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CIO信息化管理 |
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浅谈信息技术在现场工艺管理中的应用 |
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作者： |
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本文通过分析制造企业现场工艺管理与产品质量之间的关系，提出利用单位局域网硬件平台，建设结合条码技术的企业数据协同管理系统，用于产品原料、实现过程、贮存、售后服务等一系列数据信息的管理，提高企业的全面质量管理水平。
1 引言
工艺管理覆盖产品设计、生产、销售和服务的全过程，而制造企业要控制的关键是生产现场工艺管理。现场工艺管理的目的是实现精益生产，增加企业生产柔性，追求零缺陷和零不良，强调非专检人员的质量保证能力，通过过程控制保证产品质量，其优劣直接影响企业全面质量管理的效能。
本文就军工离散型制造企业多品种、小批量、单件和按任务生产的特征，以及大部分生产信息、管理信息仍靠手写完成的现状，就不同层面、不同类别信息管理软件相互孤立共存而造成许多原始信息重复输入、反复编辑的弊端，提出以条码技术为基础纽带，让产品从原材料到最终完成生产交付及交付后的问题反馈等一系列数据信息在单位层面、车间层面分位产生、协同使用，并最终实现产品数据的电子化，提高工艺现场管理的质量保证能力。
2 条码技术简介
条码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字等资料，它能为被标识物提供唯一的“身份证明”。条码分一维码(One Dimensional Barcode，1D)和二维码(Two Dimensional Barcode，2D)两种。一维码容纳信息量太少，不能满足单位需求，而二维码存储量大、保密性好，即能满足产品描述要求（批次、序列号、名称、图号、所属型号等信息），又能脱离计算机网络和数据库使用，对仓库等现场无电脑客户端的场地使用有很大现实意义，所以本文选用二维条码。
条码系统一般组成：条码机(Barcode Printer)：打印条码；条码扫描器(Barcode Reader或Scanner)：读条码；编码器(Encoder)和解码器(Decoder)：用于资料与条码间的码转换；应用程序界面(API)：用于同操作人员的交互，可根据单位产品特点进行自主开发。
简单条码使用流程如图1所示：
图1 简单条码使用流程图
条码技术的应用为信息化平台上数据产生、流转、保存、调用等提供了接口和钥匙，是企业协同数据库建立的基础，是工艺现场管理的有效工具。
3 企业数据协同管理
军工制造单位主要依靠局域网及相关硬件和ERP、MES、CAPP及CAD等软件实现企业数据的协同管理，本文提出以各型号产品BOM(Bill of Material)物料清单或产品结构树为框架，建立信息化平台上各应用软件的协同数据库。
ERP(Enterprise Resource Planning企业资源计划)：属于单位级顶层管理系统，统筹管理各部门、各层次应用软件系统数据信息，一般包含物料管理、订单管理、生产管理，库存管理、销售管理、财务管理、产品数据、人力资源等主要功能模块。
MES(Manufacturing Execution System制造执行系统)：属于车间层面管理系统，对下，集成末端数据采集设备和一线人员，对计划、材料、设备、产品质量信息等进行数据采集和综合管理，对上，集成ERP，执行其计划指令，并反馈生产现场信息，以便及时处理。
CAPP(Computer Aided Process Planning计算机辅助工艺编制)和CAD(Computer Aided Design计算机辅助设计)：通过BOM与ERP、MES进行集成使用，使相关工艺文件和图样能够在第一时间指导产品的生产，并便于查询、编制、更改和打印等。
4 电子化数据包的建立
4.1 电子化数据包建设平台
电子化数据包建立的平台规划如图2所示，数据包的电子化是全面质量管理在单位信息化平台上的规划、落实。电子化数据包内容将以产品型号、批次、图号或名称为储存信息表，产品结构的逻辑关系(BOM)为框架，以原料信息、计划信息、工艺信息、质量信息等内容为项目存储到协同数据库中，最终可分类查询和打包存档。
图2 电子化数据包建设平台规划图
由图2可知，计划信息不需与产品实物有交互关系，在信息化平台上即可完成，然而产品的实现过程、保存和交付等是信息化平台和数据库对产品实物的实时跟踪和监控，需在产品实物流转过程的各个点位和生产过程的各道工序通过相关局域网客户端及软件与产品实物进行交互。为达成生产有序、质量可控、数据库最简化和信息实时的目的，产品实物需要能被信息化平台辨识的唯一凭证，即条码。
4.2 计划及前期准备
产品计划过程简述（系统运行按单位质量体系文件规定进行，财务等过程渗透其中）；
1)确立任务代号、根据任务信息制定产品生产主计划，计划部门及技术部门根据单位生产能力，确定自行生产和外协加工的分类等；
2)工艺部门根据产品图样建立BOM，确认产品技术状态、编制工艺保证．工艺路线、工艺规程等全套技术文件；
3)质量管理部门编制质量保证文件，并根据工艺规程等技术文件，编制检验记录模板，保存到数据库中；
4)制定产品具体生产计划、原材料订购计划、外协计划等；
5)根据BOM中结构关系，确立条码编码规则。
4.3 产品实现过程、交付和交付后的服务
4.3.1 原材料入库
按计划、BOM和工艺路线要求，购置原材料。原材料预收后进行入库复验，合格后入原材料仓库。在入库过程中，涉及到两个库表：原材料分类入库表、原材料库存信息表。分类入库表用于存储原材料分类入库信息，便于后续查询和检索，如原材料牌号、规格等。库存信息表中存储原材料库存信息，如原材料条码、库存位置、库存数量及对应批次和入库时间、材料生产厂家、材料技术条件、材料炉号及入所复验情况等信息。具体原材料入库顺序见图3。所有信息将集成至单位信息化平台上(ERP)，用户可根据不同的权限对单位原材料信息进行查询。
图3 原材料入库顺序图
4.3.2 领料
根据ERP或MES下达的指令和要生产零件的批次、型号、图号、材料牌号、规格等信息制作含条码的领料申请单，并通过局域网传送领料信息至相关仓库，领料员凭领料申请至仓库领料。领料过程涉及两个数据库表：原材料库存信息表、原材料出库信息表。领料中根据领料单条码生成原材料出库信息表，领料后更新原材料库存信息表。仓库管理员更改领料单中是否完成领料的状态，并将相应的原材料条码关联到领料申请单中，最后将与申请单相同的条码打印，并附在发出的料上。
4.3.3 零件生产
车间通过扫描来料条码确认零件原料正确，通过MES调用产品生产工艺规程和检验记录卡片，将过程数据记录完成（可由末端数据采集器和人工检测录入结合完成）。生产过程中发生质量问题，可通过Avidm或OA等软件完成不合格品的审理，并将相关信息保存到数据库。
4.3.4 零件入库
零件入库过程涉及两个数据库：产品入库表、产品库存信息表。入库表内容包括：产品生产批次、型号、图号、名称、数量等，产品库存信息表内容含：库存位置、总数量、产品图号、产品条码、入库时间等。
4.3.5 装配生产
装配用零件领取同原料领取顺序。装配时，根据BOM结构，打印条码，并将用于装配的零件信息与之关联，装配时同样调用工艺规程和检验记录卡，并将完成的数据信息保存到数据库。
4.3.6 关、重件标识
小批量生产时，无特殊要求的可按批次进行数据记录，如有特殊要求或为关、重件之关重特性的，条码编码时要增加序列号位，为每件产品建立唯一标识，并记录对应数据信息。
4.3.7 产品评审准备
确认生产任务完成，制定数据包建立计划、整理、核对、打包产品生产过程中的所有相关信息，根据原始资料，编写产品生产质量报告，评审报告、质量证明文件等。
4.3.8 产品入库
产品同零件入库。
4.3.9 产品评审
进行产品出厂评审。
4.3.10 待办事项
通过ERP建立评审会待办事项完成计划，确认负责人及完成节点。
4.3.11 产品交付
确认产品所有相关手续齐全，产品出库、出厂。
4.3.12 交付后的服务
将产品交付后发生的质量问题等补充到数据库，形成完整的产品电子化数据包。
5 实践成果及改进方向
为推进现场工艺管理的信息化建设，提高企业全过程质量控制能力，笔者所在单位在硬件条件较好的机加工中心进行了MES的试运行。实现了投产计划、作业计划、派工、生产流程工序控制（包括操作及检验信息的录入等）、终检完工等工作的信息化，并能对相关分类信息进行统计分析。MES的试运行，从单元执行系统方面印证了数据包电子化的可行性，但同样也发现了一些问题，现将经验总结如下：
1)MES的输入（包括工艺、路卡、相关记录表格等）尚不能与之集成，仍旧依靠手动录入，所以，一个或数个独立单元的信息化不能实现现场工艺管理的整体提升，局限了全过程质量管理的连续性。信息化建设一定要统筹规划，选用同样软件开发平台上的管理或执行系统。因为ERP与CAPP、MES等模块的集成至关重要，要实现产品数据包的电子化，就必须使得BOM真正起到纽带及框架作用，连接不同的功能模块，支撑一个型号的所有相关产品；
2)信息化建设是一个持续改进的过程，所以要求：一是平台要给各系统留有不断完善的空间；二是平台、系统开发的核心技术应该掌握在本单位手中。
6 结束语
现场工艺管理的信息化建设对于航天制造企业至关重要。首先，它能够适应军工企业产品类型多，产品数量少、技术状态多变、计划调整频繁、质量控制要求高等复杂生产环境，真正达成产品数据包的完整性、准确性要求。其次，电子化数据包能将产品所有相关信息及时、透明地展现出来，使数据包在过程控制中，起到预防和及时处理质量问题的作用；在产品整个生命周期中，起到质量可追溯，数据可再判读、再分析的作用。(end)
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(8/30/2012) |
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