單件批次管理在卷煙輔料配送過(guò)程中的應(yīng)用

王毓敏，郭妙貞

WANG Yu-min，GUO Miao-zhen

（浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠，杭州 310024）

0 引言

隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)的煙草工業(yè)正逐步向信息化與工業(yè)化深度融合發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)智能化、信息化卷煙，在實(shí)施了企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱ERP）、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱MES）等系統(tǒng)之后，又實(shí)施了批次管理信息系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱批次系統(tǒng)），進(jìn)一步提升了企業(yè)信息化水平，然而在批次管理實(shí)施過(guò)程中，由于在卷煙輔料配送環(huán)節(jié)人工參與操作較多，要完整準(zhǔn)確地獲取每件輔料生產(chǎn)全過(guò)程信息非常困難。

目前國(guó)內(nèi)有許多優(yōu)秀企業(yè)實(shí)施了批次管理，也有許多應(yīng)用研究成果，但還沒(méi)有顆粒度為“單件”的批次管理應(yīng)用成果。本文通過(guò)對(duì)MES系統(tǒng)、物流高架庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱WMS）與輔料配送業(yè)務(wù)的聯(lián)合改造，將信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及移動(dòng)PDA應(yīng)用到卷煙單件輔料流轉(zhuǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了單件批次管理，達(dá)到了物料快速追蹤，精確定位，重現(xiàn)物料流轉(zhuǎn)過(guò)程，減少產(chǎn)品質(zhì)量追溯量的目的。

1 卷煙輔料配送特點(diǎn)

輔料配送是指按照機(jī)組生產(chǎn)計(jì)劃將卷接包機(jī)組需要的輔料，按時(shí)、按量保質(zhì)、連續(xù)地運(yùn)送到指定工位的過(guò)程。目前煙草工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高，基本實(shí)現(xiàn)了從原輔材料入庫(kù)至成品出庫(kù)全過(guò)程的自動(dòng)化設(shè)備聯(lián)接，但在卷煙生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成型、卷接包裝等各工序間有明顯的停頓和等待時(shí)間，工序之間有一定量的在制品儲(chǔ)存，其實(shí)質(zhì)還是離散型生產(chǎn)。圖1為卷包生產(chǎn)與輔料配送流程圖。如圖所示，卷包生產(chǎn)主要工序的輔料都是由輔料高架庫(kù)配送。輔料高架庫(kù)的主要作業(yè)環(huán)節(jié)是輔料的搭配和配送。

圖1 卷包生產(chǎn)、輔料配送流程圖

正常情況下，輔料配送由WMS自動(dòng)完成，但在某些特殊情況，如輔料高架庫(kù)故障、生產(chǎn)特殊卷煙品牌時(shí)會(huì)人工參與配送輔料，以及換牌后處理尾料托盤時(shí)的同一輔料多次操作問(wèn)題。

綜上所述卷煙輔料配送特點(diǎn)是自動(dòng)作業(yè)與人工操作相互交融。正因?yàn)橛辛巳斯⑴c操作，各信息系統(tǒng)就難以準(zhǔn)確、全面的獲取生產(chǎn)信息。

2 單件批次管理現(xiàn)狀與優(yōu)勢(shì)

2.1 單件批次管理定義與現(xiàn)狀

批次管理是指產(chǎn)品從原材料投入到交付出廠的整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程中，實(shí)行嚴(yán)格按批次進(jìn)行的科學(xué)管理，它貫穿于產(chǎn)品生產(chǎn)制造的全過(guò)程。是在大規(guī)模批量化生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品品種、質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、生產(chǎn)周期等進(jìn)行有效控制而采用的一種管理方法。在具體操作過(guò)程中，要合理的確定批次容量，當(dāng)批次量確定為“單件”時(shí)，即為單件批次管理。

隨著企業(yè)信息化水平的逐步提高，國(guó)內(nèi)各行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢(shì)企業(yè)均實(shí)施了批次管理，這些企業(yè)批次管理的批容量按同質(zhì)性進(jìn)行劃分，即認(rèn)為生產(chǎn)原料、生產(chǎn)條件、生產(chǎn)工藝相同的產(chǎn)品為同一批次，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，也有多個(gè)相近批次的總和成一個(gè)批次或?qū)⑼慌?hào)按條件拆分成幾個(gè)批次的應(yīng)用情況，但到目前為止還沒(méi)有批次數(shù)量為“1”的批次管理。

2.2 單件批次管理優(yōu)勢(shì)

單件批次管理數(shù)量是唯一的，管理是終身的，一跟到底，這就促使它跟普通的批次管理相比具體無(wú)可比擬的優(yōu)越性：

1）單件批次管理能有效減少流程性生產(chǎn)過(guò)程中批次量逐步放大的情況；

2）能精確的追蹤與追溯到每一件物料；

3）能依據(jù)物料批次信息及內(nèi)部加工過(guò)程進(jìn)行產(chǎn)品的多維度比較分析；

4)能進(jìn)一步提高物料精細(xì)化管理水平，實(shí)現(xiàn)物料管理與業(yè)務(wù)的外部延伸；

5）能實(shí)現(xiàn)靈敏、快速地反映市場(chǎng)、適應(yīng)市場(chǎng)、服務(wù)市場(chǎng)。

質(zhì)量是企業(yè)生命的源泉，為了立足市場(chǎng)，提高顧客滿意度，在卷煙輔料配送環(huán)節(jié)引入了單件批次管理，旨在質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生時(shí)能迅速準(zhǔn)確地查出原因，精確確定追溯范圍，從而將卷煙成品報(bào)廢數(shù)量與顧客投訴率降到最低。

3 單件批次管理應(yīng)用情況研究

3.1 批次管理信息系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)單件批次管理必須要有專門管理物料批次的信息系統(tǒng)——批次管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)以全流程全物料范圍為研討對(duì)象，但其本身沒(méi)有任何業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，需要通過(guò)接口獲取其他信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息、生產(chǎn)信息。在煙草工業(yè)企業(yè)主要有八個(gè)業(yè)務(wù)流程：

1）原煙接收、分選到打葉復(fù)烤成品下線全過(guò)程；

2）片煙梗絲薄片接收、倉(cāng)儲(chǔ)、到耗用全過(guò)程；

3）香精香料收貨、混合調(diào)配到混合液耗用全過(guò)程；

4）卷煙輔料從收貨、倉(cāng)儲(chǔ)、配送到機(jī)臺(tái)耗用的全過(guò)程；

5）煙絲制絲批次生產(chǎn)全過(guò)程；

6）濾棒成型以及濾棒耗用全過(guò)程；

7）卷包盒煙、件煙到調(diào)成品調(diào)撥出庫(kù)全過(guò)程；

8）聯(lián)營(yíng)加工煙從生產(chǎn)下線、收貨到調(diào)成品調(diào)撥出庫(kù)全過(guò)程。

批次系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)合各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)與業(yè)務(wù)流程的聯(lián)合改造消除各大流程的業(yè)務(wù)盲點(diǎn)，在打通八大業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)煙草工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程的全線貫通。

3.2 卷煙配送批次改造

只有全生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效的單件批次管理改造后，才能實(shí)現(xiàn)單件批次管理。輔料配送是批次管理八大業(yè)務(wù)流程之一。如圖2所示，此環(huán)節(jié)主要通過(guò)對(duì)ERP、MES、WMS三個(gè)信息系統(tǒng)及相關(guān)業(yè)務(wù)的聯(lián)合改造實(shí)現(xiàn)單件批次管理，批次改造的重點(diǎn)是輔料搭配、入庫(kù)、儲(chǔ)存、出庫(kù)、機(jī)臺(tái)耗用、退料、尾料處理及其他各種人工操作，改造目標(biāo)是準(zhǔn)確、完整的獲取業(yè)務(wù)流程中所有的生產(chǎn)信息，并將數(shù)據(jù)接口給批次系統(tǒng)。

4 單件批次管理應(yīng)用難點(diǎn)

在卷煙輔料配送過(guò)程實(shí)施單件批次管理時(shí)，由于單件批次信息量大、實(shí)物流動(dòng)性強(qiáng)、人工介入操作多，遇到一些難點(diǎn)。

圖2 輔料配送流程示意圖

4.1 批次信息難以快速識(shí)別

卷煙輔料品種多達(dá)十多種，每個(gè)品種產(chǎn)地均不少于兩家，每天消耗的輔料數(shù)以萬(wàn)計(jì)，單件批次的信息量非常大。輔料搭配主要通過(guò)人工介入方式完成，用有限的人力去識(shí)別海量的單件批次信息顯然不具備可操作性。批次信息難以快速識(shí)別就成應(yīng)用中遇到的第一難題。通過(guò)摸索與試驗(yàn)，嘗試通過(guò)設(shè)計(jì)大件號(hào)來(lái)解決此難題。通過(guò)對(duì)輔料供應(yīng)商的延伸管理，要求其在生產(chǎn)過(guò)程中記錄每個(gè)單件輔料批次信息（簡(jiǎn)稱小件號(hào)），同時(shí)為每個(gè)輔料輸送運(yùn)輸單元（以下簡(jiǎn)稱來(lái)料托盤）設(shè)立一個(gè)大件號(hào)，由供應(yīng)商負(fù)責(zé)建立大件號(hào)與小件號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將此信息傳至批次系統(tǒng)。這樣在輔料搭配時(shí)只要識(shí)別大件號(hào)信息并將其與輔料托盤綁定，再將托盤信息接口至批次系統(tǒng)，就能追蹤到每件輔料。

4.2 實(shí)物與批次信息一致性難以保證

解決了信息識(shí)別問(wèn)題，隨之而來(lái)的卻是實(shí)物與信息一致性問(wèn)題。大件號(hào)是貼或放在來(lái)料托盤上的條形碼，在輔料搭配完成后，來(lái)料托盤的實(shí)體也隨之消失，大件號(hào)就失去了與實(shí)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此當(dāng)輔料托盤搭配完成后，就不能隨意變動(dòng)托盤內(nèi)的輔料，要保證輔料搭配時(shí)大件號(hào)信息與實(shí)物一致性主要有三種做法：

1）數(shù)量一致的單品種輔料托盤

搭配托盤輔料數(shù)量與來(lái)料托盤的輔料數(shù)量相同，搭配時(shí)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行大件號(hào)識(shí)別、托盤信息綁定即可入庫(kù)存放。

2）數(shù)量不一致的單品種輔料托盤

搭配托盤輔料數(shù)量與來(lái)料托盤的輔料數(shù)量不相同，通過(guò)托盤搭配要求設(shè)計(jì)，在保證信息與實(shí)物一致性前提下，獲取較高的托盤搭配效率。例如：托盤輔料搭配數(shù)設(shè)計(jì)為來(lái)料托盤輔料數(shù)量的一半，同時(shí)要求供應(yīng)商在每件來(lái)料托盤的兩側(cè)都貼上此件輔料的大件號(hào)，搭配托盤時(shí)將來(lái)料托盤放中間，搭配托盤放兩邊，各取一半的輔料搭配到托盤上，保證每個(gè)托盤上都有大件號(hào)信息。

3）混搭托盤

混搭托盤在設(shè)計(jì)時(shí)每個(gè)托盤不能超過(guò)兩種搭配輔料，否則在操作時(shí)很難保證實(shí)物與信息的一致性?；齑钔斜P每種輔料的搭配數(shù)量在保證匹配性的前提下，數(shù)量應(yīng)為來(lái)料托盤輔料數(shù)量的偶數(shù)倍。托盤搭配要求根據(jù)具體情況，運(yùn)用目識(shí)、防呆等管理方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.3 信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性、完整性難以保證

卷煙輔料配送過(guò)程自動(dòng)化作業(yè)與人工操作相互交融，自動(dòng)化作業(yè)有信息系統(tǒng)記錄生產(chǎn)信息，人工操作環(huán)節(jié)存在信息記錄不準(zhǔn)確、記錄不及時(shí)、甚至是沒(méi)有記錄的情況，如信息系統(tǒng)不能將輔料配送整個(gè)流程的信息都記錄下來(lái)，批次系統(tǒng)就不能完整的追溯到每件輔料的生產(chǎn)過(guò)程，嚴(yán)重時(shí)可能追蹤或追溯不到輔料。此時(shí)需要根據(jù)信息系統(tǒng)邊界劃分，確定各種人工操作對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)，利用手持移動(dòng)PDA及信息接口技術(shù)獲取所有人工操作的信息，將人工操作與自動(dòng)作業(yè)的信息串聯(lián)起來(lái)都接口給批次管理系統(tǒng)，保證追蹤與追溯到每件輔料。

4.4 尾料批次信息無(wú)法識(shí)別

尾料是指卷煙生產(chǎn)換牌后已送至生產(chǎn)機(jī)組還未用完的輔料，因輔料托盤搭配完成后，大件號(hào)信息就與托盤信息綁定在一起，后續(xù)輔料托盤的任何變動(dòng)已無(wú)法對(duì)大件號(hào)進(jìn)行實(shí)物操作，為防止托盤與大件號(hào)對(duì)應(yīng)信息丟失與錯(cuò)亂，主要可采取了以下三種處理方式：

1）立即使用

當(dāng)大件號(hào)對(duì)應(yīng)的小件號(hào)全部使用完畢，大件號(hào)就沒(méi)有存在的意義。因此當(dāng)尾料量較少，短時(shí)間內(nèi)能夠用完，就人工發(fā)放給生產(chǎn)同種成品的生產(chǎn)機(jī)組使用。

2）保持原樣

當(dāng)尾料量較大，短時(shí)間內(nèi)不能用完，則保持托盤尾料狀態(tài)，經(jīng)過(guò)尾料托盤垛型整理，直接回庫(kù)存放，此時(shí)托盤的實(shí)物與信息沒(méi)有改變，能保證實(shí)物與信息的一致性。

3）重生大件號(hào)

當(dāng)以上兩種處理方式都不適合時(shí)，只有獲取每件輔料的信息并重新生成大件號(hào)，并將大件號(hào)與單件輔料對(duì)應(yīng)關(guān)系信息接口至批次系統(tǒng)。

4.5 單件批次管理信息處理難點(diǎn)

1）PDA難以傳送接口數(shù)據(jù)

批次系統(tǒng)只要獲取輔料配送過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息，就能追蹤與追溯輔料配送的全過(guò)程。為達(dá)到輔料批次的快速識(shí)別及實(shí)物與信息的一致性，許多關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)操作都使用手持PDA進(jìn)行掃碼操作，PDA能及時(shí)將操作信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞給各自的信息系統(tǒng)，但用PDA將信息接口給其它信息系統(tǒng)則非常因難。通過(guò)實(shí)踐，摸索出了兩種較為簡(jiǎn)單的處理方法。其一在客戶端開(kāi)發(fā)相應(yīng)的信息確認(rèn)界面，以人工確認(rèn)的方式將信息接口給其他信息系統(tǒng)；其二開(kāi)發(fā)定時(shí)服務(wù)功能，以自動(dòng)的方式定時(shí)將信息接口給其他信息系統(tǒng)。

圖3 杭煙應(yīng)用實(shí)例

2）信息系統(tǒng)難以分辯出入庫(kù)原因批次改造前輔料高架庫(kù)只需將改變庫(kù)存的出入庫(kù)信息接口給其他信息系統(tǒng)，批次改造后為追溯輔料配送的全過(guò)程，批次系統(tǒng)需要所有的出入庫(kù)信息，方便質(zhì)量事故的后續(xù)原因分析。在進(jìn)行輔料庫(kù)作業(yè)時(shí)操作人員知道每種輔料出入庫(kù)的原因，但許多原因系統(tǒng)較難分辯，通過(guò)梳理，確定輔料高架庫(kù)出入庫(kù)主要原因有入庫(kù)、回庫(kù)、生產(chǎn)出庫(kù)、強(qiáng)制出庫(kù)、降級(jí)、物料外運(yùn)、報(bào)廢等，而對(duì)系統(tǒng)不能分辯的原因（如物料外運(yùn)與報(bào)廢）通過(guò)WMS改造通過(guò)人工確認(rèn)方式完成。

5 應(yīng)用實(shí)例

通過(guò)MES與WMS緊密配合，信息系統(tǒng)對(duì)整個(gè)卷煙輔料配送過(guò)程的各種操作進(jìn)行管理，并將關(guān)鍵生產(chǎn)信息接口至批次系統(tǒng)，支撐其正常運(yùn)行，圖3是浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司杭州卷煙廠的應(yīng)用實(shí)例。

圖號(hào)說(shuō)明：

①為輔料收貨

遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸輔料到車間，MES收貨后，實(shí)物放至車間輔料暫存區(qū)。

②為輔料配盤

根據(jù)實(shí)收輔料，MES創(chuàng)建托盤搭配任務(wù)單并將其接口給WMS。人工根據(jù)任務(wù)單進(jìn)行托盤搭配，通過(guò)WMS手持PDA掃碼將輔料的輔料代碼、大件號(hào)、數(shù)量等信息與托盤號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

③為輔料托盤入庫(kù)儲(chǔ)存

配盤完成的托盤可直接入輔料高架庫(kù)儲(chǔ)存，也可經(jīng)托盤備料掃碼放至備料區(qū)。托盤放至備料區(qū)目的是在輔料高架庫(kù)故障時(shí)，備料區(qū)還能供應(yīng)輔料托盤至生產(chǎn)機(jī)臺(tái)。托盤備料掃碼的目的是將托盤配盤信息接口給MES，由MES進(jìn)行管理。

④為托盤確認(rèn)掃碼

輔料托盤由輔料高架庫(kù)或人工配送至生產(chǎn)機(jī)臺(tái)，托盤到達(dá)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)后機(jī)臺(tái)操作工通過(guò)MES手持PDA對(duì)托盤進(jìn)行掃碼確認(rèn)。

⑤為單件輔料掃碼

機(jī)臺(tái)操作工在使用每一件輔料時(shí)，通過(guò)MES手持PDA進(jìn)行掃碼以獲取小件號(hào)。

⑥為托盤退料掃碼

凡機(jī)臺(tái)未使用完需退的輔料，由材料統(tǒng)計(jì)員對(duì)所退輔料數(shù)量進(jìn)行確認(rèn)，由機(jī)臺(tái)操作工對(duì)零料托盤進(jìn)行掃碼確認(rèn)。零料托盤實(shí)物人工移至?xí)捍鎱^(qū)，零料托盤信息由材料統(tǒng)計(jì)員通過(guò)MES選擇各機(jī)組對(duì)應(yīng)的零料托盤進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)。

⑦為尾料處理

如前所述有立即使用、保持原樣、重生大件號(hào)三種處理方式。

⑧為重生大件號(hào)

重新生成大件號(hào)后有重新用于托盤搭配與退貨至遠(yuǎn)程倉(cāng)庫(kù)兩種處理方式。

⑨為托盤回庫(kù)

尾料處理的零料托盤及備料區(qū)的整托盤，可通過(guò)MES手持PDA進(jìn)行掃碼并將托盤信息接口給WMS，由WMS入庫(kù)儲(chǔ)存。

⑩為生產(chǎn)信息接口給批次系統(tǒng)

只要將托盤進(jìn)出輔料高架庫(kù)、托盤進(jìn)備料區(qū)、托盤確認(rèn)掃碼、機(jī)臺(tái)單件輔料掃碼、重生大件號(hào)、退貨這幾個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)信息接口給批次系統(tǒng)，批次系統(tǒng)就能對(duì)整個(gè)輔料配送、儲(chǔ)存、使用過(guò)程進(jìn)行追蹤與追溯。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在卷煙輔料配送環(huán)節(jié)實(shí)施單件批次管理，全面梳理了輔料配送環(huán)節(jié)各種業(yè)務(wù)操作，并將其全部納入信息系統(tǒng)進(jìn)行管理，進(jìn)一步提升了企業(yè)的信息化應(yīng)用水平，達(dá)到了物料快速追蹤，精確定位，重現(xiàn)物料流轉(zhuǎn)過(guò)程，減少產(chǎn)品質(zhì)量追溯量的目的。同時(shí)良好的基礎(chǔ)信息支持，有效地支撐了批次管理信息系統(tǒng)的運(yùn)行，為企業(yè)特別是煙草工業(yè)企業(yè)實(shí)施批次管理改造提供一定的參考依據(jù)。

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