数字化车间工具库存管理系统研究
机械设计与制造
Machinery Design&Manufacture
第4期
2010年4月
文章编号：1001—3997(2010)04—0250--03
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数字化车间工具库存管理系统研究
王于琳-李进兰2
(1北京理工大学工业工程实验室，北京100081)(2山东科技大学机械电子工程学院，泰安271019)
The development of tool management system used in digital workshops
WANG Yu—linl．LI Jin—lan2
(1Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China)(2College of Mechanical and Electronic Engineering，
Shandong University of Science and Technology，Tai’an 271019，China)
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； 【摘要】构建数字化车间，是实现多品种批量定制生产的需要和制造数字化的基础。系统研究在数；
；字化车间环境下如何通过科学有效的工具库存管理，提高生产系统的快速响应能力、降低工具库存成本。；
；系统开发前期分析了工具库存管理流程，提取了数字化车间生产过程中工具库存管理的共性，建立了统；
；一库存管理模型，并设计了编码体系和系统数据库。在此基础上设计开发了系统，并结合生产实际阐述了；
；系统工作原理与流程，验证了设计模型的有效性。 ；
； 关键词：数字化车间；安全库存预警；工具库存管理系统 ；
； 【Abstract】Digital workshops are constructed to sat如fy the requirements ofmulti-varieties and mass；
；customized production and to provide the basis for the process of digital manufactuKng．Tool inventory；
；management systems used in them is designed to improve the tool哗ment and to deal with the real-；
i time data oftool inventory．Also，data sharing and external dataprocessing are enabled in this system，thus；
；improve the competitiveness of manufacturing industry in our country．The research contents are as foZ—i
；lows：A process information model of tool inventory management is established；A coding s弘tem is de—j
i signed；A database used in the system has been completed,The tool inventory management system is final-；
i ly designed and implemented on the basis ofall the above to guarantee the producing system responds well i
i and reduce its cost through effective tool inventory management． ；
； Key words：Digital workshop；Inventory management；Tool inventory management system ：
中图分类号：THl6，TP311文献标识码：A
1引言
现代制造企业多数采用了计算机辅助设计、制造、工艺规程软
件和先进制造技术，但是仍然在提高制造能力的过程中面临着诸多
问题。大多企业对工具的管理比较松散，缺乏集成化工具管理系统
的支持。由于刀具直接成本占零件制造成本的(2~5)％，刀具管理成
本占生产总成本的(15～30)q1：蚂，因此，在生产过程中，科学有效的刀
具管理，能够大大降低企业的制造成本，进而提高企业的生产效益。
在数字化车间环境下建立面向整个制造过程的工具库存管
理系统，实现车间生产工具的数字化管理，其目的在于解决制造
过程中工具管理落后、实时库存信息失准的问题嘲，从而改变制
造企业在实现信息化过程中的数据集成性较差的局面，从整体上
提高企业的经济效益。在分析车间中各种工具库存管理共性问题
的基础上，建立了集成的工具管理流程模璎，设计了面向工具库
存管理的编码体系、确定了数据结构，并开发了工具库存管理系
统，为工具的库存管理及决策分析提供辅助支持工具。
2工具库存管理模型与流程分析
在企业加工生产过程中，库存中心作为车间工具管理的核心
环节，与其他部门存在紧密的联系。各类型工具通过采购部门购
★来稿日期：2009-06—20
置，由数据管理员对新置工具进行编码并将信息登记入库；生产
加工过程中，工人向库存中心提出申请，由库存中心统一调用工
具；磨损了的工具由维修或研磨部门进行处理，并返回库存中心
重新进行入库；工具报废信息经统计后递交采购部门以形成新的
采购计划。车间工具库存管理模型和工具在整个企业的使用流
程，如图1、图2所示。
图1车间工具库存管理模型
Fig．!Workshop tools inventory management model
万方数据
第4期 王于琳等：数字化车间工具库存管理系统研究 251
图2车间工具使用流程分析
Fig,2 Workshop tools used in process analysis
库存管理是—个动态实施的过程，如果能够为库存中心提供
一个实时有效的管理系统软件，及时进行安全库存预警，则可有
效避免生产过程中由于工具短缺导致的生产停滞。此外，研磨造
成参数变化及对应型号改变、工具出库与维修状态的详细跟踪等
企业生产管理中普遍存在而经常在以往系统中被忽视的问题，是
本系统设计时必须考虑的。
3系统总体结构设计
3．1系统环境
3．1．1硬件支撑
系统在数字化车间环境中使用，需要在厂房相关操作区域布
置搭建企业局域网、配备一定数量的计算机，以实现系统数据传
输、满足用户对系统的使用。此外，还需配备相应的辅助设备，实
现报表打印等功能。
3．1．2软件支撑
传统C／S结构需要特定软件支持系统运用，而B／S模式的前
端以TCP／IP协议为基础，企业内的www服务器可接受安装了
Web浏览器的Intemet终端访问。最终用户只要通过Web浏览
器，就可调用系统资源处理各种任务翻。系统采用B／S模式，不仅
简化了客户端，还减轻了系统维护与升级的成本和工作量，从而
降低了总体成本。另外，利用Intemet技术可实现本系统与企业
其他管理系统(如CAPP、ERP等)的集成。
系统所采用的Oracle数据库自9i版本开始，已具备面向对
象的功能，支持类、属性等概念，采用该数据库作为本系统的数据
支撑层，有助于处理复杂嵌套关系的数据和复杂类型数据的查
询，提高数据库之间的访问速度，有效检测和解决冲突14t。
系统的通信接口层采用基于．NET平台和．NETFramework基
础的ADO．NET技术对底层数据进行连接。ADO．NET包括．NET
数据提供程序和DataSet两个核心组件。系统在开发设计中，通
过OracleConnection连接Oracle数据库，使用OracleCommand执
行SQL语句完成数据查询、添删、修改，采用OracleDataReader
读取用户已注册信息以避免莺复注册。另外，c样．NET作为目前被
广泛使用的面向对象编程语言之一，具有跨平台、分布式、解释
性、可移植性等特点，使系统的实现更加安全、可靠。
3．2系统体系结构设计
系统从总体结构￡可划分为用户界面助能模块层、通信接
口层、数据支撑层三个层面，如图3所示。系统通过用户界面叻能
模块层与用户进行交互，通过通信接口层访问后台数据库，实现对
底层数据的连接、查询、调用和暂存，通过数据支撑层由系统管理
员对数据进行维护，以保障功能模块运行时的数据共享和调用。
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ADONET + ADONET
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用户界面，
坍能模块层
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图3系统总体结构图
Fig．3 Overall structure
3．3系统功能结构设计
系统为各部门均提供工具与生产厂商基本信息的查询，为库
存中心提供工具出入库管理、安全库存预警、借出跟踪，为维修、研
磨部门提供相应工作的管理，为采购部门提供报废工具统计等功
能。综合实际需求，系统各模块的功能设置，如表1所示。
表1系统功能对应表
Tab．1 System function mapping table
企业部门 功能模块
各个部门
库珂字中心
维修部门
研磨部门
采购部门
_T具信息查询
制造商信息浏览
个人信息维护
工具出入库与报废管理
安全库存预警
相关统计报表
工具维修信息统计
工具维修信息更新
相关统计报表
工具研磨信息统计
工具研磨信息更新
相关统计报表
工具报废信息统计
系统功能模块设置，如图4所示。
图4系统总体功能模块图
Fig．4 System function module ehart
(1)基本信息查询模块：提供工具参数与供应商信息的查询。
(2)基本信息管理模块：实现工具参数、供应商信息、部门信
息、用户权限等信息的管理(增、删、改)。
(3)库存管理模块：集合了工装、维修、研磨、报废四个库存管
理子模块，提供工具出入库操作、实时库存鼍计算、库存操作记录
等功能，对工具的状况和库存信息实现动态管理，是系统的核心
模块。
(4)维护与报废工作管理模块：接受工具维护和报废处理的申
请，自动生成工作单据编号，辅助相关工作人员对工作进行管理：
万方数据
252 机械设计与制造
No．4
Apr．2010
(5)工作统计模块：提供工具型号、时间、人员等多条件查询
和统计，有利于相关部门跟踪工具出库情况、调查工具使用寿命、
监督工作进展等。
3．4编码体系设计
一般企业所采用的工具编码方法均为纯数字形式，这种方法
使用简单，易于计算机存储，但不够直观。为了便于使用且利于识
记，系统建立了如下的编码方案15-71。工具编码采用数字与英文字
母相结合的三位代码系统：第一码位采用工具类别缩写三位字 图5工具库存信息显示区
母，第二码位采用两位数字描述工具一级型号特征，第三码位采 Fig．5 Tools that inventory
用三位数字作为二级型号信息特征数。如工具CYLINDRICAL 库管员在对研磨返回中心的工具执行入库操作时，需指明入
CUTHNG TOOL：全名所属类别为切削刀具CUTLER，型号 库方式(原型号、变型号)，并在页面相应位置勾选原型号、变型号
EB40，无下属分类，为其编码CUT40001。工作单据编号，采用字 所属的行位置。
母“WX","YM”作为工作单据标识，将库存中心将工具发往相关 本系统提供维修、研磨部门管理工作的功能模块。监督人员
部门的时刻作为编码的另一成分。如某型号的工具维修}}j库时刻 选择对象信息并补充该工作的负责人及完工日期信息，系统自动
为14：50：23，信息位于页面第5行，则自动生成单据编号WX： 记录并完成工作记录的更新。如图6所示，工作信息也可按照多
14：50：23：5。由于具体到秒和行位置，该编码具有唯一性，同时， 种条件分别进行存询和统计。
满足识别性、操作性等编码要求，利于工作管理。
4数据库设计
阶段先后完成了数据库的需求分析、概念结构设计、逻辑结
构设计、物理结构设计及调试与维护。在概念结构设计中，确定了
企业各部门人员与其涉及的数据信息为一对多的关系；在物理结
构的数据存储结构设计中，建立了工具基本信息、用户信息、企业
部门信息、供应商信息、工具库存信息、维修信息、报废信息等多
个表并确立了其各自间的联系。库存信息记录表，如表2所示。
表2库存信息记录表
Tab．2 Inventory records
5系统实现
系统将用户划分为数据管理员、工人与工艺员、库管员、维修
员、研磨员五种身份，通过系统登录进入的主界面导航树的不同
内容控制其访问权限。
工具库存状态在页面相应区域实时显示，如图5所示。系统
对工具现有库存量及其安全库存要求数量进行比较，对低于安全
库存的工具，自动改变行背景色，实现预警。
图6维修下作统计结果
Fig．6 Maintenance work
6结论
系统在需求分析阶段研究了并建立了统一的工具库存管理
模型，完成了系统体系结构设计与功能结构设计。研究了ADO．
NET数据库访问技术的应用以实现系统与数据库数据的连接。
研究了现行工具分类编码结构与实例，结合实际情况，设计了本
系统的工具编码与工作单据编号方法。建立了Oracle9i数据库系
统并优化了数据存储。运用C#．NET开发工具，设计实现了基于
Web的工具库存管理系统。
系统满足了多类型工具库存信息数字化管理的需要，编码体
系符合最佳编码设计原则，提高了系统的人机交互性，各个功能
模块的设置更加细致全面且考虑了与企业其他管理系统的兼容
性，为企业生产实现数字化管理提供了有利帮助。
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万方数据
数字化车间工具库存管理系统研究
作者： 王于琳， 李进兰
作者单位： 王于琳(北京理工大学,工业工程实验室,北京,100081)， 李进兰(山东科技大学,机械电子工
程学院,泰安,271019)
刊名： 机械设计与制造
英文刊名： MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE
年，卷(期)： 2010，""(4)
被引用次数： 0次
参考文献(7条)
1.达世亮.论刀具管理[J].工具技术,2005(5)
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jxsjyzz201004103.aspx
授权使用：沈阳工程学院(sygcxy)，授权号：b4b6f80d-c32a-44aa-b12f-9e410161b166
下载时间：2010年12月3日
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