Автоматизированная система управления подготовительно раскройного производства швейной фабрики

министерство образования и науки  РФ

пермский государственный технический университет

 

министерство образования и науки  РФ

пермский государственный технический университет

 

 

Согласовано

Ответственное лицо со стороны заказчика

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 г 

утверждаю

Ответственное лицо со стороны разработчика

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 г

 

НАИМЕНОВАНИЕ СИСТЕМЫ

 

Автоматизированная система управления подготовительно раскройного производства швейной фабрики

 

Эскизный проект№23

Листов «_____» 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2008 год

 

 

Согласовано

Ответственное лицо со стороны заказчика

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 г 

утверждаю

Ответственное лицо со стороны разработчика

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 г

 

 

 

 

НАИМЕНОВАНИЕ СИСТЕМЫ

 

Автоматизированная система управления подготовительно раскройного производства швейной фабрики

 

Эскизный проект

Лист утверждения №23

 

Листов _____ 

Согласовано

Ответственное лицо со стороны заказчика

___________________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г

Ответственное лицо со стороны заказчика

__________________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г 

Представители предприятия-разработчика

Руководитель предприятия

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г

Начальник отдела

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г

Руководитель разработки

____________________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г

Исполнитель

____________________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г

Нормоконтроллер

_______________ / _______________

« ___ » __________________ 200 ___ г

Пермь 2008 год 

Содержание

 

 

 

Введение

Полное название информационной системы:

 

Автоматизированная система управления подготовительно раскройного производства швейной фабрики

 

Обозначение информационной системы: АСУ ПРП ШФ

 

Основания для разработки

Основанием для разработки является: Заказ на разработку системы.

 

Общие сведения О СИСТЕМЕ

Автоматизированная система управления подготовительно раскройного производства швейной фабрики:

 

Разработчик:    студенты группы АТПП-05

Волков А.А., Бураков М.Е., Екимова А.О.

Заказчик: доц. Кафедры МСА Трусов А.В.

 

   Основанием для разработки является: Заказ на разработку системы

 

Начало работ – 01.11.2008 года.

Окончание работ – 01.03.2009 года.

 

 

   Результаты работ, оформленные в соответствии с требованиями ГОСТ, предоставляются заказчику по каждой из стадий разработки системы с подтверждением за подписью заказчика. За месяц до окончания сдачи системы в эксплуатацию, система в полном объеме в соответствии с перечнем поставляется заказчику и вводится в тестовую эксплуатацию.

 

 

 

ОбСЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТА

 

Обследование существующего объекта (предметной области)

Сбор детальной информации о предприятии

Выполнено на основании подборки документов № 6-43-91 Пермский ЦНТИ

 

На предприятии используют следующие устройства и приспособления:

 

- Электроштабеллеры  ЭШПВ-0,5

- Устройство для настилания  рулонных материалов

- Приспособление для раскручивания  рулонов ткани

- Механизированный промерочный  стол

- Приспособление для обрисовки края лекал

- Промерочно – браковочный стол

- Установка для размотки ткани

- Стол для настилания ткани

- Механический пресс для пробивания  отверстий в лекалах

- Кронштейн для подвески лекал

- Лекалорезка

- Тележка для накопления и  размотки рулонов ткани

- Стенд для перемеривания тканей

- Установка для подъема и  размотки рулонов ткани

- Приспособление для прокола  настила ткани

- Машина для резки материала  на мерные куски

- АРМ «Анализ раскроя»

 

Схема предметной области

   Схема подготовительно-раскройного производства швейной фабрики в формулировке методологии IDEF0 представлена в Приложении «Диаграмма  IDEF0 рус.». Глубина декомпозиции объясняется уровнем детализации описания предметной области в первичных источниках.

 

Организационно-управленческая структура предприятия

  Схему организационно-управленческой структуры производственного подразделения до внедрения системы четко определить не представляется возможным в связи с отсутствием данных. Создаваемая система  затрагивает работу следующих служб: отдел планирования предприятия в целом, отдел снабжения, отдел АСУ (на данном участке производства создается «с нуля»), управление производством (технологи).

 

Изменения в организационной структуре предприятия:

Изменения в работе отдела планирования:

1. Склад хранения разбракованного материала исключается из технологической цепочки, что ведет к уменьшению необходимых для производства площадей, либо их переориентации под другие нужды.
2. Исключается простой некоторых единиц оборудования в случае недозагрузки производства
3. Исключается задержка между этапами настиланием и раскроем материала, что объясняется высокой производительностью автоматизированного оборудования и возможностью быстрого выполнения заказа швейного цеха на детали кроя.

   Перечисленные и другие  изменения необходимо учитывать при планировании в условиях нового производства. Процедуры работы отдела планирования дополнятся операциями по работе с информаций выдаваемой автоматизированной системой, для чего необходимо обучение персонала отдела новым операциям и при необходимости реорганизация всей процедуры планирования в связи с изменением информации, на основе которой формируются решения.

Изменения в работе отдела снабжения:

1. Автоматизированное производство необходимо обеспечивать высококачественным материалом, поэтому необходим поиск новых поставщиков материалов, использующих автоматизированные системы и технологии для сведения к минимуму доли бракованного исходного сырья (рулонов ткани)
2. Новое производство создает новые потребности, в связи, с чем необходим поиск поставщиков и налаживание связей с компаниями, обеспечивающими необходимым для работы новых автоматизированных комплексов и доп. Оборудования ресурсами и деталями.

   Отдел снабжения также  получает информацию, обрабатываемую  автоматизированной системой о качестве, проценте брака получаемого материала, на основе данной информации можно прослеживать от какого из поставщиков идет бракованный материал и какими средствами можно уменьшить процент брака и отходов на производстве. Система будет обеспечивать необходимые механизмы, обеспечивающие её интеграцию с MRP системами предприятия, если таковые имеются, либо планируются для внедрения.

Отдел АСУ:

   Как можно судить из  первичных документов отдела  АСУ на данном участке производства  не было. Созданием отдела АСУ занимается соответствующая служба предприятия на основании рекомендаций разработчика автоматизированной системы. В разделе 4.1.2 Технического задания на проектирование автоматизированной системы содержаться требования к квалификации персонала отдела АСУ. Для вновь создаваемого отдела потребуется:

1. Персонал (раздел 4.1.2 «Технического задания»)
2. Обучение работе с системой (Выполняется силами разработчика системы и при поддержке поставщиков и производителей оборудования) для приобретения необходимых навыков по работе с системой
3. Составление должностных инструкций (Выполняется силами разработчика при поддержке кадрового отдела предприятия)
4. Выделение рабочего пространства (Ведется силами отделов предприятия – заказчика при участии разработчика). Необходимо формулирование требований к рабочему пространству отдела, в соответствии с нормами по охране труда.

   Желательно подбор персонала  осуществить перед началом монтажа  и пуска-наладки системы, для детального  ознакомления со всеми особенностями будущего объекта в составе рабочей группы. Также необходимо обеспечить участие  отдела в процессе работы поставщиков оборудования и ПО.

Отдел управления производством:

В связи с полным переоснащением и реорганизацией производства работа отдела, его функции, обязанности и т.п. изменяются полностью. Новые обязанности связаны с:

1. Введением в эксплуатацию совершенно  нового оборудования, что ведет в изменению всех процессов производства, понимание принципов и механизмов работы которых необходимы для членов отдела.

2. Перепланирование производственных площадей, в связи с исключением из технологической цепочки множества операций и приспособлений

3. На основе изучения операций  и информации о габаритах оборудования  можно сделать вывод о возможности  сочетания участков подготовки и раскройки в рамках одного помещения, что приведет к освобождению целого здания, увеличению производительности и скорости реакции на потребности швейного отдела. Поэтому необходима выработка решения по вопросу  переоснащения, сдачи в аренду, либо продажи освободившихся площадей.

Полная реорганизация отдела управления производством связана также с компьютеризацией отдела и автоматизации многих операций, в частности имеется возможность интегрирования системы с будущей или действующей «системой Управления ресурсами предприятия» (ERP - системой). Организационное обеспечение производства выходит за рамки рассматриваемых процедур, но унифицированные интерфейсы системы позволяют интегрировать ее с любыми другими системами и обеспечивают неограниченную масштабируемость.

 

 

 

Изменения численности рабочего персонала:

Таблица, показывающая численность персонала в существующей системе и численность после внедрения и реорганизации производства (по участкам)

Участок (отдел)	До внедрения		После внедрения
	Должность	Кол-во	Должность	Кол-во
Участок настилания
Участок раскройки
Участок приемки
Участок хранения
Отдел АСУ
Планировщик

 

 

 

Определение операций в существующей системе

Построение операционных диаграмм существующей системы

Описание объекта с точки зрения аналитика было приведено в приложении к ТЗ в виде диаграмм IDEF0.

Описание операционных диаграмм существующей системы управления объектом выполнено с помощью методологии IDEF3:

(Диаграммы находятся в приложении и поименованы в соответствии с названием операции, для процессов, не поддающихся описанию, приведено пояснение)

Прием и хранение материала: Приложение к ЭП

Разбраковка измерение длины и ширины материала: Приложение к ЭП

Хранение и транспортирование разбракованного материала:

   Разбракованный  материал хранят поштучно на  полочных стеллажах. Поштучный способ  хранения, при котором каждый кусок храниться отдельно, в определенном месте, улучшает условия подбора материала в настилы. Горизонтальное перемещение тележек марки ТПП с рулонами материалов и подъем их до требуемого уровня осуществляется штабеллером.  Перекладывание рулонов с тележки в ячейку, выполняют вручную. Ярусы и ячейки стеллажей нумеруются.  НА обратной стороне паспорта куска указывают номер ячейки стеллажа, в которой находится рулон материала. Материалы должны храниться в сухом проветриваемом помещении на расстоянии не менее 1м. от отопительных приборов.

 

Подача материала в раскройный цех: Приложение к ЭП

Зарисовка раскладки лекал: Приложение  к ЭП

Настилание материалов: Приложение к ЭП

Клеймение настила:

   Для правильности комплектования деталей их клеймят и маркируют в настиле с прикреплением или наклеиванием талонов, либо надписью мелом.

 

Определение расхода материала уложенного в настил: Приложение к ЭП

Раскрой материала: Приложение к ЭП

Нумерация и комплектование деталей кроя:

   Детали кроя  нумеруют на специальной Машине  ПМ3, прикрепляя талон с номером  к лицевой стороне детали. Детали  кроя подкладки нумеруют вручную  мелом. На всех деталях одного изделия должны быть одинаковые номера.

   Пачки кроя от  рабочих мест комплектовщиков  передают в зону нумерации  кроя ленточным конвейером или на тележках. Крой доставляют в зону хранения с помощью подъемно-транспортных средств.

Навешивание талонов  цветовой последовательности:

   Для обеспечения  определенной последовательности  запуска пачек кроя в производство  и для сопряженности прохождения пачек при параллельной обработке деталей рекомендуется внедрение цветовой последовательности. Используются талоны цветовой последовательности (3-5 цветов). Талоны нумеруют от 0 до 100. Все детали одной пачки снабжены талонами одного цвета и одного номера.

Хранение и транспортирование кроя:

   Скомплектованный крой хранят на многоярусных стеллажах, обслуживаемых с помощью напольного штабеллера, имеющего платформу для рабочего или напольных тележек.

Выписка маршрутных листов:

   Маршрутные листы записываются в подготовительном или раскройном цехе после оформление карты раскроя. По маршрутным листам на складе получают крой и передают его в швейный цех. Маршрутный лист сопровождает крой в процессе пошива.

Определение хранимых данных

К хранимым данным относиться:

- Номер штрих-кода рулона материала

- Дата прихода рулона на склад

- Дата расхода рулона на настил

- Информация о поставщике материала

- Информация о возможном браке  и дефектах

- Номер ячейки склада, хранящего  рулон материала

- Информация о качестве и  типе ткани рулона

- Информация о физических размерах  рулона материала (длина, ширина, толщина)

- Модели лекал и их раскладок  в виде файлов поддерживаемых  системами CAD.

 

Определение путей автоматизации

 

К автоматизируемым операциям следует отнести:

 

- Процесс контроллинга  материалов внутри производства

- Запись номера рулона материала  на маршрутном листе

- Подбор рулонов материала по требованию швейного производства

- Процесс настилания, промера, отрезки, прессования материала в настилы

- Процесс раскроя настилов и  маркирования деталей кроя

- Документооборот, затрагивающий  процессы приемки, выписки маршрутных листов, накладных и прочих документов

 

Многие из операций в процессе реинжиниринга исключены полностью.

 

К не автоматизируемым (ручным, механизированным) операциям следует отнести:

 

- Перемещение рулонов внутри производства, а также от складов до настилочного оборудования и раскройной машине

- Ввод некоторых данных в БД

 

 

 

 

 

Структурное проектирование системы

Логическое проектирование системы.

 

Результаты логического проектирования системы представлены в виде диаграмм IDEF0 (Для обобщенной логической схемы объекта) и DFD (Для декомпозиции всех функций обобщенной схемы).

 

  Обобщенная логическая схема объекта:

 

1. Прием рулонов материала:

2. Транспортирование на склад:
3.  
   3. Автоматический подбор подходящих рулонов:

4. Доставка материала к настилочному комплексу:
5.  
   5. Настилание материала:

6. Перемещение настила к раскройному комплексу:

 

7. Раскрой настила:

8. Комплектование деталей кроя:

 

Физическое проектирование системы управления.

 

1. Прием материала и отправка на склад:

Приходящий материал оценивается визуально приемщиком материала, который в соответствии с накладной заполняет форму, указывая ширину, длину, тип ткани, поставщика материала и т.п. Заполнение формы выполняется при помощи планшетного компьютера. После того как данные о рулоне отправлены в БД система отдает принтеру команду на печать. Принтер печатает на наклейку со штрих – кодом, в которой закодирована информация, позволяющая идентифицировать рулон материала в базе данных. Помеченный наклейкой рулон материала приемщик передает  оператору погрузчика, который нагружая постепенно вилы погрузчика, отвозит принятые рулоны на стеллажи склада.

После того как погрузчик выбрал ячейку, в которую следует поместить рулон материала он перемещает в нее этот рулон и при помощи планшетного компьютера заполняет форму, указывая в какой ячейке лежит рулон. После этого он считывает штрих – код при помощи имеющегося у него сканера, для того чтобы сопоставить информацию о месте хранения рулона с его идентификационным номером в БД.

 

2. Перемещение к настилочному комплексу, настилание и маркирование:

 

После того как при помощи автоматизированной функции подбора материала система сформировала указания на то, какие рулоны необходимо доставить к настилочному комплексу, оператор погрузчика снимает эти рулоны и отвозит к настилочному комплексу.

Оператор настилочного комплекса снимает наклейки с рулонов материала, одновременно считывая информацию при помощи терминала сбора данных. После того как вся информация штрих – кодов собрана он отправляет эту информацию на сервер нажатием кнопки на терминале. Система, получив эту информацию, формирует документ подтверждающий, что рулон израсходован в производство. Система в ответ посылает на настилочный комплекс информацию о том, какими параметрами должен обладать настил (длина, ширина, толщина).

После загрузки в настилочный комплекс рулонов происходит настилание. Одновременно с этим, маркирующее устройство, установленное на настилочной машине, помечает места для будущих деталей кроя (для их безпроблемной идентификации в дальнейшем). После того как настил готов он помечается штрих – кодовой наклейкой для его идентификации, скрепляется, погружается на тележку и отправляется к раскройному комплексу.

 

3. Раскрой и комплектование деталей кроя:

 

 

После того как оператор раскройного комплекса получает промаркированный настил он считывает информацию со штрих – кода. По данным на наклейке система посылает на раскройный комплекс модель раскладки лекал, то есть схему расположения деталей кроя.

Оператор загружает настил в раскройный комплекс и запускает программу. Раскройный комплекс в соответствии с присланной ему схемой расположения деталей раскраивает настил. Оператор удаляет остатки со стола и снимает детали кроя.

Пачки деталей кроя связывают или скрепляют специальными ремнями, укладывают в контейнеры и транспортируют на тележках в швейный цех. Пачки кроя от рабочих мест комплектовщиков доставляют в зону хранения швейного цеха с помощью электротележек.

Комплектовщик осматривает помеченные маркировочным устройством детали кроя на наличие дефектов и складывает их на полки стеллажа передвижной тележки, на которой они отправятся в швейный цех.

 

4. Взаимодействие сервера с хранилищем данных:

 

В современных условиях для взаимодействия пользователя и базы данных в подавляющем большинстве случаев применяется трехзвенная архитектура с «тонким клиентом». Наш случай не исключение, так как именно такая архитектура позволяет обеспечить когерентность данных и высокий уровень надежности. Хранилище данных в проектируемой системе располагается на сервере, оборудованном двумя высокопроизводительными жесткими накопителями, объединенными в единый массив RAID. В качестве схемы организации массива используется RAID 5 так называемое «зеркало».

 

 

На каждом участке устанавливается своя клиентская часть:

- клиент приемщика

- клиент подборщика материала

- клиент оператора погрузчика

- клиенты операторов настилочного  и раскройного комплекса

 

Выбор записей из базы данных происходит сразу с обоих копий, что обеспечивается средствами RAID 5 контроллера и удваивает скорость выборки записей. Механизм транзакций и журналирования обеспечивает когерентность и сохранность данных в случае коллизий возникающих в БД.

 

5. Передача данных:

 

Вся подсеть разделена на части:

1. ПК приемщика, ПК операторов погрузчика, принтер приемщика
2. Принтер оператора настилочного комплекса, терминал сбора данных оператора настилочного комплекса, настилочный комплекс, раскройный комплекс.
3. АРМ подборщика материала
4. Сервер

Все части подсети соединены с маршрутизатором. Первые две части подсети присоединены к маршрутизатору посредством маршрутизаторов беспроводного доступа.

6. Алгоритм Процесса подбора материала:

7. Связь отдельных подсистем между собой и связь с другими системами:

 

В разделе «Программно технические характеристики системы» данного Эскизного проекта приведено описание функций и связи с различными подсистемами.

Ниже приведена схема, а которой указаны основные подсистемы, а также показано как создаваемая система будет взаимодействовать с существующими или планируемыми к внедрению в будущем системами:

 

 

 

 

(Далее приведены наименования основных программных, технических средств и машин, необходимых к внедрению в составе автоматизированной системы или необходимых для выполнения отсутствующих ранее неавтоматизированных функций.)

 

1. Сервер Hyperion RS110 G2: Основные характеристики

Процессоры 1 AMD Phenom X4 Quad-Core 9650

Jбъем памяти: 4GB двухканальной DDRII667

Слоты расширения: 1x PCI

Встроенные контроллеры: 2 порта SATAII RAID 0-5

Оптический накопитель: CD-ROM

Kоличество дисков: 2 внутренних SATA диска

Емкость дисковой подсистемы: 1 TB

Сетевые интерфейсы: 2x Broadcom BCM5704C Gigabit Ethernet

Видеоконтроллер: ATI ES1000, 16MB

Интерфейсы Задняя панель: VGA, RS232, 2x RJ45, 2x USB, 2x PS2

Удаленное управление системой: Нет

Совместимые операционные системы (ОС): Microsoft Windows® Server 2008

Novell Open Enterprise Server

Red Hat Enterprise Linux 5.0

Sun Solaris 10

SuSE Linux Enterprise Server 10

Блок питания: 250 Вт

На базе данного сервера будет развернуто хранилище данных. Объема дискового пространства в 1Tb будет достаточно для хранения базы минимум на год. Встроенный контроллер RAID 5 позволит создать «зеркало» из двух дисков емкостью 500 Gb. Оптический накопитель позволяет устанавливать все необходимое ПО. Сетевой интерфейс Gigabit Ethernet позволит организовать запланированную скорость передачи данных. Набор всех необходимых интерфейсов, поддержка Windows Server 2008, низкое энергопотребление делает данный сервер идеально подходящим для создаваемой системы. 

2. Промышленный термотрансферный принтер Zebra S4M:

Разрешение:  203 dpi/300 dpi

Скорость печати:  6 дюймов/с (152 мм/с)

Интерфейс:  PS-232 порт, USB 1.1, Параллельный порт, Дополнительно в принтере могут быть установлены внутренняя сетевая Ethernet карта или карта для беспроводного соединения с принтером 802.11b.

Память: 4 MB Flash, 8 MB DRAM

Типы штрих кодов:  11,Code 39,Code 93,Code 128 ,UPC-A, UPC-E, EAN-8, EAN-13, UPC-A, Plessey, Postnet, Standard 2-of-5, Industrial 2-of-5, Interleaved 2-of-5, Logmars, MSI, Codabar, Planet Code, RSS

Благодаря поддержке стандарта 802.11, легкости, компактности и возможности печати до 5000 наклеек в день, использованию рулонов большого диаметра (увеличение запаса) данный принтер является подходящим для нашей системы.

 

3. Настилочный комплекс Gerber XLs 50

- XLs50 имеет простой  дружественный, легкий в усвоении  графический интерфейс пользователя Доступные языки: Испанский, упрощенный Китайским и Английским

- Низкая стоимость установки, обучения и других одноразовых затрат. Минимальные затраты на запчасти и оплату рабочей силы.