车间辅助决策数据仓库设计与实现

　　随着制造业信息化的深入开展,目前制造企业针对不同部门、不同业务流程、不同管理需求开发或者购买了诸多的管理信息系统,如4CP(CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM)、ERP/MES/SPC/DNC等。

　　生产车间作为设计、制造、服务保障等信息流、物料流与控制流汇集的焦点、企业效益的源头,成为企业管理的重点和难点。车间生产管理[1]涉及生产计划管理、库存管理、质量管理、工具管理、设备管理、成本管理、资料管理、基础数据、系统管理等业务管理以及与PDM、CAPP、ERP等系统集成管理。随着车间生产管理系统经过长期的实际运行,积累了大量的业务数据。然而,如何采用数据仓库技术[2],挖掘现有大量生产过程数据,改变“数据丰富,信息贫乏”的尴尬局面,将数据转化为车间管理重要的信息资源已成为企业界和学术界积极研讨的热点问题之一。

　　用于支持管理决策的数据仓库(data ware-house,DW)是一个面向主题的(subjectoriented)、集成的( integrated)、与时间相关的(time variant)、但信息本身又相对稳定的(non-volatile)数据集合。数据集市(datamarts,DM)从数据仓库提取适度的数据,按照特定用户或特定业务领域,针对特定主题构建复杂业务规则来支持功能强大的分析。文献[3]针对焊接流水线,讨论了焊接生产数据集市建立,利用数据挖掘建立了焊接缺陷分析的决策支持模型。文献[4]讨论了战略决策层、战术决策层和运作决策层3层决策模型,分析了车间决策支持系统的功能需求,给出了车间决策支持系统的信息模型以及车间数据仓库的总线矩阵。本文在文献[3]基础上,针对生产管理系统运行积累的数据,采用数据仓库与联机分析处理( on-line analytical processing,OLAP)等先进技术,确定车间辅助决策数据仓库的主题,研究车间辅助决策多个主题的车间数据集市,并进行数据集市的维度建模。

　　1　车间辅助决策数据仓库功能分析

　　针对车间生产管理,通过调研分厂厂长、车间生产主任、车间技术主任、以及车间各个科室主任等用户,总结出车间生产辅助决策包括车间业务信息综合查询、车间业务信息统计分析、车间生产预警提示、车间生产监控、车间生产决策反馈等功能。立足车间生产管理辅助决策功能分析基础上,车间生产管理数据仓库应包括数据抽取/转换/装载(extract-transform-load, ETL)、生产主题数据仓库、OLAP以及与车间各个联机事务处理(on-line trans-action processing, OLTP)系统(如计划、库存、质量、工具和资料)集成等功能,车间辅助决策数据仓库功能模型如图1所示。

　　2　车间辅助决策数据仓库主题确立

　　车间辅助决策数据仓库共确立了生产加工、工具、材料和半成品4项车间决策主题。