要实现工艺设计和车间生产调度两个环节高效工作，并行一体化的集成方案是重要的保障。在产品设计的早期阶段，若能充分利用产品制造的资源信息，充分考虑产品制造过程中的制造相关性的制造约束，如结构工艺约束、装配工艺约束、设计资源约束等，这样就可以通过产品的可制造性评价来提高产品设计的一次成功率。据此我们可以将车间的工作流程重构，新的流程包括以下几个部分：工艺分析、生产任务分解、车间资源分析、资源优化匹配与调度、详细工艺设计与生产控制及监督。图3是新的流程的系统模型。由图中可见，新的并行化的流程为：

    ⑴ 接收生产任务  包括零件图号、生产批量、交货期等信息，准备开始工作。
    ⑵ 对生产任务进行分解  形成短期作业计划，并且通知工艺分析模块和资源分析模块进行相应的零件工艺分析和可用资源分析，从而形成初步备选工艺计划和可用资源状态信息表。这里的备选工艺计划是根据零件的加工特征和生产车间资源形成的，它包括了工序的定位基准、主要加工内容、可用的加工方法和相应的机床、刀具、夹具类型等。
    ⑶ 资源优化匹配和调度  根据工艺分析和资源分析的结果进行综合平衡，以特定的生产目标，如资源利用率、加工周期等进行资源优化匹配，形成调度结果，把确定的工艺方案及资源分配结果送到下一级模块进行处理。

    ⑷ 详细工艺设计和生产控制   详细工艺设计模块接到确定的工艺方案后，结合零件技术要求及所选用的设备等资源情况，确定详细的工艺参数，编制NC程序等，把结果送到生产控制及监督模块，进行实际生产控制，并把生产信息及时反馈给以上模块，进行动态分析与处理，形成闭环集成系统。
    ⑸ 系统在运行过程中的信息交互由集成数据库完成。在不同的决策阶段，各模块随时查看公共信息，以读取有用信息，进行各自工作。

    通过这样并行的工作模式，可以使企业计划安排更加合理，资源配置更有效。工具，是车间必不可少的资源之一，工具管理是制造执行系统所要研究的内容之一，特别是对于机械类生产车间，刀、量、夹具等工具的管理是否科学在很大程度上决定制造执行系统的可靠性和生产效率的高低。由此可见，工具管理在整个流程中也有着至关重要的作用，如果一度成为整个流程的“瓶颈”，那么首先上游的工艺由于得不到准确、及时的资源信息反馈，无法制定出符合车间实际情况的工艺文件；而下游的车间生产则由于资源的约束，可能会出现误工甚至停工的情况，直接影响到企业的效益。所以，对工具管理而言，应注意与各系统之间的信息交互和对上游任务的决策及早、及时地做出反馈，让设计阶段就能够充分考虑到车间工具的可利用情况。而这一切就需要工具管理系统能够预先发布或反馈车间的工具信息，这样可使工艺员在编制工艺的时候，能够了解工具库存现状，优先考虑现有资源。如果没有所需要的工具时，可提醒库存管理员购买，不必等到计划下达后，执行计划时才发现没有某种必要的工具，而造成停工，增加不必要的损失。

    根据对车间生产实际的分析,我们可以考虑从以下几个途径实现工具管理的并行性：

    1. 信息预发布
    制造执行系统既是一个加工单元，又是一个信息单元。所以可以通过工具管理系统与制造执行系统中其它子系统的信息预发布可以使各个系统之间提前获取有用信息，从而缩短生产准备时间。

    图4简单显示了车间与外部以及车间内部各部分之间的工具信息交互。由图中可以看出，通过订单的预发布，可使库存管理员依据以往经验大致了解需要准备何种工具；计划的预发布及工艺的预发布，可使库存管理员精确知道要准备何种工具、准备多少、准备时限；库存现状对工艺部门预发布，可使工艺员在编制工艺的时候，了解库存现状，优先考虑现有资源；信息的预发布使在产品设计时就可以开始工具的预准备，进一步缩短了生产准备时间。

    2．需求预测
    在企业的生产经营活动中，预测是做出生产能力、营销、生产和库存、人力资源、采购等预算和计划的基础。

    一般来讲,需求预测有以下几个基本步骤：

    ⑴ 明确预测目的。预测的目的是什么？何时进行预测？通过明确预测目的，可以确定所需信息资料的详尽程度、必要资源（人力、机时、费用）的数量以及预测的精度。
    ⑵ 确定一个预测跨度。必须确定一个预测跨度，同时应清楚当预测跨度增大时，预测的精度将降低。
    ⑶ 选择预测方法。
    ⑷ 收集并分析相关的数据。在开始进行预测之前必须收集并分析数据，明确所有的假设前提。在做出预测以及应用预测结果时应能满足这些前提条件。
    ⑸ 进行预测。
    ⑹ 对预测过程进行监控。必须对预测的全过程进行监控，以便确定预测是否像预期的那样进行。如果不是，要重新检查所用的方法、提出的前提条件以及数据的合理性等等；如认为必要，做出适当的调整后再进行预测。

    就预测方法而言，可分为定性和定量两种类型。定性方法靠判断、经验以及专家意见来做出相应预测。具体方法包括消费者调查、营销人员的估计、经理人员的判断、管理人员和职员的意见等。定量方法靠利用历史数据以及变量之间的联系来进行预测。定量方法有很多，如滑动平均法、指数平移法、线性回归预测法等。各个企业可根据自身的特点选择合适的预测方法。在选择预测方法时，必须确保所选择的、用于特定目的的预测方法的成本和精度可被接受。

    就工具管理系统而言，可以根据历年工具的使用情况，使用合适的预测方法进行预测。需要注意的是，工具管理与整个企业的生产预测是息息相关的。可以参考产品的需求预测，来估计预测出工具资源的需求情况，并提前进行准备。

    3. 数据的预统计分析
    工具管理系统可以根据工具的历史记录数据，按照某种概率统计出一些具有价值的特征信息来，比如在加工什么零件时，某种工具的使用率最高；一把刀具在一定的切削环境下，一般的刀具寿命是多少等；以及可以对不同厂家的刀具做一个性能比较，以选其优。这样可以使库存管理员对库存工具情况做到心中有数，可以提前或及时地做出准备。

    4. 资源的选择约束
    工具管理系统可以预先反馈一份工具的清单供工艺人员在编制工艺时参考，这样工艺员可以优先考虑现有的工具。即使暂时由于各种客观原因得不到所需的工具，可以考虑用工具清单中其他可用的工具来替代。这样使得在工艺准备的同时，能够提前解决资源的约束问题，而不至于在制造阶段出现问题时再解决，耽误了车间的生产。

    4、小结

    文中针对车间实际情况，对并行制造执行系统进行了一些研究，并且针对工具管理与设计、制造的并行性，提出了一些实施策略，解决了工具管理的快速准备的问题。我们在分析研究的基础上，设计开发了相应的软件系统，目前该系统已投入运行。

    参考文献
    1. 陈建明等，信息系统开发的并行工程方法，系统工程理论与实践，2000，No.7；7～12
    2. 李言等,工艺设计对生产调度结果的影响,中国机械工程,2000,4 第11卷第4期;402～404
    3. (美)Stevenson,W.J.著，张群等译，生产与运作管理，机械工业出版社，2000
    4. 乔建明等,工艺设计与车间作业计划优化运行模式的研究 ,机械科学与技术,1999.11 第18卷第6期;950～952