的设计与功能 ............................................................................................6
§2.1.1BOM 和零件明细表之间的关系 ............................................................ 7
§2.1.2 系统的设计 ..............................................................................................8
§2.1.3 系统的主要功能 ....................................................................................14
§2.2MES 的关键技术 ............................................................................................. 16
§2.2.1MES 的介绍 ........................................................................................... 16
§2.2.2MES 的功能结构 ................................................................................... 18
§2.2.3MES 的关键技术 ................................................................................... 19
第三章 生产过程中物料使用规律 .............................................................................22
§3.1 产品 BOM 介绍 .............................................................................................. 22
§3.1.1BOM 的结构 .......................................................................................... 22
§3.1.2 物料的编码技术 ....................................................................................24
§3.2BOM 之间的映射规律 .................................................................................... 26
§3.2.1BOM 视图之间的联系和区别 .............................................................. 26
§3.2.2BOM 之间的映射 .................................................................................. 27
第四章 领料管理系统关键技术的研究 .....................................................................31
§4.1 仓库管理系统分析 ..........................................................................................31
§4.1.1 仓库管理系统需求分析 ........................................................................31
§4.1.2 仓库管理系统流程和功能分析 ............................................................32
§4.2 领料管理系统的功能 ......................................................................................34
§4.2.1BOM 领料 .............................................................................................. 34
§4.2.2 重新打印 ................................................................................................35
§4.2.3 工废、料废领料 ....................................................................................36
IV
§4.2.4 退料 ........................................................................................................37
§4.3 条形码技术的应用 ..........................................................................................38
§4.3.1 条形码技术的介绍 ................................................................................38
§4.3.2 条形码技术的应用 ................................................................................39
第五章 数据挖掘技术在领料系统中应用 .................................................................41
§5.1 数据挖掘技术的介绍 ......................................................................................42
§5.1.1 数据挖掘的提出与发展 ........................................................................42
§5.1.2 数据挖掘的结构和步骤 ........................................................................43
§5.1.3 数据挖掘的常用方法 ............................................................................45
§5.2 关联规则的应用 ..............................................................................................47
§5.2.1 关联规则的介绍 ....................................................................................47
§5.2.2 关联规则在退料中的应用 ....................................................................48
第六章 仓储库存模型 .................................................................................................49
§6.1 库存管理的介绍 ..............................................................................................50
§6.1.1 库存管理的内容 ....................................................................................50
§6.1.2 库存管理的策略 ....................................................................................51
§6.2 仓储库存模型的应用 ......................................................................................52
§6.2.1 常用存储模型介绍 ................................................................................52
§6.2.2 存储模型的改进 ....................................................................................53
第七章 系统的实现 .....................................................................................................56
§7.1 技术环境 ..........................................................................................................56
§7.1.1Java 语言 ................................................................................................ 57
§7.1.2 数据库技术 ............................................................................................58
§7.1.3 系统的模式和框架 ................................................................................59
§7.1.4XML 和Jason 技术 ................................................................................61
§7.2 系统实现 ..........................................................................................................62
§7.2.1 新建、修改和撤销工作令 ....................................................................62
§7.2.2 添加和更新制造数据 ............................................................................63
§7.2.3 零部件和工艺信息管理 ........................................................................64
§7.2.4 工作令报缴 ............................................................................................68
§7.2.5 领料打印 ................................................................................................70
§7.2.6 工作令查询和统计 ................................................................................75
第八章 总结与展望 .....................................................................................................78
第一章 绪论
1
第一章 绪论
§1.1 研究背景
本课题来源于企业信息化建设项目。
物料管理是企业生产中一项最基本的不可缺少的活动，是科学的、系统地计
划、协调和控制企业各部门的活动，也是最经济、最有效地在合适时机向企业各
部门提供合适数量和质量的物料。物料管理概念起源于第二次世界大战中航空
工业出现的难题。它是从整个公司的角度来解决物料问题，使物料之间的设
计和性能符合实际需求，并且给公司之间和公司各部门之间提供一个良好的
交流平台，公司可以控制物料在车间的流向。在现代计算机技术突飞猛进的
形势下，物料管理在理论研究和实际应用中都起了不可替代的作用，是企业
在经济全球化下的必然趋势。
ERP 是以物料需求计划(Material Requirements Planning,MRP)为核心的企业生
产计划管理系统。物料需求计划是目前世界上普遍采用的一种离散型制造企业的
生产管理模式，它的基本原理是根据主生产计划来确定未来时区的物料供应量，
确定物料需求的准确时间和数量。它是根据产品结构特征，将主生产计划分解成
零部件生产作业计划和原材料、外购件的采购计划，确定自制件的投产日期与完
工日期以及原材料、外购件的订货采购和入库时间[1]。ERP 的核心目的就是实现
对整个供应链的有效管理，主要体现在以下三个方面：
(1)体现对整个供应链资源进行管理的思想；
(2)体现精益生产同步工程和敏捷制造的思想；
(3)体现事先计划与事中控制的思想。
在科学技术迅猛发展，特别是计算机软件系统高速发展的今天。企业级项目
管理(EPM，
Enterprise Project Management)应用系统已经被美国、欧洲等先进国家
以及以中国为首的一些发展较快的发展中国家的企业普遍采用。基于项目管理发
展趋势分析，用户的需求对于未来的企业级项目管理软件所采用技术也提出
了更高的要求，如大数据量存储、大用户量并发访问、企业多分支机构的支
持、大用户量的系统维护、系统的可扩展性/可集成性/可定制性等等。
本文研究的物料管理是对物料从设计到车间生产，再到最终成品完工、
报缴的闭环物料管理，针对物料管理中的车间物流、领料、库存等关键技术
产品物料管理系统关键技术研究
2
进行分析研究。
§1.2 国内外研究现状
产品物料管理信息系统可以看作是 PDM 系统的一部分。PDM 系统中分解、
控制、规划、跟踪项目任务都是物理管理技术的关键。在 20 世纪 60、70 年代，
企业在其设计和生产过程中开始使用 CAD、CAM 等技术，随着计算机应用的飞
速发展，随之而来的数据冗余、数据检索困难、安全性和数据共享能力差。
国外技术比较发达，企业间竞争热点从产品的成本、质量和上市时间转向能
够快速相应市场变化的产品创新。企业的商务活动将越来越多的在互联网和企业
内部网络平台上进行。
PDM 不再是简单的产品数据模型应用，而是技术和管理的
结合。它的作用是给企业提供合适的解决方案，给企业信息化提供良好的基础数
据管理。在采购、生产、销售整个物料供应链中提供共享数据接口，将产品数据
有机的组织起来，能够使企业的员工和一些客户随时访问这些共享数据，实现数
据的高度重用性，并且还能不断随顾客的需求变化做出相应的个性化变更。很多
企业从时间和产品质量上加以考虑，将满足客户个性化需求作为自己的目标，并
做出相当大的人力、物力和财力投入[2]。而 PDM 进一步演化成产品生命周期管理
（PLM，Product Lifecycle Management）技术，相应的代表产品主要有：PTC 公
司的 Windchill、
EDS 的PLM Solutions、
MatrixOne 公司的 eMatrix 和SAP 公司的
mySAP PLM 等。
在我国，80 年代末，以信息集成为核心的计算机集成制造系统在我国开始得
到实施；90 年代初，以过程集成为核心的并行过程技术作为国家 863/CIMS 开始
研究并提高了制造水平。国产 PDM 在企业中的应用主要包括：(1)企业产品数据
归档；(2)企业使用统一筹码；(3)企业产品结构管理；(4)技术部门的过程管理；
(5)企业产品数据处理；(6)工程和生产领域集成；(7)企业工程信息的提取。我国
开始逐渐重视产品物料管理。许多软件厂商如华中理工大学的华中软件公司、大
恒软件公司、南京的同创软件公司、东北大学的阿尔派公司、开目公司等纷纷开
发出自己的 PDM/PLM 产品。产品物料管理系统的开发和使用不仅可以适应当代
先进的信息技术，如数据库技术、JSP 技术、网络技术以及各种语言、框架技术。
更重要的是可以提高企业的生产效率。我国这些产品基础架构主要在分布式结构
或C/S 结构上，不便于数据的处理、管理和维护，特别是不方便查询和数据挖掘。
尽管也开始致力于 B/S 结构，但是与国外的水平还是有一段距离。本系统主要采
用 B/S 结构，可以对数据更好的控制、查询和管理。
随着我国经济的持续快速发展，我国信息化行业呈现出高速增长的势头，而
摘要：

I摘要市场的激烈竞争和信息技术的飞速发展，使得企业不断寻找改善之路。从而引发企业对生产流程的改造，信息技术是企业改革的有力工具。面对信息化带来的机遇与挑战，以信息化带动工业化、以工业化促进信息化道路是企业在经济全球化下改革和发展的指导方针。为了解决企业的信息化生产，我们将从BOM设计到制造生产和仓库管理，实现信息流程一体化和高度集成化。加强企业各部门之间的交流，增加产品数据的控制，以系统的方法和设计思路来解决生产中物料信息流通缓慢的问题。同时解决企业管理水平落后和协作能力较差。在论文中，首先从BOM出发，介绍工作令管理系统的设计和功能，工作令管理系统在整个ERP系统的重要地位，以及制造执行系统...

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