摘 要

　　工時(shí)定額是制造企業(yè)完成單位合格產(chǎn)品制造所需的時(shí)間，其是估算產(chǎn)品生產(chǎn)人力成本的基礎，是新品定價(jià)、企業(yè)內部成本控制的重要依據。工時(shí)定額的管理是現代制造企業(yè)管理制度的重要組成部分。我國制造企業(yè)工時(shí)定額管理水平偏低，很多制造企業(yè)是采取經(jīng)驗估計法進(jìn)行工時(shí)定額，即定額人員根據以往的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗直接估算制造產(chǎn)品所需的工時(shí)，該方法雖然簡(jiǎn)單快速，但人為主觀(guān)因素影響太大，因此一些企業(yè)根據自身實(shí)際情況制定了產(chǎn)品工時(shí)定額標準，通過(guò)參數查表等方式確定產(chǎn)品工藝路線(xiàn)中每工步或工序的工時(shí)，該方法避免了人員的主觀(guān)性，但手工查表計算的方式工作量繁重且容易出錯，亟需采用信息系統輔助計算和管 理。

　　針對制造企業(yè)工時(shí)定額管理的問(wèn)題，本文設計與實(shí)現了一個(gè)計算機輔助工時(shí)定額管理系統，將企業(yè)制定的定額標準描述成計算機可處理的形式化表示，定額人員設定標準中的參數值，系統自動(dòng)查表及運算后得出單工步的工時(shí)定額，根據工藝路線(xiàn)累計零組件的工時(shí)定額，再根據產(chǎn)品 BOM（Bill of Material,物料清單）累計整個(gè)產(chǎn)品的工時(shí)定額。

　　本文主要工作如下：

　　1.提出了工時(shí)定額標準的計算機形式化描述方法，包括參數聲明、表達式賦 值、條件選擇等語(yǔ)法，支持參數的四則運算、根據參數查表等，能靈活完整地表達企業(yè)制定的工時(shí)定額標準。

　　2.基于解釋器（Interpreter）模式設計實(shí)現了工時(shí)定額標準的解析器，解析器的核心是對表達式的解析，表達式詞法分析后按照解釋器模式構建語(yǔ)法樹(shù)，綁定參數后計算表達式值。

　　3.采用三層架構模式設計與實(shí)現了計算機輔助工時(shí)定額管理系統，包括 Web系統和 WinForm 客戶(hù)端兩種用戶(hù)界面形式，Web 系統實(shí)現工時(shí)定額標準維護等功能，采用 ASP.NET、AJAX 等技術(shù)實(shí)現；WinForm 客戶(hù)端實(shí)現需要交互性較強的工藝路線(xiàn)編輯、工步定額等功能，WinForm 客戶(hù)端和服務(wù)器端間使用 WebServices 協(xié)議實(shí)現數據交互。

　　通過(guò)在某制造企業(yè)的實(shí)際應用，本文系統提高了企業(yè)工時(shí)定額的科學(xué)性及效率，取得了良好的效果，系統具有較強的實(shí)用性。

　　關(guān)鍵詞：企業(yè)信息化；工時(shí)定額管理；解釋器模式；三層架構；AJAX;Web Services

Abstract

　　The time quota is required time that manufactures the unit product in the manufacturing enterprise. It is the basis for estimating the labor cost of a product, and is also an important basis for the pricing of new products and the internal cost control of the enterprise. The management of the time quota is an important part of the modern manufacturing enterprise management system. The time quota managementlevel of manufacturing enterprises in our contry is low. Many manufacturing enterprises adopt the empirical estimation method to estimate the time quato, that is, the required man-hours are directly estimated by the personnel based on past practice experience. Although this method is simple and fast, the subjective factors are too much influence.Some enterprises have formulated the time quota standards, and the time quato of each step is determined by means of looking up standard table. This method avoids the subjectivity of personnel, but workload is heavy and error-prone.It is urgent to use information system to calculate and manage.

　　Aiming at the problem of manufacturing time quota management, this paper designs and implements a computer-aided time quota management system, which describes the time quota standard of the enterprise as a formable representation that can be processed by the computer. The quota personnel set the parameters in the standard, then the system automatically look up standard table and calculates the single-step time quota. Then the time quato of a part is accumulated according to the process route, the total time quota of whole product is accumulated according to the BOM （Bill of Material）。The main work is as follows:

　　2. The parser of the time quota standard is designed based on the interpreter pattern. The core of the parser is the parsing of the expression. After lexical analysis of expressions, a grammar tree is constructed according to the interpreter design pattern. After the parameters are bound, the value of expression is calculated.

　　3. The three-tier architecture is used to design and implement the computer-aided time quota management system. System includes the two user interface forms: Web system and WinForm client.Web system implement the functions of time quota standard maintenance, etc., using ASP.NET, AJAX and other Web development technology. WinForm client implement the functions that requires a highly interactivesuch as process route editing. The Web Services protocol is used to implement data interaction between WinForm client and the server.

　　Through the actual use of a manufacturing enterprise, the scientific and efficiency of the enterprise's time quota is improved. The system has strong practicability.

　　Key words: Enterprise Informationization;Time Quato Management;Interpreter Pattern;Three-tier Architecture;AJAX;Web Services

目 錄

　　第一章 緒論

　　1.1 研究背景

　　工時(shí)定額是制造企業(yè)的一項基礎性工作，其估算生產(chǎn)單位合格產(chǎn)品所需的時(shí)間。目前市場(chǎng)競爭日益加劇，客戶(hù)需求變化更加快速，多品種小批量的訂單生產(chǎn)方式已經(jīng)成為我國中小制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式[1],工時(shí)定額對于制造企業(yè)的作用日益加強：

　　1.工時(shí)定額是制造企業(yè)報價(jià)和成本過(guò)程控制的重要依據。在企業(yè)接收到客戶(hù)訂單后，如何快速、準確地估算制造工時(shí)，計算成本，給客戶(hù)提供報價(jià)成為影響企業(yè)競爭力的重要因素。

　　2.工時(shí)定額是制造企業(yè)科學(xué)組織生產(chǎn)的基礎，企業(yè)有了準確的工時(shí)定額才能合理地編制生產(chǎn)計劃，配置勞動(dòng)力，科學(xué)地組織生產(chǎn)。

　　3.工時(shí)定額是制造企業(yè)衡量工人勞動(dòng)效率的依據，合理的工時(shí)定額能盡量接近實(shí)際工時(shí)，能貫徹按勞分配的制度，調動(dòng)工人的積極性，提高生產(chǎn)的效率。

　　我國制造企業(yè)主要采取以下兩種方式進(jìn)行工時(shí)定額：

　　1.經(jīng)驗估計。企業(yè)選用在生產(chǎn)一線(xiàn)工作多年，有著(zhù)經(jīng)驗豐富的工人師傅作為定額員，定額員查看產(chǎn)品圖紙并根據以往的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗直接估算生產(chǎn)工時(shí)，該方法工作量最小也最為快捷，但管理上較為粗放，定額的準確性完全依賴(lài)于定額人員的經(jīng)驗，定額人員的主觀(guān)因素影響太大。

　　2.根據定額標準計算。某些制造企業(yè)為避免經(jīng)驗估算的隨意性，根據行業(yè)標準并結合企業(yè)自身實(shí)際情況，針對工序或工步制定工時(shí)定額標準，定額時(shí)根據工藝路線(xiàn)中標定的參數的值，通過(guò)查表的方法計算工時(shí)。該方法若由定額人員手工操作，經(jīng)過(guò)在企業(yè)實(shí)地了解，熟練的工時(shí)定額人員進(jìn)行每個(gè)工步定額的耗時(shí)都在3~5 分鐘，且容易出錯。

　　我省某航空制造企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品型號繁多，是典型的多品種小批量型制造企業(yè)，對科學(xué)、準確地進(jìn)行工時(shí)定額的需求迫切，已經(jīng)組織有經(jīng)驗的人員制定了機械加工、熱表處理、鑄造、裝配等不同工種的工時(shí)定額標準，目前亟需使用軟件系統提高工時(shí)定額效率，系統中選中標準并輸入參數，立刻就計算出工步的工時(shí)定額，且能自動(dòng)逐層累計工序、工藝路線(xiàn)、零組件，直至產(chǎn)品的工時(shí)定額，解放定額人員繁重的計算工作。本文根據該企業(yè)的真實(shí)需求，研究計算機輔助工時(shí)定額管理系統的設計與實(shí)現。

　　1.2 研究目的及現狀

　　本文的研究目的是針對企業(yè)已經(jīng)制定的工時(shí)定額標準，研發(fā)計算輔助管理系統，使用計算機可處理的方式描述工時(shí)定額標準，利用系統更方便快捷地按標準進(jìn)行產(chǎn)品工時(shí)定額。

　　針對計算機輔助管理工時(shí)定額問(wèn)題，多年來(lái)出現了較多的成果，例如文獻[2][3]采用了回歸分析法，收集和整理工時(shí)的實(shí)測數據，通過(guò)最小二乘法等方法建立工時(shí)與各影響因素間關(guān)系的數學(xué)模型，該方法中怎樣選擇數學(xué)方程式作為數學(xué)模型的基本形式非常重要，一般需要多次試探才能完成，且制造企業(yè)中工序和工步繁多，建立數學(xué)模型的工作量也很大。文獻[4]認為零件或產(chǎn)品的加工特性和所需工時(shí)間具有非線(xiàn)性函數關(guān)系，因此采用 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )，輸入層為零件加工特征信息，輸出層就是工時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )通過(guò)大量實(shí)例訓練后用于工時(shí)定額。文獻[5-8]等亦采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行工時(shí)定額。文獻[9][10]將事例推理技術(shù)應用于工時(shí)定額研究中，提出了基于事例推理技術(shù)的工時(shí)定額確定方法，基于遺傳算法提出了一個(gè)事例層次檢索模型。文獻[11]針對 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )易陷入局部最小，不易收斂的問(wèn)題，將遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )結合，提出遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )用于工時(shí)定額。總體上看，現有文獻主要關(guān)注如何建立工時(shí)和影響因素間的數學(xué)模型，而本文系統是企業(yè)的真實(shí)需求，該企業(yè)已經(jīng)參考行標（如中航工業(yè)《機械加工勞動(dòng)定額時(shí)間標準》等）并根據企業(yè)實(shí)際經(jīng)驗，建立了參數和工時(shí)定額間的對應關(guān)系表格，并以文字說(shuō)明的方式附注了表格查詢(xún)和計算方法，需解決如何用計算機能處理的方式描述標準的問(wèn)題，本文旨在對該問(wèn)題進(jìn)行有一定實(shí)用價(jià)值的積極探索。

　　市面上現已出現了一些工時(shí)定額的商業(yè)軟件，其中比較突出的是"敬信工時(shí)定額管理系統"[12],但其只關(guān)注于機械加工行業(yè)，軟件中內置了成套的機械行業(yè)工時(shí)定額標準，企業(yè)可以自定義定額標準，支持產(chǎn)品 BOM 的導入及編輯，支持零部件工藝路線(xiàn)的編輯，定額計算工步的工時(shí)后能自動(dòng)累計產(chǎn)品的工時(shí)定額，敬信工時(shí)定額管理系統功能齊備，還支持定額流程和任務(wù)的管理，能自定義定額流程，進(jìn)行任務(wù)分工，例如將產(chǎn)品中的各零部件定額并行分發(fā)給定額人員，系統自動(dòng)監控定額人員的執行情況，匯總定額數據。敬信工時(shí)定額管理系統是目前市場(chǎng)上功能最齊全的工時(shí)定額軟件，但它價(jià)格較貴且僅針對于機械加工定額，對熱處理、鑄造等方面的定額未涉及，且用戶(hù)自定義工時(shí)定額標準時(shí)只能使用公式，不 能自定義查表及表達選擇邏輯等。

　　1.3 論文的主要工作

　　論文的主要工作體現在以下幾個(gè)方面：

　　1.提出了工時(shí)定額標準的計算機形式化描述方法。實(shí)際需求中，某軍工企業(yè)組織人員參考中航工業(yè)《機械加工勞動(dòng)定額時(shí)間標準》等行業(yè)標準并根據企業(yè)自 身的積累的實(shí)踐經(jīng)驗數據制定了各類(lèi)工種的幾百個(gè)工時(shí)定額標準，每個(gè)標準定義了參數和工時(shí)定額值間對應關(guān)系的表格，例如"車(chē)床車(chē)螺紋"表格中定義了參數（長(cháng)度、螺紋大徑、螺距）和對應的工時(shí)定額值，標準表格帶有附注（例如規定了各種條件下如何調整工時(shí)定額查表值等）。實(shí)現計算機輔助工時(shí)定額，必須將工時(shí)定額標準轉換為計算機能處理的形式化描述，本文定義了一種定額標準的描 述方法，包括參數聲明、表達式賦值、條件選擇等語(yǔ)法，支持參數的四則運算、根據參數查表等，能靈活完整地表達企業(yè)制定的工時(shí)定額標準。

　　2.設計與實(shí)現了工時(shí)定額標準的解析器。工時(shí)定額標準描述為文本后，進(jìn)行定額時(shí)，需對標準文本進(jìn)行解析。解析器的核心是對表達式的解析，本文對表達式詞法分析后，基于解釋器（Interpreter）設計模式構建語(yǔ)法樹(shù)，綁定參數后計算表達式值。

　　3.采用三層架構模式設計與實(shí)現了計算機輔助工時(shí)定額管理系統，系統功能齊備，包括工藝路線(xiàn)編輯、BOM 編輯、工步工時(shí)定額、自動(dòng)累計工藝路線(xiàn)及產(chǎn)品工時(shí)、生成報表等功能。系統包括 Web 系統和 WinForm 客戶(hù)端兩種用戶(hù)界面形式，Web 系統實(shí)現工時(shí)定額標準維護等功能，采用 ASP.NET、AJAX 等技術(shù)實(shí)現；WinForm 客戶(hù)端實(shí)現需要交互性較強的工藝路線(xiàn)編輯、工步定額等功能，WinForm 客戶(hù)端和服務(wù)器端間使用 Web Services 協(xié)議實(shí)現數據交互。

　　1.4 論文的組織

　　全文共分六章：

　　第一章 緒論

　　介紹了本文研究的背景、研究的目的及現狀、主要工作。

　　第二章 工時(shí)定額標準的描述

　　主要闡述了對工時(shí)定額標準形式化描述的方法。

　　第三章 系統需求分析

　　闡述了計算機輔助工時(shí)定額管理系統的功能性需求及非功能性需求。

　　第四章 系統設計

　　首先介紹了計算機輔助工時(shí)定額管理系統的架構設計，然后詳細闡述了業(yè)務(wù)邏輯層（定額標準解析器、Domain 包、Web Services 接口）的設計、數據存取層的設計、系統交互的設計等內容。

　　第五章 系統實(shí)現與測試

　　首先分別介紹 Web 系統及 WinForm 客戶(hù)端的界面及實(shí)現技術(shù)，然后簡(jiǎn)要敘述了系統的功能、兼容性和性能測試的情況。

　　第六章 結論與展望總結

　　本文的主要內容，指出了需要進(jìn)一步開(kāi)展的工作。

　　第二章 工時(shí)定額標準的描述
　　2.1 工時(shí)定額相關(guān)概念介紹
　　2.2 工時(shí)定額標準及其描述
　　2.2.1 工時(shí)定額標準示例
　　2.2.2 工時(shí)定額標準的描述方法

　　第三章 系統需求分析
　　3.1 系統功能性需求
　　3.1.1 基礎數據管理子系統
　　3.1.2 工時(shí)定額子系統
　　3.2 系統非功能性需求
　　3.3 本章小結

　　第四章 系統設計
　　4.1 系統架構設計
　　4.2 基于解釋器模式的工時(shí)定額標準解析器的設計
　　4.2.1 使用解釋器模式構建工時(shí)定額表達式語(yǔ)法樹(shù)
　　4.2.2 解析器算法流程
　　4.2.3 解析器中主要類(lèi)的設計
　　4.3 Domain 包的類(lèi)設計

　　4.4 Web Services 接口的設計
　　4.5 數據庫的設計
　　4.6 數據存取層的設計
　　4.7 系統交互的設計
　　4.8 本章小結

　　第五章 系統實(shí)現與測試
　　5.1 系統實(shí)現
　　5.1.1 Web 系統的實(shí)現
　　5.1.2 WinForm 客戶(hù)端的實(shí)現
　　5.2 系統測試
　　5.3 本章小結

第六章 總結與展望

　　本文針對制造企業(yè)工時(shí)定額管理的問(wèn)題，設計與實(shí)現了一個(gè)計算機輔助工時(shí)定額管理系統。理論上，提出了一種工時(shí)定額標準的計算機描述方式，該描述方式包括一組參數的聲明、賦值語(yǔ)句，能進(jìn)行表達式計算，支持參數查表等，能完整地表達企業(yè)制定的工時(shí)定額標準。工時(shí)定額標準解析器的核心是對表達式的解析，基于解釋器（Interpreter）模式設計了表達式解析引擎的算法，完成了工時(shí)定額標準解析器的設計。系統設計上，使用經(jīng)典的三層架構，闡述了業(yè)務(wù)邏輯層及數據存取層的類(lèi)設計、數據庫的設計、Web Services 接口的設計、對象交互的設計等系統設計各方面問(wèn)題，建立了系統設計模型。系統實(shí)現上，Web 系統采用ASP.NET 實(shí)現，使用了 ASP.NET AJAX Control Toolki 等工具包；需要更好交互性的工時(shí)定額等功能采用 WinFom 客戶(hù)端，使用 Developer Express 的 UI 控件，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn) Web Services 接口和服務(wù)器端交互。最后對系統的實(shí)現進(jìn)行了展示，并介紹了系統的功能、兼容性、性能測試情況。經(jīng)過(guò)企業(yè)的實(shí)際使用，本文系統提高了企業(yè)工時(shí)定額的科學(xué)性及效率，取得了較好的效果，體現了良好的實(shí)用性。

　　限于時(shí)間和工作量等因素，本文系統后續尚有很多待完善的工作，例如：

　　1.零組件定額模版。同類(lèi)的零組件結構和工藝相似，若都從頭開(kāi)始構建零組件工藝路線(xiàn)，進(jìn)行工時(shí)定額，重復性勞動(dòng)較多。考慮為同類(lèi)零組件定義統一的模版，定額時(shí)在模版上進(jìn)行調整即可生成零組件的工時(shí)定額，模版的使用能更大幅降低定額人員的工作量。

　　2.工時(shí)定額結果數據的分析及預警。同一工時(shí)定額標準在不同工藝路線(xiàn)下的定額結果數據可進(jìn)行對比分析，對明顯不合理的工時(shí)定額可進(jìn)行預警。

　　3.進(jìn)一步完善系統，目前系統還有一些需要完善的地方，例如易用性、數據傳輸的加密等等。

　　4.工時(shí)定額標準的版本問(wèn)題，對工時(shí)定額標準的修訂需要進(jìn)行版本控制，能隨時(shí)查找到歷史版本并進(jìn)行比較，版本的管理問(wèn)題也需進(jìn)行更近一步的研究。

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致謝

　　論文完成之際，回顧這三年的在職工程碩士學(xué)習生活，有工作和學(xué)習間來(lái)回切換的忙碌，更有收獲的喜悅，但更多的是對給予我無(wú)私幫助的老師和同學(xué)的無(wú)限感激之情。

　　感謝我的導師張永軍副教授。導師的治學(xué)態(tài)度、為人處事和工作作風(fēng)都將永遠是我學(xué)習的楷模，并將深深地影響我今后的學(xué)習、工作和生活。衷心感謝導師在各方面給予我悉心的指導和鼓勵，我能為有這樣一位導師而感到欣慰和驕傲。

　　感謝我的企業(yè)導師李兆波高工，多年深厚的軟件設計與實(shí)現經(jīng)驗給予我極大地幫助，論文選題來(lái)源于企業(yè)實(shí)際需求，在論文系統實(shí)現及設計過(guò)程中，企業(yè)導師給了我很多有價(jià)值的指導和建議。

　　感謝計算機學(xué)院的全體老師們，他們的言傳身教將會(huì )使我受用終生。

　　感謝在職工程碩士周末班的同學(xué)們，每個(gè)周末共同學(xué)習的美好時(shí)光是最值得懷念的回憶。

　　感謝我的家人，三年來(lái)平時(shí)上班，周末學(xué)習，少了很多與你們團聚的時(shí)刻，感謝你們對我無(wú)私的愛(ài)和有力的支持。

　　最后，再次感謝所有曾經(jīng)關(guān)心幫助過(guò)我的師長(cháng)、親人和朋友們，謝謝你們

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