獨(dú)立制造島是一種以數(shù)控機(jī)床為核心，由多臺(tái)機(jī)床組成的、并具有一定的自動(dòng)性和封閉性的制造系統(tǒng)。分布式數(shù)控和工況數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是獨(dú)立制造島的重要組成部分。

在獨(dú)立制造島中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、作業(yè)計(jì)劃編制和生產(chǎn)調(diào)度以及物料管理，提高技術(shù)準(zhǔn)備工作的效率和物料流及信息流的合理性和連續(xù)性。獨(dú)立制造島的生產(chǎn)組織形式可通過(guò)適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)接口與其他系統(tǒng)進(jìn)行連接，擴(kuò)充成一個(gè)整體化的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。

采用獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式的車(chē)間，要按照成組技術(shù)的原則，將零件劃分為制造族，在島內(nèi)僅完成某特定零件族的加工。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將數(shù)控編程系統(tǒng)、各制造島內(nèi)的CAPP、車(chē)間作業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)等在車(chē)間范圍內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，建立車(chē)間生產(chǎn)管理和控制的集成環(huán)境。

1.車(chē)間生產(chǎn)管理和控制原理

本文對(duì)車(chē)間生產(chǎn)管理、控制系統(tǒng)以及獨(dú)立制造島的分析、討論，是以天津液壓機(jī)械(集團(tuán))有限公司的泵體加工為背景。該公司生產(chǎn)的泵類(lèi)系列品種廣泛，其泵體加工屬中小批量、多品種生產(chǎn)類(lèi)型。本文在原泵體加工生產(chǎn)線的設(shè)備條件下，按獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式，提出如圖1所示的機(jī)床布局方案，在該島內(nèi)完成泵體加工所需的各種工序。采用該種布局方案明顯改善了物料流。

車(chē)間生產(chǎn)管理和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。首先，車(chē)間生產(chǎn)管理系統(tǒng)接受MRPⅡ系統(tǒng)下達(dá)的加工任務(wù)信息或直接輸入加工任務(wù)信息，并從設(shè)計(jì)部門(mén)的CAD系統(tǒng)調(diào)入零件技術(shù)圖紙。然后，生產(chǎn)管理系統(tǒng)根據(jù)成組技術(shù)的原則將零件分類(lèi)、編碼，并按照零件分類(lèi)、編碼的情況，將加工任務(wù)分配給相應(yīng)的制造島。最后，在車(chē)間及相應(yīng)的制造島內(nèi)完成工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、作業(yè)計(jì)劃編制等，并生成、打印各種工藝文件。在系統(tǒng)方案中還包括相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如加工任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、車(chē)間(制造島)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、工藝方案數(shù)據(jù)庫(kù)、在制品數(shù)據(jù)庫(kù)、排序方案數(shù)據(jù)庫(kù)、工廠日歷數(shù)據(jù)庫(kù)等。

在車(chē)間生產(chǎn)管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)采用Windows NT Server 4.0，工作站采用Windows 95，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用FoxPro 5.0 for Windows，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言采用Borland C++5.0 for Windows。圖3為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

2.獨(dú)立制造島作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則

采用獨(dú)立制造島生產(chǎn)模式的車(chē)間，將車(chē)間作業(yè)計(jì)劃進(jìn)一步分解成各個(gè)獨(dú)立制造島的作業(yè)計(jì)劃，車(chē)間生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃及實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)研究、開(kāi)發(fā)的工作轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立制造島作業(yè)計(jì)劃及實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)。其目的是：

(1)保證工期、按時(shí)完成所接受的任務(wù)；

(2)提高制造過(guò)程的柔性和完成“急件”任務(wù)的應(yīng)變能力；

(3)減少庫(kù)存。

獨(dú)立制造島作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則是指。通過(guò)給定加工點(diǎn)次序的規(guī)則，確定一隊(duì)加工任務(wù)，可采用優(yōu)先權(quán)規(guī)則作為作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則。一隊(duì)加工任務(wù)按優(yōu)先權(quán)的次序進(jìn)行加工。一項(xiàng)任務(wù)完成后，就將其納入加工路線中的下一個(gè)加工點(diǎn)的任務(wù)隊(duì)列中，成為下一加工點(diǎn)的機(jī)床負(fù)荷[3，4]。

對(duì)于泵體制造島作業(yè)計(jì)劃的調(diào)度規(guī)則，采用下列優(yōu)先權(quán)規(guī)則：

(1)工期最短的任務(wù)優(yōu)先權(quán)最高；

(2)加工時(shí)間最短的任務(wù)優(yōu)先權(quán)最高；

(3)“緩沖最少”的任務(wù)優(yōu)先權(quán)最高。

無(wú)論采用哪種優(yōu)先權(quán)規(guī)則，“急件”任務(wù)的優(yōu)先權(quán)總是最高。采用上述調(diào)度規(guī)則可獲得多種作業(yè)計(jì)劃方案，對(duì)上述方案進(jìn)行評(píng)價(jià)后，選擇一種相對(duì)最佳的方案作為獨(dú)立制造島的作業(yè)計(jì)劃方案。如果制造島內(nèi)發(fā)生干擾情況，可根據(jù)新情況重新生成新的作業(yè)計(jì)劃來(lái)滿足工期要求。