复合材料MES易变质材料管理系统研究与开发

lihuolin958

   目前复合材料在飞机上的应用日益广泛，各种先进的飞机都与复合材料的应用密不可分，复合材料在飞机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。构成这些复合材料的物料中有一部分属于易变质的材料，它们因其特殊性，对保管条件、质量控制和生产使用条件等都有着很严格的要求。所以对这些材料进行严格有效的管理和质量控制，对保证最终复合材料制件的质量是十分必要的。

    当前航空制造企业各车间都在积极推进信息化建设，以提高其管理水平和生产管理效率。制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)是位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统。车问物料管理是MES的一个重要的模块，它贯穿车间生产运营的全过程，是车间生产管理的一个重要部分。

    自20世纪60年代以来，易变质材料的管理就受到了国内外学者的广泛重视。到目前为止国内外关于易变质材料管理的研究主要是就易变质材料的库存决策方面开展的，已有文献针对飞机复合材料车间生产计划调度以及复合材料构件设计、分析和制造数据集成等方面展开研究，而从应用角度来看，针对易变质材料的管理的具体要求方面的介绍并不多。本文在对航空复合材料MES中易变质材料管理模式研究的基础上，建立了易变质材料的库存管理系统模型，并根据易变质材料管理的需求开发了相应的各个功能子模块。

1 易变质材料存储管理的特点和要求

    目前航空制造企业复合材料车问的易变质材料主要有环氧预浸料、增强胶膜和发泡胶膜等，它们在使用中通常要经历纺布、剪裁、铺叠、固化、检验、切割和装配等工艺流程。这些材料由于自身的微观结构特点，决定了其性能与温度有十分密切的关系，要保证这些材料的质量及一定时问的有效使用期，就必须在低温条件下运输和储存。综合起来，易变质材料存储骨理主要有以下的特点：

    a.材料外置时间管理。

    易变质材料要求在低温条件下进行运输和储存，但也不是绝对的，只要常温条件下放置时间不太长，其性能基本不受影响。因此，每一种易变质材料都有一个允许在超过规定的储存温度下进行放置的时间上限，称为允许外置时间。易变质材料通常是在常温或室温条件下进行厂内搬运和使用的，因此必须记录易变质材料在常温或室温条件下的放置时间并进行累计，当累计的外置时间超过材料的允许外置时间时，材料的质量就不能满足要求了，必须进行报废处理。在实际生产过程中，是采用倒计时的方法，即通过扣减允许外置时间得到剩余外置时间来实现的。扣减剩余外置时间有如下几种情形：

    (1)材料出入库。材料取出时需记录出库时间，材料放回冷冻库时要记录入库时间，材料的剩余外置时间需扣减从出库到再入库的这段时间。

    (2)冷冻库超温。冷冻库空调发生停机或故障时，冷冻库温度会超出材料规定的存储温度，此时也需对材料的剩余外置时间进行相应扣减。

    b.材料外置次数管理。

    在复合材料车间的易变质材料中有一部分材料置于存储温度范围外的次数是有一定限额的，称为允许外置次数。当这部分材料的存放温度超出其存储范围时，需要对允许外置次数进行扣减，才能得到剩余外置次数，当剩余外置次数为零时材料需进行报废处理。

2 易变质材料管理系统的设计

    根据上述的易变质材料管理模式，结合有关文献的介绍，采取了如下针对易变质材料的管理方式：

    a.易变质材料库房管理员根据生产调度室给出的生产计划制订物料的领用计划，并开领用单，凭此单据去总库领取物料并办理入库，材料由于从总库取出到办理入库的过程通常是在室温下进行的，所以入库时还需对其剩余外置时间进行相应扣减；对于部分入库材料由于其存放于大包装中不方便使用，还需要对其进行分包处理，将其分成若于个小包装存放，以方便生产工段领用。

    b.生产工段根据加工任务开领料单，然后至库房领取材料，库房对其办理出库。由于易变质材料的包装特点，工段通常取出的是整包装的物料，使用后将使用剩余的物料归还库房，系统需要对剩余外置时间、剩余外置次数及物料库存进行更新。

    c.当库房冷冻设备管理人员告知冷冻库温度发生异常时，系统需依据各个物料的存储规则对在库物料进行盘点，扣减超温材料的剩余外置时间。

    d.材料在使用中需记录其使用情况，使系统能根据材料查询出其所使用的具体的某件产品，也可以根据产品查出其具体使用的材料，从而实现物料的跟踪和查询。

    e.由于冷冻库中材料种类繁多，需要及时将剩余外置时间和次数不多并且快到保质期的材料优先出库，以减少因其过保质期等而造成的不必要的报废，这就需要对在库材料进行报警提醒，以便冷冻库管理员及时了解库房材料情况，妥善安排材料的使用。同时，对外置时间和外置次数均在规定范围内而保质期超过一定时间的材料，为确认其在保存期间性能是否有较大的变化，需要定期对这些材料进行性能复验。若所有复验项目全部合格，则其低温保管期可延长一定时间。否则，如有任一复验项目不合格，则该批材料报废。

    f.库房管理员定期对冷冻库进行盘点，对与账面不符的物料进行虚拟出入库操作。

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