基于UCML的建材生产经营管理系统的设计与实现

张凤芝 栾桂勇 沈娜 汪卫东 陈学辉

【摘要】生产信息化建设是现今企业管理的必然趋势。本文提出了一种基于UCML的生产经营管理系统用于建材公司的企业管理。该系统以UCML开发平台为基础，利用SQL Server管理系统数据库，采用射频识别技术进行实时数据采集。实验结果表明，该系统能够实现建材公司各类生产信息的综合管理，全面反映企业生产动态，大幅提升了建材公司的工作效率。

【关键词】生产管理;数据库;UCML;射频识别

1.引言

随着计算机技术的飞速发展，企业的生产经营方式已从人工操作模式逐渐转为信息化管理模式。应用信息技术，生产经营信息化建设已成为企业获取竞争优势的最终选择，也是企业经营现代化的主要标志。针对车间信息化建设问题，MES（Manufacturing Execution System）制造执行系统应运而生[1]。MES系统能够将企业的控制信息和生产环境紧密连接起来，从而有效地指导企业生产计划和流程的顺利完成。近年来，欧美日等发达国家十分重视MES系统技术的研究和开发。1992年，美国成立了MESA国际协会用于推广MES技术及MES产品，并形成了以MES为基础的软件产业[2]。MES技术的使用，为制造行业的迅速发展提供了有力保障[3]。

焦家金矿建材公司目前的生产经营主要采用人工管理方式，不仅无法有效地利用现有自动化系统数据，而且存在人工管理效率低、成本高的缺陷，不能很好地支持公司的决策分析。针对这些问题，本文提出了一种基于UCML的建材生产经营管理系统，用于建材公司的企业管理。该系统是一种小型专用的MES系统，针对建材公司整个生产流程的专有特点设计实现。综合企业现有的监控平台系统，该系统为建材企业打造了一个全面可行、扎实可靠的生产协同管理平台，全面反映了建材公司的生产动态，而且大量地节约了人力、物力，达到大幅提高建材公司综合管理水平的目的。

2.系统技术方案

该系统基于UCML企业级应用框架平台for ASP.NET作为开发工具，结合SQL Server数据库管理系统，采用B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）结构设计，利用射频识别技术进行数据采集，充分利用了建材公司现有的网络资源，具有高灵活性、高可靠性以及可扩展性的特点。本系统不仅能够解决企业地域广、应用分散等问题，而且可以实现远程管理和移动办公，为企业的生产经营管理提供了方便。

UCML应用框架开发平台（简称UCML平台）[4]，是一个面向框架、面向服务、面向套路的快速开发平台。UCML开发平台基于.NET体系，直接生成c#源码。开发平台涵盖了一个WEB应用系统业务开发的全过程。系统采用的B/S结构，运行维护比较简便，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式访问和操作共同的数据[5]。

系统实时数据采集采用射频识别技术（RFID， Radio Frequency Identification）实现。射频识别[6]利用无线电通讯信号来识别特定的目标，同时读取目标中所包含的相关数据。RFID技术实现了非接触式识别，可以不受天气等恶劣环境的影响准确地阅读目标标签，并且数据读取速度极快，提高了数据采集的速度和准确性。

3.系统设计

3.1 系统总体设计

建材生产经营管理系统以UCML为开发平台，SQL Server为数据库管理工具，充分利用了建材公司现有的网络资源。通过汇集建材公司的地磅、原料进厂、配料系统、半成品生产、产品销售、设备巡检维修等一系列生产一线数据，完成了基础数据管理、地磅管理、质检管理、生产管理、库存管理、销售管理、设备管理、数据智能分析等功能。

生产经营管理系统实现了公司原材料入库、质检、半成品生产、配料自动化系统、库存、销售和设备一体化等过程的全流程管理。在质检取样、原料进厂管理中，该系统与地磅系统进行了无缝对接，并对生产产品的物料库存理论数据与实际仓储数据进行跟踪和分析统计。同时，系统能够自动分析峰、谷、平的用电数，并汇总到生产流程段，从而更好地控制生产能源消耗。通过对销售情况的统计，积累各客户产量需求的真实趋势以指导生产计划及原料采购计划的合理制定。

3.2 系统数据库设计

根据建材公司的实际业务需求，需要对系统的数据库进行设计。本文设计的系统基于SQL Server 2008实现系统数据库的管理，将空间信息映射到关系模型中，应用SQL Server数据库管理系统，将概念数据库转换为空间2维表的数据库模式，实现对空间信息关系模型下的管理，以及与其属性信息的统一管理。

建材业务主要分为四个模块：质检、生产、销售和设备，而系统四个模块所管理的数据库表也是相对独立的，如下所示：

（1）质检管理

取样表、检验结果表、复检结果表。其中取样表与检验结果表是多对一关系，检验结果表与复检结果表是一对一关系。

（2）生产管理

配料日报表、料仓料位表、进仓原料表、干矿渣出库表、月末干矿渣表、期末结存表、物料出库表、产品入库表、结账管理表。

（3）销售管理

销售出库表、转帐单表、发票管理表。其中，销售出库表与转账单表是多对一关系，转账单表与发票管理表是多对多关系。

（4）设备管理

设备台帐表、开车时间表、巡检记录表、设备维修记录表。其中设备台账表与设备维修记录表是一对多关系。

3.3 系统各模块设计

（1）质检模块设计

质检模块的主要功能是：将供货商送样信息、各原料来料取样信息、产成品取样信息及各种样品的化验检验数据录入信息系统，并对上述数据进行合格率分析，达到化验检验数据的实时传递，从而使得各级管理人员对化验检验数据的掌握更加及时、准确，最终达到有效地控制原料供货质量和产成品质量的目的。

（2）生产模块设计

生产管理模块是本系统的重点模块，主要管理原料及产品的入、出、存，对自动化系统的数据与实际数据进行对比分析，并给出配料各系统的统计报表及各种台帐。该模块可以优化管理建材产品的整个生产过程，利用实时的准确数据对车间的生产流程进行有效指导。通过进出存管理，使得仓库物料存放由原先的杂散模糊变得更加透明规整。通过系统指导，仓库的信息管理更加及时准确。统计分析得出的生产报表为生产决策提供更为可靠准确的生产数据，可以帮助企业更好地管理生产过程，提高了生产效率。

（3）销售模块设计

销售管理模块以基础资料管理为起点，通过地磅管理、提货通知管理、销售出库管理、销售发票管理、运费发票管理六大过程，完整体现了建材公司的产品销售过程管理。该模块能够真实体现并灵活管理销售商品库存，使销售部门及时掌握并控制产品的销售情况。通过建立全面的销售管理数据仓库，为销售管理人员分析客户、价格及销售业绩提供了方便。

（4）设备模块设计

设备管理，是本系统相对独立的模块，其主要功能分为以下几部分：设备台帐管理、开车时间管理，设备维修审批单，设备维修明细，日常巡检记录。该模块使得企业的各类大型设备及与设备有关的各类信息更可视化、系统化，设备管理员通过该模块可以充分掌握生产设备的使用状况，使得生产资源得到高效运作。

（5）系统接口设计

地磅系统采用RFID技术进行进销货车辆的数据实时采集，采集的数据存储于地磅系统的目标数据库中。系统可以在车辆行进过程中动态采集电子车牌信息。通过RFID卡自动调入所对应的车号、司机、货物名称、供货单位和收货单位等信息。

由于地磅系统与其余系统之间信息不能够共享，从而形成了“信息孤岛”问题。而质检管理和销售管理两个子系统均需要读取地磅系统采集的车辆装载数据，因此只有解决信息孤岛问题，才能实现各个子系统之间的信息共享。本文采用OLEDB数据访问接口来实现质检和销售系统对地磅系统数据库的访问。OLEDB是一个可以连接不同数据源的战略性的低级应用程序接口，具有开放数据库互联（ODBC， Open Database Connectivity）的功能，也可以连接其他的非SQL数据类型。通过集成地磅数据采集系统，在生产经营管理系统中利用OLEDB接口同步得到计量数据，实现了原料进厂和产品销售信息的自动化管理，并提高了数据采集的准确性。

4.系统应用

建材生产经营管理系统可以监控建材公司从原料进厂到产品销售的全部业务流程，记录产品原材料的检测信息、设备使用信息、产品进销存信息以及生产过程中每个工序的人员、生产时间等信息。该系统通过数据采集并加以分析，最终以统计报表的形式实时呈现各生产模块的工作进度，使得建材公司的整个生产流程透明化。建材生产经营管理系统为建材企业带来的好处包括：优化了企业的管理模式，强化了生产流程的控制和管理;提升了企业各部门协同办公的能力，节约了生产成本并提高了企业的工作效率;企业生产数据的统计分析更加及时、准确，降低了干扰，使企业管理更有据可循;实时掌握设备的运行信息，使得设备维护部门能够及时地发现并解决问题。

5.结论

本文提出的建材生产经营管理系统是一个面向建材企业生产实时信息和管理技术的系统，该系统采用RFID射频识别技术进行实时数据采集，利用SQL Server管理系统数据库，不仅可以跟踪建材的质检、生产和销售流程，管理原材料和产品的库存情况，而且系统各模块生成的统计报表为企业各部门的管理决策提供了实时、精确和可靠的生产数据，达到了优化生产经营管理过程的目的。系统应用测试结果表明，综合现有的监控平台系统，该生产经营管理系统可以大幅提高信息处理的速度和准确性，提高管理人员的生产力，帮助企业节约成本，提高产品和服务质量，达到降本增效和提升企业核心竞争力的目的。

参考文献

[1]McClellan M.Applying Manufacturing Execution Systems[M].CRC Press.1997.

[2]MESA International.The Benefits of MES：A Report from the Field[R].MESA International White Paper Number 1，1997.

[3]饶运清，李培根，李淑霞，等.制造执行系统的现状与发展趋势[J].机械科学与技术，2002，21（6）：1011-1015.

[4]余峰，谭毓安，王春波.基于UCML的软件开发的研究[J].电脑与信息技术，2004（06）：19-22.

[5]张树亮，李超.ASP.NET 2.0+SQL Server 网络应用系统开发案例精解[M].北京：清华大学出版社，2006.

[6]徐济仁，陈家松，牛纪海.射频识别技术及应用发展[J].数据通信，2009（01）.

作者简介：张凤芝（1965—），女，山东聊城人，山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿高级工程师，研究方向：信息化与自动化。