随着市场竞争的日趋激烈，客户需求日益个性化和多样化。在多品种、小批量的客户订单驱动生产模式下，为同时满足多个汽车主机厂不同车型的需求，大多汽车零部件制造企业装配车间具有装配生产线数量大，生产任务种类多，人员、工位和设备调整频繁等特点。然而，目前汽车零部件制造企业装配车间人力资源管理大多仍处于手工管理阶段，主要依靠车间底层管理人员凭经验对人力资源进行自主配置。由于缺乏科学、合理和可行的分析、测评方法和先进的管理手段，一方面管理人员对各生产任务及工位对人员技能的不同需求不清楚，另一方面对车间员工不能从其知识、技能等方面进行全面整体的把握，使得在车间多生产任务人力资源配置中常出现操作工人与工位不匹配的情况，在较大程度上影响了企业生产效率和产品质量。为了应对日益激烈的市场竞争并谋求可持续发展，汽车零部件制造企业装配车间当前迫切需要一套车间人力资源优化配置支持系统，以实现整个装配车间人力资源管理的全局优化性、配置实时性和匹配合理性。
目前企业人力资源配置的研究主要集中在企业人力资源总体需求和评估，以及中、上层管理人员的优化甄选上。随着经济发展和管理水平的提高，国内外著名厂商纷纷推出人力资源管理系统方面的产品，其中较知名的有国外的SAP、Peoplesofi、Oracle，以及国内的金蝶、金益康、朗新、用友等。人力资源管理信息系统HRMIS(Human Resources Management Information System)的建立，是提高人力资源管理工作科学化和现代化的重要手段。
现今企业设计开发的人力资源管理系统主要功能是人事信息管理、考勤管理、职业规划及接任计划、培训管理、休假管理、考核评估管理、薪资福利计算和管理、网上招聘管理和图表功能等。但在装配车间多生产线和多生产任务模式下人力资源如何实现各生产工位操作工人的动态匹配，以及如何实现各生产任务和生产人员的优化配置等方面还有待深入研究。
针对上述情况，本文结合制造执行系统(MES)平台和先进管理思想，构建并研究了一种能够支持车间生产工位和操作工人动态匹配、生产任务和生产人员优化配置的汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统，并在芜湖某汽车零部件制造企业装配车间进行实施和应用，取得了较好的应用效果。
1 系统体系结构
汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统的体系结构分为用户层、功能层和支撑层，如图1所示。
图1 车间人力资源配置支持支持系统体系结构
(1)用户层，主要包括车间管理人员、车间员工、调度计划员等。这些用户分散在生产过程的各个环节，受到地理位置和网络接入等各种条件的限制，所以需要采用多种接入方式来访问系统，完成，相关业务操作，实现相互问的信息交互和业务协作。由此可见，本系统能实现企业装配车间人力资源管理所涉及的各环节人员的全员集成。
(2)功能层，由车间人力资源优化配置业务逻辑处理功能模块、计划层信息集成模块及生产进度管理信息集成模块组成。车间人力资源优化配置业务逻辑处理功能模块实现汽车零部件制造企业装配车间人力资源信息收集、存储、检索、加工、分析、优化配置、输出、查询等功能，与MES系统生产计划管理系统集成接口主要是实现与MES生产计划管理系统的生产计划任务信息的集成，与MES系统生产进度管理信息集成接口是实现与生产进度管理系统中的生产员工生产情况信息集成。由此可见，本系统能实现企业装配车间人力资源管理所涉及的各环节信息集成。
(3)支撑层，是系统结构体系的基础，包括网络和数据库。为整个管理系统运行提供数据管理和数据支持。
2 系统功能结构
系统按照模块化设计要求完成系统的功能设计，以车用空调装配车间为例，其人力资源优化配置支持系统主要由如图2所示的几个模块构成。
图2 系统功能结构
汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统根据系统集成接口实时接收各时段的各个生产任务信息，确定各生产任务的装配线和工序工位和生产员工；车问员工实时技能管理模块自动将分配生产任务的生产员工组成车间员工实时技能矩阵，并根据生产动态信息对员工技能进行实时更新；工位实时技能需求管理模块则构建出车间各装配线的工位实时需求矩阵；车间人力资源配置管理模块对车问员工实时技能矩阵和工位实时需求矩阵进行运算，构建出车间人力资源配置矩阵模型，并优化运算；车间生产约束条件管理模块对车间人力资源配置矩阵模型优化运算进行约束，使各生产任务人力资源配置方案更符合车间生产实际需求。
另外，由于装配车间人力资源优化配置支持系统是车间MES的重要组成部分之一，其系统管理和基础数据管理模块既可以单独运行，也可以是MES总系统的系统管理和基础数据管理模块的一部分，并与MES其它功能分系统共用。
3 系统运行流程
鉴于汽车零部件制造企业装配车间人力资源配置的现状和需求，本文建立了装配车间人力资源优化配置运行流程，如图3所示。
图3 汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置运行流程
装配车间人力资源优化配置支持系统的运行流程主要包括优化运算、动态配置及实时更新三部分。
(1)装配车间人力资源配置模型优化运算
汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统通过与车间生产任务管理系统的集成接口实时接收各时段装配车间各生产任务制定信息；系统根据各生产任务的实时信息，确定各生产任务的装配线、工序工位和生产员工。在系统中将分配生产任务的各装配线全部生产工位组成车间工位实时技能需求矩阵，同时将分配生产任务的所有生产员工组成车间员工实时技能矩阵；然后将车间工位实时技能需求矩阵和车间员工实时技能矩阵进行运算，构建车间人力资源配置矩阵模型；车间人力资源配置矩阵模型在系统中优化运算后，输出各生产任务中各工序工位与生产员工的具体优化匹配。
(2)各生产任务人力资源动态配置
根据车间人力资源配置矩阵模型的优化运算结果，车间管理人员(班组长)可根据实际生产需求对装配车间人力资源优化配置支持系统中的各生产任务的人力资源配置予以适当调整，优化匹配各生产工位的操作工人。系统完成各个生产任务的人力资源配置后，通过浏览器、MES终端、手机等方式发送给相关工作人员，完成各生产任务的人力资源动态配置。
(3)实时更新
通过与生产进度管理系统集成接口，装配车间人力资源优化配置支持系统可以实时收集到各个生产任务执行的相关信息，实现对员工技能矩阵和各生产任务的工位技能需求的实时更新，动态掌控车间生产员工技能状况，指导后续时段的各生产任务人力资源配置。
由以上系统运行流程可知，本系统是一个螺旋式实时循环更新的人力资源优化优化配置管理系统(图4)，有效实现了多时段、多装配线和多生产任务模式下人力资源的实时配置、各生产工位操作工人的优化匹配、车间人力资源的动态掌控以及科学合理的组织生产。
图4 螺旋式实时循环示意图
4 基于UML的系统设计
4.1 UML概述
统一建模语言(Unified Modeling Language，UML堤世界范围内IT工业界的软件开发标准建模语言，是用来对软件密集系统进行描述、构造、可视化和文档编制的一种语言。
统一建模语言(UML)主要由三个要素组成：UML的基本构造块，支配这些构造块如何放在_起的规则和一些运用于整个UML的公共机制。从程序语言的角度看，正如C语言是由变量，常量，函数和基本语句组成一样，UML也有自己的组成元素—UML的基本构造块。UML的基本构造块又主要包含了三种构造块：事物、关系、图。
从作为一种CASE工具看，UML主要从以下几种视角观察系统。他们包括：最终用户，分析人员，开发人员，系统集成人员，测试人员，技术资料作者和项目管理者。因此，UML采用了设计视图、实现视图、进程视图、实施视图以及用例视图五个互相关联的视图来描述—个软件系统的体系结构。每一个视图是在一个特定的方面对系统的组织和结构进行投影。实现UML语言的设计平台Rational Rose软件正是从这五个视图出发，基于UML基本构造块元素对系统设计模型进行分析和描述。
4.2 基于UML的多装配线车间人力资源优化配置支持系统设计模型
在对多装配线车间人力资源优化配置支持系统进行了研究的基础上，采用UML建模语言对车间员工技能矩阵管理、工位实时技能需求矩阵管理、车间人力资源配置矩阵管理等系统功能模块进行了系统没计。因篇幅限制，本节只以车间员工技能矩阵管理功能模块中车间员工实时技能更新管理子功能模块作为示例，给出其用例图、活动图、数据结构类图系统设计模型。
(1)车间员工实时技能更新管理用例建模
在UML建模过程中，用例建模的最主要功能就是用来表达系统的功能性需求或行为。用例建模可分为用例图和用例描述。用例图由参与者、用例、系统边界、箭头组成，用画图的方法来完成。用例描述用来详细描述用例图中每个用例，用文本文档来完成。根据前文中系统需求分析内容，车间员工实时技能更新管理用例建模如图5所示。
图5 车间员工实时技能更新管理用例图
对于用例描述，在这里只列了车间员工技能审核这个用例的描述，如表1所示。
表1 车间员工技能审核表
(2)车间员工实时技能更新管理活动图
活动图：主要用于描述业务处理过程和类的操作，类似传统系统设计中流程图，是对业务处理工作流建模。根据前文中系统需求分析内容，车间员工实时技能更新管理系统处理流程如图6所示。
图6 车间员工实时技能更新管理系统处理流程活动图
(3)车间员工实时技能更新管理数据结构类图
UML对象模型在本质上是一个扩展的实体一关系(ER)模型，与传统面实体关系(ER)模型相比，它主要采用了面向对象(OO)模型使数据库设计和编程使用相同的模型工作。根据前文中系统需求分析内容，车间员工实时技能更新管理数据结构设计模型如图7所示。
图7 车间员工实时技能更新管理数据结构类图
5 应用案例
某汽车零部件制造企业是一家快速成长的中外合资公司。随着汽车行业的竞争越来越激烈，汽车主机厂对零部件配套商提出了更高的精细化要求。为了改善其装配车间制造过程生产状况，提高车间生产效率和生产组织管理能力，更进一步提升企业的综合竞争力，企业实施了一套制造过程信息化系统——装配车间制造执行系统(MES)。该系统的实施和应用，有效提升了企业的生产管理水平和生产制造能力。目前，汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统(图8)是装配车间制造执行系统(MES)中关键模块之一，已成为该公司装配车间人力资源管理的有效支撑工具。
图8 汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统应用实例
(1)装配车间人力资源优化配置运算。装配车间人力资源优化配置支持系统通过与MES系统的任务管理系统集成接口接收生产任务消息后(如图8中的生产任务制定)，确定装配车间接受生产任务各生产工位和生产人员信息(如图8中的员工实时技能矩阵和车间工位实时技能需求矩阵)，系统构建出车间人力资源优化配置模型。进行模型的优化运算(见图8的人力资源优化模型运算)，运算出工位和员工具体优化匹配方案。
(2)人力资源配置输出。车间管理人员根据各生产任务的需求和各个生产员工的实际情况对装配车间人力资源优化配置支持系统中的车间生产员工配置进行适当调整，使生产人员的优化配置更符合生产任务的要求。经过管理修正后的装配车间人力资源优化配置，系统将生产任务具体的生产人员配置情况通过手机短信、IE浏览器和MES终端等方式传递给各个相关人员(如图8中的管理修正和人力资源配置输出)。
(3)实时车间员工技能和生产工位技能需求更新。通过与生产进度管理系统集成接口，企业装配车间人力资源优化配置支持系统将实时收集生产任务执行过程中的实时信息，在车间员工实时技能数据库和车间工位实时技能需求矩阵的支持下，实现对员工技能矩阵和生产任务的工位技能需求的实时更新，动态掌控车间生产员工技能状况，指导下个时段的各生产任务人员配置。
同时系统可以实现车间人力资源的查询、统计和分析，并能实时对车间人力资源进行监控(如图8中的车间人力资源配置查询和装配现场监控)该企业在汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统的有效支持下，能够及时、准确和全面地掌握企业装配车间人力资源相关信息，实现了车间多生产任务人力资源动态配置和各生产工位操作工人的优化匹配，提高了生产效率，降低了生产成本，提升了产品质量，提高了企业生产组织能力和生产管理水平，为装配车间生产及时、准确完成生产任务提供有力支持。
6 结语
针对汽车零部件制造企业装配车间多生产线和多生产任务模式下人力资源优化配置和动态管理困难，在较大程度上影响了企业生产效率和产品质量的问题，构建了一种能够支持车间生产工位和操作工人动态匹配、生产任务和生产人员优化配置的汽车零部件制造企业装配车间人力资源优化配置支持系统，建立了系统的体系结构、功能结构和运行流程，并研究了基于UML的系统设计关键技术。通过MES系统平台的支持，实现了汽车零部件制造企业装配车间多生产任务模式下人力资源的全局优化性、配置实时性和匹配合理性。该系统在芜湖某汽车零部件制造企业装配车间进行了应用实践，并取得了良好的应用效果，有效提升了装配车间生产能力和组织管理水平。
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