1. 研究目的与意义（文献综述）

1.选题背景及意义

目前，质量追溯系统已在农产品，食品业得到了广泛的应用。但现有的质量追溯体系不适用于机械制造业，由于追溯的标识也不同，在机械制造业没有一套完整的质量追溯系统，能够监控产品从生产到下线的质量全过程，发现问题及时追溯到发生问题的原材料或零件，向供应商提出意见或改进工作流程，提高企业的生产效率。在机械制造行业没有一个系统能解决 erp 系统与车间控制层之间存在一定的信息断层，因此为了实现产品质量的快速追溯，迫切需要采用质量追溯系统，对产品的整个制造过程进行追踪，记录产品从生产线上线到下线的全过程，填补 erp 管理的空白，一旦发现有问题的成品，立刻能追溯到有问题原材料，立刻修正并制定相应的解决方案，提高产品的质量。

机械制造业一般是指将原材料钢材经过热处理和机加工形成零部件，最后将零部件组装成产品的行业。某大型机械制造商减速箱加工工厂，包括机加工，热处理，装配，喷漆等多条生产线，企业已经使用了 erp（企业资源计划）系统，但是 erp 系统是侧重于物流的各个环节的管理，例如从原材料的采购，物流运输，生产计划的追踪，到成品的出库，常常忽视了零件及产品在生产线上的质量监控。企业只能靠传统的纸张来记录产品的批号，每天人工处理大量生产报表，而且由不同的人员记录同一张报表，具有人员的个体差异性，容易发生填写错误。而且一旦发现质量问题，在大量的各种历史报表中进行相关信息查询，查询效率比较低，问题追溯周期比较长，查找纸制记录需要大量人力，浪费了企业的资源。因

2. 研究的基本内容与方案

1.研究的基本内容、目标及方案

3.1研究的基本内容

本课题的主要任务是根据机加工产品的质量可追溯性的要求，设计出一套能对减速箱产品进行质量追溯的系统。其中数据库的建立以及关联是本课题的重点，其主要任务是对减速箱产品进行实时数据的采集，储存和显示。产品质量追溯系统的功能是利用追溯算法实现对产品生命周期环节中有关产品质量信息的历史查询。运用Visual Basic，以减速箱为具体产品追溯对象，针对减速箱追溯系统进行设计与实现研究，探索产品追溯技术在减速箱质量监控领域的应用途径，对于有效解决问题减速箱召回以及减速箱质量投诉问题具有积极的推动作用。

本课题研究的基本内容如下：

1. 企业内质量追溯，建立包含减速箱在企业内生产过程中工序、原材料、工作人员等相关要素的数据库，给出系统框架以及产品质量数据采集与追溯方案设计；

2. 企业外质量追溯，建立包含减速箱生产完成后运输、库存、销售等相关要素的数据库，通过追溯需求分析，构建追溯软件结构，依据产品质量数据的模型，设计数据库的关联关系。通过Visual Basic实现了追溯软件。

3.2研究目标

减速箱企业及其供应链的质量追溯系统研究目标如下：

1.在整个生产工艺过程中，能够人为的输入产品信息并保存到数据库中，能对数据库进行查询、增减及修改。

2.为当减速箱产品出现质量问题时，我们可以将该减速箱产品上的编码输入到客户端中，得到其生产加工的基本信息，进行质量追溯。最后人为分析该问题产生的原因，进行改进，同时召回该批次的产品，为企业减少损失。

3.3研究技术方案

1.系统总体功能分析

减速箱企业及其供应链的质量追溯系统包括数据采集和数据追溯两部分组成。在产品生命周期各个环节中都会存在影响产品质量的各种数据。这些质量数据包括自动采集的产品功能测试数据及手动采集的采购，生产，库存、销售信息等关联数据。这些对产品有重要意义的数据都被存储在后台数据库中。通过建立产品质量数据追溯模型，利用各个数据库之间的关联关系，可以将这些质量数据复现出来，以到达产品质量数据追溯的目的，从而控制产品的质量。

由图1可知，对于一个生产机加工产品的企业来说，质量追溯系统包括供应链的追溯和制造企业的追溯两个方面。供应链的追溯包括原材料采购，运输，库存，转移，销售这四个方面的追溯，其中库存又可以细分为入库和出库两个方面。制造企业的追溯包括加工工序以及加工人员的追溯。

2. 数据库的建立

（1）采购数据库

（2）生产数据库

（3）出厂数据库

（4）入库数据库

（5）出库数据库

（6）运输数据库

（7）销售数据库

3. 产品追溯流程

图2：产品的追溯流程图

4.某一减速箱生产线布置设计

1.机床的布局优化

典型的机床布局有单行布局，多行布局，环形布局，U形布局以及蛇形布局等6种类型，其中所有布局都可以看作是单行和多行布局的变形。因此本文将对三行建立线性布局数学模型。然后布局设计和工艺设计密切相关，布局设计要根据产品的产量，产品的加工工艺、加工流程以及车间平面结构等系统特性进行设计，根据生产工艺和生产规模选择合适的布局模式。其次，布局设计与物流系统的设计密切相关，物流系统的选择会影响到布局的形式；另一方面，设备布局也会影响到物流系统的运行和控制。

传统的布局方法是运用二次分配问题模型，一般分为单直线和双直线两种形式，已知n个布局实体和n个布局位置,并己知这n个布局位置之间的单位物料运输费用和n个布局实体之间的物流大小,如何将这n个实体布置到n个位置上,使总的物料运输费用最小。从设计方法上来讲,设施的二次分配也是一个多目标优化问题,即需同时考虑运距、运量等。在进行相应的决策前,应做好如下准备工作:将此离散制造单元的场地用正交网格划分,并假定相邻设备的中心距相等,这样就可以预先规定物料运动的线路,比如对于离散制造单元,三排有30台设备 ,离散制造单元布局实体的距离计算示意图如下图所示：

图2双排机床布局优化模型

当设备数量比较小时,问题的求解常采用渐推法。渐推法分为两类,新建法和改进法。新建法的求解是从头开始,即设备的安排是每次安排一个,一直到所有设备都安排完;改进法是一开始就将所有的设备安排好,然后对所有设备逐个进行交换来寻求改进解的办法,直到找不到交换可以使总费用下降后,最优解的寻找过程才能结束。采用渐推法,设备间的交换次数为n!。一般来说,当ngt;15时,人工计算是无法轻易完成的,也就很难找到最优解。

具体算法如下：

我们也可以假设车间共有n个机床设备（m1,m2,……mn）,设机床和的中心相对于参考点的坐标分别是,.由于机床都布置在同一行内，则他们之间的距离L=,车间机床布局的最优布局设计应该使各机床之间的物流最小，我们根据不同输送设备运行的需要，两点之间的距离可以采用折线距离

给出相应的运输工具和单位距离、单位物流量的费用，物流最小的位置三排规划目标函数可表示为：

式中表示生产物流，c表示设备i到设备j的运量，d表示从设备i到设备j之间的距离。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1]滑卫卓.面向机械制造业的履带产品质量追溯系统研究与设计[d].天津大学.2012

[2]王雪. 面向整车供应链的发动机追溯系统的设计与实现[d].吉林大学.2013

[3]张伟. 太原市机动车配件质量追溯系统设计与实现[d].大连理工大学.2016