1 引 言
我国航天事业在构筑航天产品主线、培育核心竞争能力的同时，另一方面还要以信息化带动工业化，用信息化的思想推动技术创新、管理创新和制度创新。作为一个以星船等宇航产品制造为主业的企业，产品的系统集成（总装）生产线是它的核心。这个企业的生产运作水平和能力如何，都可以在这条生产线上得到全面而充分的体现，因此，总装生产线的信息化建设对于航天业的生产能力和管理水平的整体提高，具有很强的拉动作用。
2 航天器总装管理的现状
通过对航天器总装管理过程的分析，目前总装生产线上影响生产效率的问题主要有以下几方面：
(1) 工作进度情况无法快速有效地反映到相关管理部门；
(2) 现场出现问题后，更改文件的流转全部通过人为通知并传递的方式，因此现场状态动态响应速度慢；
(3) 现场技术问题的处理无法得到有效地汇总和总结；
(4) 现场操作人员发现问题后与设计人员或工艺编制人员只有口头交流，没有实时记录；
(5) 采用手工编制生产计划，严重占用了编制人员的精力和时间，且效率低；
(6) 现场反馈的数据和信息缺乏数据库管理方式，大量的支撑数据没有得到有效地管理和利用；
(7) 对操作人员的工作量不能有效快速地统计和记录；
(8) 生产工序繁杂，工作周期长，管理工作量大。
3 看板生产管理系统的技术方案
3.1 看板生产管理系统的概念
为了构建星船产品数字生产线的组织模式，将与生产制造有关的信息化系统进行初步的系统集成，形成一个完整的星船总装制造过程信息化系统，实现技术流程与计划流程有机结合，实现计划、技术、生产和管理信息的有机结合，为此我们提出了建立航天器总装看板生产管理系统。
首先要着重说明的是：该看板生产管理系统与以往使用符号设备管理JIT物流的看板控制系统有着本质的区别。
在总装装配安装操作之前，首先要制定一个生产计划。生产计划是介于宏观计划和微观计划之间的过渡阶段（宏观计划指的是调度下达的计划流程，而微观计划可认为是班组每天的工作计划），要想得到一个能够迅速制订、适应各方面要求、真正可行的生产计划，仅仅依靠手工作业的方式进行是很难达到要求的，因此需要借助计算机系统来帮助制订生产计划。现阶段能够做到这一点的只有MRP系统，所以，该看板生产管理系统也是属于MRP管理方式。
另一方面，操作人员在生产现场可以依据看板上显示的装配工艺数据指导操作，这也是我们命名为“看板生产管理系统”的原因。看板实际上是“何时应按照何种工艺指令进行装配”的指令性卡片加上“某工序何时需要何数量的某种物料”的物料卡片的结合。看板生产管理系统指导生产现场操作人员工作的示意图如图1所示。
图1 看板生产管理系统示意图
3.2 系统建设目标
本系统的建立，预期实现总装形式以及总装工作流程的优化（总装形式由集成点式转变为AIT生产单元形式；协同工作人员和物料获取由原来的“推动”式转变为“拉动”式等），解决总装过程中面临的信息问题（如技术流程和生产作业流程不统一，各种技术信息、计划信息和型号实际工作状态无法及时地传递到需要的人员和部门手中等），推进星船产品数字化生产线的建设。具体目标是：
(1) 实现电子工艺数据到现场（包括工艺规程、图纸、技术文件）；
(2) 实现工艺规程按权限电子签署；
(3) 实现现场工作状态动态显示（包括工位停工、完工、正在技术问题处理等）；
(4) 实现排产管理；同时可生成派工单到现场；
(5) 实现总装库房物料配送到现场；
(6) 实现多媒体示教视频的现场演示。
3.3 技术途径
软件的开发环境满足统一规范要求。系统的设计采用B/S模式和C/S模式相结合，便于分布式部署和用户快捷使用。系统采用标准J2EE结构，利用Java语言开发，具有较强的可移植性和可扩充性。后台数据库采用功能较为强大的Oracle 9i数据库平台，在安全性和可靠性方面都集成了较为强大的功能。
3.4 看板生产管理系统总体技术方案
制定适应各方面要求、可行的生产计划；建立工艺数据库，工艺数据库以工序为表结构，以工步或子工步操作内容为基本记录单位，通过开发数据库接口程序，以单条指令或指令集的形式呈现在每个工位的计算机屏幕上，这样操作人员就可以明白应该执行的操作步骤，并在每个工步完成以后，给予相应的人机交互信息，从而进入下一工步操作，待一个工序的全部操作完成以后进入下一工序；建立与物资部门、设计部门、工艺室的接口，实现数据共享和数据反馈。
总体建设方案是建立覆盖以下4个层面的总装管理平台：
第1层面：与总体设计、工艺设计紧密结合，实现工艺数据的信息共享；
第2层面：计划流程与技术流程紧密结合，实现两个流程的最佳匹配；
第3层面：严密的总装操作过程完成后的签字确认过程，实现生产反馈数据的网络化；
第4层面：实现总装物料信息的透明化管理。
4 看板生产管理系统的框架模型
根据看板生产的技术方案，制订看板生产的系统框架，将整个系统按功能不同分为7个功能子模块，各个功能模块以及和其他系统的数据接口关系用图2表示。
图2 看板生产管理系统总体框架示意图
4.1 系统管理模块
在看板生产管理系统中，各个模块之间是相互联系、实现数据交流并且数据共享的，所以这些模块应具备如下特点：
(1) 具备公用的基础信息；
(2) 拥有相同的文档规则；
(3) 操作员和操作权限集中管理；
(4) 所有数据共用一个数据库。
要想满足上述要求，就要设立一个独立的子模块，也就是系统管理子模块，来对该系统软件所属的各个模块进行统一的操作管理和数据维护。
系统管理模块主要有以下3个功能：
(1) 用户权限管理：包括系统管理员对用户权限的设置和修改、对新用户的建立、对老用户的删除、用户密码的修改。这里的用户包括个人用户、用户组、部门等；
(2) 安全管理：包括对登录信息的记录（上机日志）及其管理、操作信息的记录及其管理等；
(3) 电子签名管理：操作人员按照生产计划，依据“三按三检”原则，正确执行操作步骤后，进行网上签名。它是建立在用户权限管理的基础上的。
4.2 生产计划管理模块
生产计划管理是系统的重要组成部分，它统一指导总装工作。
生产计划管理模块的成功应用，将使总装的宏观管理水平、计划的可行性和权威性得到质的提升。此模块要实现计划流程和技术流程的统一。
生产计划管理模块功能描述：
(1) 计划流程编制：根据技术流程图、物料配套信息及型号计划进度要求等绘制计划流程图；
(2) 排产管理：计划调度人员根据齐套和工位情况，依据事先编制好的计划流程，对一个调度周期内排产（暂定一个调度周期为三天），排产结果以工作指令单形式下发到班组；
(3) 派工单生成：生产班组长根据工作指令单生成当天的派工单（与工艺规程链接），下发到每个工位看板，指导当天工作。
4.3 工艺数据管理模块
这个模块包括工艺文件管理、技术文件管理、图纸管理。这些数据是操作人员的操作依据。这个功能模块是看板生产管理系统的核心之一，也是其他功能模块实现的前提和基础。
此模块实现从电子看板上显示出工艺规程、技术文件以及图纸管理等工艺文件，以指导操作人员实际操作。
工艺数据管理模块的功能可按如下方式划分：
(1) 对图纸文件的管理包括对图纸的导入/导出、查询；
(2) 对工艺文件的管理包括对工艺文件的导入/导出、工艺文件的查询；
(3) 对技术文件的管理包括对技术文件的导入/导出、技术文件的查询。
4.4 装配现场管理模块
此模块是专门为现场操作人员设计的，操作人员真正关心的是我今天要做什么和怎样做。
装配现场管理模块功能描述：
(1) 派工单浏览：操作人员在工位看板上实现对派工单的浏览，明确一天的工作内容；
(2) 工艺单元浏览：点击派工单即进入相应的工艺单元浏览。此处的工艺单元指的是依据派工单上指令拆分出来的工艺规程，也就是工艺规程中工位当天要完成的那部分；
(3) 现场技术问题处理：总装装配安装操作现场操作人员在按照工艺文件进行操作的过程中，往往会发现这样那样的问题，如果是设计文件或设计图纸不符合实际情况，按照工艺室编制的工艺技术文件无法操作等，这时候就要填现场技术问题处理单；
(4) 人员签署管理：三岗操作人员每完成一个工步都要签字，根据登陆用户的权限来确定是否有权签字。
4.5 总装物资管理模块
总装物资包括星上仪器设备、直属件、标准件，以及工具等。这些物资的齐套是总装操作人员开始工作的前提。该子模块也是本系统的核心之一。
总装物资管理模块功能可划分为：
(1) 物料数据管理：包括库房产品管理、辅助材料数据管理和工具管理；
(2) 物料配套信息管理：由CAPP系统得到工序目录及配套明细信息，库房管理员完成库房物料数据与配套明细的比对工作；
(3) 物料配送管理：班组长为每个工作下派工单的同时，库房管理员向工位下发物料配送单，并把相应物料送到工位。
4.6 现场信息查看模块
此模块主要是针对型号总师和单位领导而设计的。
现场信息查看模块包含以下功能：
(1) 工作进度情况浏览：按照不同型号划分和计划流程图，显示现场的工作进度，及可区分已完成、未完成和正在进行的项目；
(2) 工位信息浏览：以图示化的方式，显示出各个总装工位的信息。
4.7 虚拟装配数据管理模块
虚拟装配数据管理模块主要实现与卫星虚拟装配系统的功能接口。
通过看板生产管理系统与卫星虚拟装配系统的接口，可以实现装配现场多媒体示教功能，即对装配过程的演示，形象直观地辅助工人进行操作。
5 结 论
通过此次信息化看板生产系统的研制，探索总装生产线的布局，建立了看板生产的总装工作模式，实现了总装生产工作对相关协同部门和物料的高效“拉动” ，实现了各类生产文件和生产BOM表的信息化传递、反馈和签署。信息化看板生产系统的应用，对于解决当前总装过程中所遇到的种种不适应问题，具有很强的现实意义。
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