隨著市場競爭的日趨激烈，客戶需求日益?zhèn)�性化和多樣化。在多品種、小批量的客戶訂單驅(qū)動生產(chǎn)模式下，為同時滿足多個汽車主機廠不同車型的需求，大多汽車零部件制造企業(yè)裝配車間具有裝配生產(chǎn)線數(shù)量大，生產(chǎn)任務(wù)種類多，人員、工位和設(shè)備調(diào)整頻繁等特點。然而，目前汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源管理大多仍處于手工管理階段，主要依靠車間底層管理人員憑經(jīng)驗對人力資源進行自主配置。由于缺乏科學(xué)、合理和可行的分析、測評方法和先進的管理手段，一方面管理人員對各生產(chǎn)任務(wù)及工位對人員技能的不同需求不清楚，另一方面對車間員工不能從其知識、技能等方面進行全面整體的把握，使得在車間多生產(chǎn)任務(wù)人力資源配置中常出現(xiàn)操作工人與工位不匹配的情況，在較大程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了應(yīng)對日益激烈的市場競爭并謀求可持續(xù)發(fā)展，汽車零部件制造企業(yè)裝配車間當(dāng)前迫切需要一套車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)，以實現(xiàn)整個裝配車間人力資源管理的全局優(yōu)化性、配置實時性和匹配合理性。
目前企業(yè)人力資源配置的研究主要集中在企業(yè)人力資源總體需求和評估，以及中、上層管理人員的優(yōu)化甄選上。隨著經(jīng)濟發(fā)展和管理水平的提高，國內(nèi)外著名廠商紛紛推出人力資源管理系統(tǒng)方面的產(chǎn)品，其中較知名的有國外的SAP、Peoplesofi、Oracle，以及國內(nèi)的金蝶、金益康、朗新、用友等。人力資源管理信息系統(tǒng)HRMIS(Human Resources Management Information System)的建立，是提高人力資源管理工作科學(xué)化和現(xiàn)代化的重要手段。
現(xiàn)今企業(yè)設(shè)計開發(fā)的人力資源管理系統(tǒng)主要功能是人事信息管理、考勤管理、職業(yè)規(guī)劃及接任計劃、培訓(xùn)管理、休假管理、考核評估管理、薪資福利計算和管理、網(wǎng)上招聘管理和圖表功能等。但在裝配車間多生產(chǎn)線和多生產(chǎn)任務(wù)模式下人力資源如何實現(xiàn)各生產(chǎn)工位操作工人的動態(tài)匹配，以及如何實現(xiàn)各生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)人員的優(yōu)化配置等方面還有待深入研究。
針對上述情況，本文結(jié)合制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)平臺和先進管理思想，構(gòu)建并研究了一種能夠支持車間生產(chǎn)工位和操作工人動態(tài)匹配、生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)人員優(yōu)化配置的汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)，并在蕪湖某汽車零部件制造企業(yè)裝配車間進行實施和應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。
1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分為用戶層、功能層和支撐層，如圖1所示。
圖1 車間人力資源配置支持支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
(1)用戶層，主要包括車間管理人員、車間員工、調(diào)度計劃員等。這些用戶分散在生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，受到地理位置和網(wǎng)絡(luò)接入等各種條件的限制，所以需要采用多種接入方式來訪問系統(tǒng)，完成，相關(guān)業(yè)務(wù)操作，實現(xiàn)相互問的信息交互和業(yè)務(wù)協(xié)作。由此可見，本系統(tǒng)能實現(xiàn)企業(yè)裝配車間人力資源管理所涉及的各環(huán)節(jié)人員的全員集成。
(2)功能層，由車間人力資源優(yōu)化配置業(yè)務(wù)邏輯處理功能模塊、計劃層信息集成模塊及生產(chǎn)進度管理信息集成模塊組成。車間人力資源優(yōu)化配置業(yè)務(wù)邏輯處理功能模塊實現(xiàn)汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源信息收集、存儲、檢索、加工、分析、優(yōu)化配置、輸出、查詢等功能，與MES系統(tǒng)生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)集成接口主要是實現(xiàn)與MES生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃任務(wù)信息的集成，與MES系統(tǒng)生產(chǎn)進度管理信息集成接口是實現(xiàn)與生產(chǎn)進度管理系統(tǒng)中的生產(chǎn)員工生產(chǎn)情況信息集成。由此可見，本系統(tǒng)能實現(xiàn)企業(yè)裝配車間人力資源管理所涉及的各環(huán)節(jié)信息集成。
(3)支撐層，是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)，包括網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫。為整個管理系統(tǒng)運行提供數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)支持。
2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)按照模塊化設(shè)計要求完成系統(tǒng)的功能設(shè)計，以車用空調(diào)裝配車間為例，其人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)主要由如圖2所示的幾個模塊構(gòu)成。
圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)
汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)集成接口實時接收各時段的各個生產(chǎn)任務(wù)信息，確定各生產(chǎn)任務(wù)的裝配線和工序工位和生產(chǎn)員工；車問員工實時技能管理模塊自動將分配生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)員工組成車間員工實時技能矩陣，并根據(jù)生產(chǎn)動態(tài)信息對員工技能進行實時更新；工位實時技能需求管理模塊則構(gòu)建出車間各裝配線的工位實時需求矩陣；車間人力資源配置管理模塊對車問員工實時技能矩陣和工位實時需求矩陣進行運算，構(gòu)建出車間人力資源配置矩陣模型，并優(yōu)化運算；車間生產(chǎn)約束條件管理模塊對車間人力資源配置矩陣模型優(yōu)化運算進行約束，使各生產(chǎn)任務(wù)人力資源配置方案更符合車間生產(chǎn)實際需求。
另外，由于裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)是車間MES的重要組成部分之一，其系統(tǒng)管理和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊既可以單獨運行，也可以是MES總系統(tǒng)的系統(tǒng)管理和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊的一部分，并與MES其它功能分系統(tǒng)共用。
3 系統(tǒng)運行流程
鑒于汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源配置的現(xiàn)狀和需求，本文建立了裝配車間人力資源優(yōu)化配置運行流程，如圖3所示。
圖3 汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置運行流程
裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)的運行流程主要包括優(yōu)化運算、動態(tài)配置及實時更新三部分。
(1)裝配車間人力資源配置模型優(yōu)化運算
汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)通過與車間生產(chǎn)任務(wù)管理系統(tǒng)的集成接口實時接收各時段裝配車間各生產(chǎn)任務(wù)制定信息；系統(tǒng)根據(jù)各生產(chǎn)任務(wù)的實時信息，確定各生產(chǎn)任務(wù)的裝配線、工序工位和生產(chǎn)員工。在系統(tǒng)中將分配生產(chǎn)任務(wù)的各裝配線全部生產(chǎn)工位組成車間工位實時技能需求矩陣，同時將分配生產(chǎn)任務(wù)的所有生產(chǎn)員工組成車間員工實時技能矩陣；然后將車間工位實時技能需求矩陣和車間員工實時技能矩陣進行運算，構(gòu)建車間人力資源配置矩陣模型；車間人力資源配置矩陣模型在系統(tǒng)中優(yōu)化運算后，輸出各生產(chǎn)任務(wù)中各工序工位與生產(chǎn)員工的具體優(yōu)化匹配。
(2)各生產(chǎn)任務(wù)人力資源動態(tài)配置
根據(jù)車間人力資源配置矩陣模型的優(yōu)化運算結(jié)果，車間管理人員(班組長)可根據(jù)實際生產(chǎn)需求對裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)中的各生產(chǎn)任務(wù)的人力資源配置予以適當(dāng)調(diào)整，優(yōu)化匹配各生產(chǎn)工位的操作工人。系統(tǒng)完成各個生產(chǎn)任務(wù)的人力資源配置后，通過瀏覽器、MES終端、手機等方式發(fā)送給相關(guān)工作人員，完成各生產(chǎn)任務(wù)的人力資源動態(tài)配置。
(3)實時更新
通過與生產(chǎn)進度管理系統(tǒng)集成接口，裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)可以實時收集到各個生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行的相關(guān)信息，實現(xiàn)對員工技能矩陣和各生產(chǎn)任務(wù)的工位技能需求的實時更新，動態(tài)掌控車間生產(chǎn)員工技能狀況，指導(dǎo)后續(xù)時段的各生產(chǎn)任務(wù)人力資源配置。
由以上系統(tǒng)運行流程可知，本系統(tǒng)是一個螺旋式實時循環(huán)更新的人力資源優(yōu)化優(yōu)化配置管理系統(tǒng)(圖4)，有效實現(xiàn)了多時段、多裝配線和多生產(chǎn)任務(wù)模式下人力資源的實時配置、各生產(chǎn)工位操作工人的優(yōu)化匹配、車間人力資源的動態(tài)掌控以及科學(xué)合理的組織生產(chǎn)。
圖4 螺旋式實時循環(huán)示意圖
4 基于UML的系統(tǒng)設(shè)計
4.1 UML概述
統(tǒng)一建模語言(Unified Modeling Language，UML堤世界范圍內(nèi)IT工業(yè)界的軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)建模語言，是用來對軟件密集系統(tǒng)進行描述、構(gòu)造、可視化和文檔編制的一種語言。
統(tǒng)一建模語言(UML)主要由三個要素組成：UML的基本構(gòu)造塊，支配這些構(gòu)造塊如何放在_起的規(guī)則和一些運用于整個UML的公共機制。從程序語言的角度看，正如C語言是由變量，常量，函數(shù)和基本語句組成一樣，UML也有自己的組成元素—UML的基本構(gòu)造塊。UML的基本構(gòu)造塊又主要包含了三種構(gòu)造塊：事物、關(guān)系、圖。
從作為一種CASE工具看，UML主要從以下幾種視角觀察系統(tǒng)。他們包括：最終用戶，分析人員，開發(fā)人員，系統(tǒng)集成人員，測試人員，技術(shù)資料作者和項目管理者。因此，UML采用了設(shè)計視圖、實現(xiàn)視圖、進程視圖、實施視圖以及用例視圖五個互相關(guān)聯(lián)的視圖來描述—個軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。每一個視圖是在一個特定的方面對系統(tǒng)的組織和結(jié)構(gòu)進行投影。實現(xiàn)UML語言的設(shè)計平臺Rational Rose軟件正是從這五個視圖出發(fā)，基于UML基本構(gòu)造塊元素對系統(tǒng)設(shè)計模型進行分析和描述。
4.2 基于UML的多裝配線車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)設(shè)計模型
在對多裝配線車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)進行了研究的基礎(chǔ)上，采用UML建模語言對車間員工技能矩陣管理、工位實時技能需求矩陣管理、車間人力資源配置矩陣管理等系統(tǒng)功能模塊進行了系統(tǒng)沒計。因篇幅限制，本節(jié)只以車間員工技能矩陣管理功能模塊中車間員工實時技能更新管理子功能模塊作為示例，給出其用例圖、活動圖、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類圖系統(tǒng)設(shè)計模型。
(1)車間員工實時技能更新管理用例建模
在UML建模過程中，用例建模的最主要功能就是用來表達(dá)系統(tǒng)的功能性需求或行為。用例建模可分為用例圖和用例描述。用例圖由參與者、用例、系統(tǒng)邊界、箭頭組成，用畫圖的方法來完成。用例描述用來詳細(xì)描述用例圖中每個用例，用文本文檔來完成。根據(jù)前文中系統(tǒng)需求分析內(nèi)容，車間員工實時技能更新管理用例建模如圖5所示。
圖5 車間員工實時技能更新管理用例圖
對于用例描述，在這里只列了車間員工技能審核這個用例的描述，如表1所示。
表1 車間員工技能審核表
(2)車間員工實時技能更新管理活動圖
活動圖：主要用于描述業(yè)務(wù)處理過程和類的操作，類似傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計中流程圖，是對業(yè)務(wù)處理工作流建模。根據(jù)前文中系統(tǒng)需求分析內(nèi)容，車間員工實時技能更新管理系統(tǒng)處理流程如圖6所示。
圖6 車間員工實時技能更新管理系統(tǒng)處理流程活動圖
(3)車間員工實時技能更新管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類圖
UML對象模型在本質(zhì)上是一個擴展的實體一關(guān)系(ER)模型，與傳統(tǒng)面實體關(guān)系(ER)模型相比，它主要采用了面向?qū)ο?OO)模型使數(shù)據(jù)庫設(shè)計和編程使用相同的模型工作。根據(jù)前文中系統(tǒng)需求分析內(nèi)容，車間員工實時技能更新管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計模型如圖7所示。
圖7 車間員工實時技能更新管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類圖
5 應(yīng)用案例
某汽車零部件制造企業(yè)是一家快速成長的中外合資公司。隨著汽車行業(yè)的競爭越來越激烈，汽車主機廠對零部件配套商提出了更高的精細(xì)化要求。為了改善其裝配車間制造過程生產(chǎn)狀況，提高車間生產(chǎn)效率和生產(chǎn)組織管理能力，更進一步提升企業(yè)的綜合競爭力，企業(yè)實施了一套制造過程信息化系統(tǒng)——裝配車間制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。該系統(tǒng)的實施和應(yīng)用，有效提升了企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)制造能力。目前，汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)(圖8)是裝配車間制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)中關(guān)鍵模塊之一，已成為該公司裝配車間人力資源管理的有效支撐工具。
圖8 汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)應(yīng)用實例
(1)裝配車間人力資源優(yōu)化配置運算。裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)通過與MES系統(tǒng)的任務(wù)管理系統(tǒng)集成接口接收生產(chǎn)任務(wù)消息后(如圖8中的生產(chǎn)任務(wù)制定)，確定裝配車間接受生產(chǎn)任務(wù)各生產(chǎn)工位和生產(chǎn)人員信息(如圖8中的員工實時技能矩陣和車間工位實時技能需求矩陣)，系統(tǒng)構(gòu)建出車間人力資源優(yōu)化配置模型。進行模型的優(yōu)化運算(見圖8的人力資源優(yōu)化模型運算)，運算出工位和員工具體優(yōu)化匹配方案。
(2)人力資源配置輸出。車間管理人員根據(jù)各生產(chǎn)任務(wù)的需求和各個生產(chǎn)員工的實際情況對裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)中的車間生產(chǎn)員工配置進行適當(dāng)調(diào)整，使生產(chǎn)人員的優(yōu)化配置更符合生產(chǎn)任務(wù)的要求。經(jīng)過管理修正后的裝配車間人力資源優(yōu)化配置，系統(tǒng)將生產(chǎn)任務(wù)具體的生產(chǎn)人員配置情況通過手機短信、IE瀏覽器和MES終端等方式傳遞給各個相關(guān)人員(如圖8中的管理修正和人力資源配置輸出)。
(3)實時車間員工技能和生產(chǎn)工位技能需求更新。通過與生產(chǎn)進度管理系統(tǒng)集成接口，企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)將實時收集生產(chǎn)任務(wù)執(zhí)行過程中的實時信息，在車間員工實時技能數(shù)據(jù)庫和車間工位實時技能需求矩陣的支持下，實現(xiàn)對員工技能矩陣和生產(chǎn)任務(wù)的工位技能需求的實時更新，動態(tài)掌控車間生產(chǎn)員工技能狀況，指導(dǎo)下個時段的各生產(chǎn)任務(wù)人員配置。
同時系統(tǒng)可以實現(xiàn)車間人力資源的查詢、統(tǒng)計和分析，并能實時對車間人力資源進行監(jiān)控(如圖8中的車間人力資源配置查詢和裝配現(xiàn)場監(jiān)控)該企業(yè)在汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)的有效支持下，能夠及時、準(zhǔn)確和全面地掌握企業(yè)裝配車間人力資源相關(guān)信息，實現(xiàn)了車間多生產(chǎn)任務(wù)人力資源動態(tài)配置和各生產(chǎn)工位操作工人的優(yōu)化匹配，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了企業(yè)生產(chǎn)組織能力和生產(chǎn)管理水平，為裝配車間生產(chǎn)及時、準(zhǔn)確完成生產(chǎn)任務(wù)提供有力支持。
6 結(jié)語
針對汽車零部件制造企業(yè)裝配車間多生產(chǎn)線和多生產(chǎn)任務(wù)模式下人力資源優(yōu)化配置和動態(tài)管理困難，在較大程度上影響了企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的問題，構(gòu)建了一種能夠支持車間生產(chǎn)工位和操作工人動態(tài)匹配、生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)人員優(yōu)化配置的汽車零部件制造企業(yè)裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)，建立了系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)和運行流程，并研究了基于UML的系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)。通過MES系統(tǒng)平臺的支持，實現(xiàn)了汽車零部件制造企業(yè)裝配車間多生產(chǎn)任務(wù)模式下人力資源的全局優(yōu)化性、配置實時性和匹配合理性。該系統(tǒng)在蕪湖某汽車零部件制造企業(yè)裝配車間進行了應(yīng)用實踐，并取得了良好的應(yīng)用效果，有效提升了裝配車間生產(chǎn)能力和組織管理水平。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：汽車零部件裝配車間人力資源優(yōu)化配置支持系統(tǒng)研究
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