基于條碼的空調(diào)制造企業(yè)物流管理優(yōu)化

唐會(huì)天 王彥桂 段鑫 唐去克

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基于條碼的空調(diào)制造企業(yè)物流管理優(yōu)化

唐會(huì)天1王彥桂2段鑫2唐去克2

（1.廣州中浩控制技術(shù)有限公司 2.廣東省智能制造研究所）

針對(duì)空調(diào)制造企業(yè)物料進(jìn)入備料區(qū)域前不方便驗(yàn)證；難以快速追蹤到具體作業(yè)及物料進(jìn)貨批次；不能進(jìn)行有效物料防錯(cuò)；作業(yè)狀態(tài)不能及時(shí)反饋；無(wú)法獲知單個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)物料信息；物料和產(chǎn)品質(zhì)量原因不易追溯等問題。利用條碼技術(shù)，對(duì)物料批次、原材料倉(cāng)及工位庫(kù)存、物料盛放器具、備料工單看板和成品入庫(kù)發(fā)貨等方面進(jìn)行管理優(yōu)化，最終協(xié)助企業(yè)建立一體化和實(shí)時(shí)化的閉環(huán)條碼物流管控信息化體系。

空調(diào)制造；閉環(huán)管理；條碼系統(tǒng)；物流管理；制造執(zhí)行系統(tǒng)

0 引言

空調(diào)是人們不可或缺的電器之一，強(qiáng)大的需求推動(dòng)了空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展。然而在當(dāng)前智能制造的大背景下，空調(diào)制造企業(yè)存在生產(chǎn)效率低和質(zhì)量保證困難等問題。

為全面提高空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)的制造管理水平，建立一個(gè)柔性的支持模式創(chuàng)新的制造執(zhí)行系統(tǒng)就成了必然選擇。在統(tǒng)一平臺(tái)上集成諸如生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品及物流跟蹤、質(zhì)量控制、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，可以同時(shí)為生產(chǎn)部、品管部、工程部、物質(zhì)部和營(yíng)運(yùn)管理層提供完整的生產(chǎn)信息服務(wù)，以滿足提高效率、改善品質(zhì)的目標(biāo)。

空調(diào)制造企業(yè)屬于離散制造型企業(yè)，使用信息化手段對(duì)其生產(chǎn)進(jìn)行智能化管控升級(jí)，其中物流環(huán)節(jié)的管控尤其重要。

1 問題和需求

空調(diào)制造企業(yè)業(yè)務(wù)流程示意圖如圖1所示，空調(diào)企業(yè)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)面臨大量的物料調(diào)動(dòng)：工廠級(jí)的生產(chǎn)計(jì)劃，需要給供應(yīng)商提供物流需求；供應(yīng)商送貨、原材料倉(cāng)收取這些物料，物料在工廠內(nèi)的原材料倉(cāng)、線邊倉(cāng)和生產(chǎn)車間之間流轉(zhuǎn)；成品入庫(kù)并發(fā)送給用戶，售后服務(wù)。智能化物流管理成為重中之重[1]。

圖1 空調(diào)制造企業(yè)業(yè)務(wù)流程示意圖

2 基于條碼的閉環(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)空調(diào)制造企業(yè)物流管理面臨的問題和需求，使用條碼技術(shù)，對(duì)供應(yīng)商送貨、檢驗(yàn)、入庫(kù)、生產(chǎn)領(lǐng)料、生產(chǎn)過程物料流轉(zhuǎn)、在線檢驗(yàn)、產(chǎn)品入庫(kù)和發(fā)運(yùn)涉及的物料流轉(zhuǎn)全流程進(jìn)行閉環(huán)的條碼升級(jí)優(yōu)化。通過條碼與生產(chǎn)設(shè)備的接口，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，不僅做到順向、實(shí)時(shí)的物流跟蹤和品質(zhì)控制，還能通過售后服務(wù)等后續(xù)環(huán)節(jié)的信息反饋，達(dá)到前向環(huán)節(jié)的逆向追溯，從而實(shí)行產(chǎn)線、工位、人員、品質(zhì)、供貨等多方位的監(jiān)控、分析和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)[2]。

2.1 建立一體化物料條碼體系

為實(shí)現(xiàn)物料批次追蹤，需要對(duì)物料進(jìn)行條碼化管理，由空調(diào)制造企業(yè)制訂統(tǒng)一的物料條碼標(biāo)準(zhǔn)，供應(yīng)商在備料時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)印制條碼，粘貼在物料表面。

為更方便地存儲(chǔ)、搬運(yùn)、盤點(diǎn)物料，對(duì)物料的包裝規(guī)格設(shè)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如對(duì)每箱物料分幾層、每層幾排和幾行等。

物料根據(jù)重要程度的不同，有不同的跟蹤要求，有的只需跟蹤到物料的進(jìn)貨批次，有的要進(jìn)一步跟蹤到物料的個(gè)體。

為實(shí)現(xiàn)物料批次追蹤，倉(cāng)管員收貨時(shí)，應(yīng)建立進(jìn)貨批次。進(jìn)貨批次包含批次編碼、供應(yīng)商、物料、收貨時(shí)間、收貨倉(cāng)庫(kù)和物料狀態(tài)等信息，進(jìn)貨批次準(zhǔn)確到單種物料。制造批次真實(shí)地反映了零部件的加工時(shí)間、采用原材料等信息。因此在進(jìn)行品質(zhì)追溯時(shí)，供應(yīng)商利用制造批次查找問題的源頭，改善生產(chǎn)質(zhì)量。對(duì)于有使用期限的原材料，應(yīng)根據(jù)制造時(shí)間而非采購(gòu)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)先使用。

制造批次的信息可包含在供應(yīng)商零部件條碼中。供應(yīng)商印制條碼時(shí)，可以考慮直接在零部件條碼中包含制造批號(hào)，這樣根據(jù)條碼就可以確定物料的進(jìn)貨批次。如果供應(yīng)商無(wú)法在條碼中包含制造批次信息，可以在物料接收時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的手工錄入。供應(yīng)商送貨時(shí)，必須注明相應(yīng)的制造批次。在將制造批次錄入后，系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)進(jìn)貨批次與制造批次的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在進(jìn)貨批次和制造批次錄入系統(tǒng)后，可以在物流的各種環(huán)節(jié)中，基于批次對(duì)物料進(jìn)行管理。

2.2 收料、入庫(kù)和庫(kù)位優(yōu)化

基于條碼的原材料物流倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)流程如圖2所示，其重點(diǎn)在于收料、入庫(kù)和庫(kù)位管理。

圖2 基于條碼的原材料物流倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)流程圖

2.2.1 收料流程優(yōu)化

在收料過程中，主要完成以下操作：

1) 掃描條碼與批次關(guān)聯(lián)，倉(cāng)管員可在PDA上首先錄入批次條碼，然后再掃描物料條碼，將信息存入系統(tǒng)；

2) 收貨時(shí)補(bǔ)打條碼，由于空調(diào)制造企業(yè)物料品種多，實(shí)際執(zhí)行時(shí)，可能有些物料在收料時(shí)沒有條碼，倉(cāng)管員可補(bǔ)打條碼；

3) 不同批次分開存放，倉(cāng)管員接收物料后，將不同批次的同類型物料分開存放。這樣不僅方便手工撿料，還便于物料先進(jìn)先出，同時(shí)也利于查找某批次物料用于哪些作業(yè)號(hào)；

4) 采用標(biāo)準(zhǔn)托盤等容器放置物料，標(biāo)準(zhǔn)的托盤、小車等容器可大幅度提高物料的配送效率，對(duì)這些容器分配唯一的條碼標(biāo)識(shí)，在物料放入或取出時(shí)，通過掃描來實(shí)現(xiàn)容器與物料條碼的關(guān)聯(lián)。

倉(cāng)管員收料流程圖如圖3所示。

圖3 收料流程圖

2.2.2 入庫(kù)和庫(kù)位的優(yōu)化

隨著物料實(shí)現(xiàn)批次管理，庫(kù)位細(xì)化管理變得非常必要，通過對(duì)庫(kù)位設(shè)置唯一條碼標(biāo)識(shí)，可方便地獲得一些重要信息，如某一批次物料的存儲(chǔ)位置、某一庫(kù)位有哪些批次的物料、某一庫(kù)位的物料總量等。

1) 對(duì)庫(kù)位存儲(chǔ)物料設(shè)定規(guī)則。劃分庫(kù)位后，可以進(jìn)一步設(shè)定庫(kù)位存儲(chǔ)物料規(guī)則：某庫(kù)位只能存儲(chǔ)哪種物料、某批次物料只能存儲(chǔ)在哪個(gè)庫(kù)位、某作業(yè)物料只能存儲(chǔ)在哪個(gè)庫(kù)位等。倉(cāng)管人員將物料入倉(cāng)時(shí)，通過PDA掃描校驗(yàn)，系統(tǒng)自動(dòng)提示是否可放入。

2) 考慮庫(kù)位使用的方便性。由于空調(diào)制造企業(yè)物料品種多，且包裝尺寸差異較大，因此如何合理地使用庫(kù)位非常重要。采用位置可移動(dòng)的條碼標(biāo)識(shí)牌來標(biāo)識(shí)庫(kù)位，這些庫(kù)位標(biāo)識(shí)可隨著庫(kù)位大小的變更，手工移動(dòng)并在系統(tǒng)中進(jìn)行記錄。這樣解決庫(kù)位管理的同時(shí)，也適應(yīng)了庫(kù)位的大小會(huì)發(fā)生變化的情況。

物料入庫(kù)流程如圖4所示。

圖4 物料入庫(kù)流程圖

2.3 物料配送流程優(yōu)化

通過設(shè)置看板、防錯(cuò)和不同批次物料分離進(jìn)行物料配送的優(yōu)化。

1) 設(shè)置備料看板。條碼系統(tǒng)根據(jù)配套組的排產(chǎn)結(jié)果和物料清單建立備料作業(yè)看板，實(shí)時(shí)顯示已配套未發(fā)料的任務(wù)。為準(zhǔn)時(shí)采購(gòu)物料，系統(tǒng)可進(jìn)一步實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)車間作業(yè)消耗情況，顯示工位庫(kù)存，提醒倉(cāng)庫(kù)按需配送物料。對(duì)于每一個(gè)備料作業(yè)任務(wù)，除具有作業(yè)號(hào)、物料代碼及名稱、物料數(shù)量和上線時(shí)間外，還應(yīng)進(jìn)一步指定擬選用的物料進(jìn)貨批次、具體作業(yè)人員等。對(duì)于每一個(gè)備料作業(yè)計(jì)劃，在指定物料批次的同時(shí)，還要指示該批次物料的存儲(chǔ)庫(kù)位，便于配料員定位物料。

2) 依據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行備料防錯(cuò)。在備料環(huán)節(jié)應(yīng)實(shí)行物料防錯(cuò)。物料人員依據(jù)備料作業(yè)單號(hào)掃描條碼撿料，并進(jìn)行核對(duì)，以防止撿料錯(cuò)誤。雖然物料在進(jìn)倉(cāng)時(shí)都已粘貼條碼，但對(duì)于一些組合包裝的物料，可能需要在配送時(shí)拆散原包裝，此時(shí)應(yīng)對(duì)拆開的物料包裝打印新的條碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

3) 同一容器中不同批次物料分開放置。配送物料時(shí)，可能在同一容器中放置了多個(gè)批次的物料，此時(shí)應(yīng)將不同批次物料在擺放時(shí)有效分隔，以免混用。

物料配送示意圖如圖5所示。

圖5 物料配送示意圖

2.4 WIP物料消耗管理優(yōu)化

為實(shí)現(xiàn)物料拉動(dòng)，并使配送人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)在制品區(qū)（WIP）物料的消耗情況，需對(duì)生產(chǎn)線工位的庫(kù)存進(jìn)行管理。

1) 備料配送。當(dāng)配送人員將物料送到生產(chǎn)線時(shí)，可攜帶PDA讓生產(chǎn)線班長(zhǎng)簽收，簽收后工位庫(kù)存增加。

2) 物料消耗。當(dāng)生產(chǎn)線工人消耗物料時(shí)，庫(kù)存減少。對(duì)于關(guān)鍵件，在相應(yīng)工序設(shè)置掃描站點(diǎn)，每使用一個(gè)物料系統(tǒng)馬上進(jìn)行記錄；對(duì)于非關(guān)鍵件和JIT等物料，利用掃描統(tǒng)計(jì)在制品完工數(shù)量的辦法，依據(jù)工序提前進(jìn)行反沖計(jì)算。

3) 物料回收。當(dāng)物料回收時(shí)，生產(chǎn)線庫(kù)存減少。生產(chǎn)人員將工位剩余物料進(jìn)行清點(diǎn)，經(jīng)回收入倉(cāng)，并在系統(tǒng)中記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.5 發(fā)料及物料補(bǔ)充優(yōu)化

為了進(jìn)一步提高物料配送效率，生產(chǎn)人員可利用PDA掃描送貨單進(jìn)行物料接收，以縮短點(diǎn)收時(shí)間。

1) 發(fā)料防錯(cuò)。物料接收的同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將物料與當(dāng)前生產(chǎn)線排定的工單進(jìn)行核對(duì)，防止配送人員送錯(cuò)物料到指定的生產(chǎn)線。

2) 多次發(fā)料。對(duì)于一些大批量作業(yè)，如果一次性將所需物料全部配送完成，可能導(dǎo)致物料在線邊倉(cāng)大量堆積，不利于現(xiàn)場(chǎng)操作。根據(jù)排產(chǎn)計(jì)劃，系統(tǒng)對(duì)線邊倉(cāng)物料進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，并提示配送人員分多次及時(shí)配送物料，同時(shí)自動(dòng)扣減發(fā)送的物料。

3) 線邊拉料。對(duì)于線邊倉(cāng)，可以設(shè)置相應(yīng)的線邊倉(cāng)安全庫(kù)存。當(dāng)這些物料數(shù)量低于相應(yīng)的安全線時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出補(bǔ)料請(qǐng)求，自動(dòng)產(chǎn)生補(bǔ)料工單，交給物流人員執(zhí)行。

2.6 工單間的物料調(diào)撥優(yōu)化

生產(chǎn)過程中可能發(fā)生不同作業(yè)工單間的物料調(diào)撥。由于整個(gè)流程數(shù)據(jù)量很大，工單間的物料調(diào)撥在沒有信息系統(tǒng)支持的情況下難以處理[3]。閉環(huán)條碼系統(tǒng)對(duì)物料調(diào)撥流程提供以下支持：

1) 作業(yè)單及物料批次的提示，物流人員調(diào)撥工單間物料時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)工單對(duì)指定物料的要求，自動(dòng)查找目前未齊套的工單，搜索其中符合條件的物料批次，并以列表的形式供物流人員選擇；如果未找到，系統(tǒng)自動(dòng)提示物流人員申請(qǐng)采購(gòu)或推遲；

2) 調(diào)撥歷史明細(xì)記錄，系統(tǒng)對(duì)工單間物料的調(diào)撥歷史，如調(diào)撥工單號(hào)、物料種類、數(shù)量、時(shí)間、人員、物料序列號(hào)等信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，為責(zé)任追查等提供依據(jù)。

2.7 退庫(kù)管理優(yōu)化

線邊倉(cāng)物料可能出現(xiàn)剩余需要回收的情況，條碼系統(tǒng)對(duì)該物流流程提供支持。

1) 剩料提醒。配送人員在配送物料時(shí)，有時(shí)為了預(yù)防物料的損耗，可能會(huì)多配送一些，剩余物料需要回收；有時(shí)因?yàn)楣巫鳂I(yè)終止，剩余物料也需要回收。條碼系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)當(dāng)前線邊倉(cāng)剩余的物料，提醒生產(chǎn)人員和物流人員進(jìn)行回收。

2) 剩料的盤點(diǎn)及簽收。生產(chǎn)和物料人員可通過條碼掃描加快剩料點(diǎn)算，并直接在PDA上進(jìn)行剩料的簽收。

3) 剩料的退庫(kù)和防呆。剩料退回倉(cāng)庫(kù)后，條碼系統(tǒng)幫助物流人員查找適宜的庫(kù)存位置，并在系統(tǒng)中記錄詳細(xì)歷史。對(duì)回收后的剩料，系統(tǒng)會(huì)利用先入先出（FIFO）原則，盡可能優(yōu)先使用較早期的物料，防止物料放置時(shí)間過長(zhǎng)，變?yōu)榇袅?。在條碼系統(tǒng)收集了物料制造批次和制造日期的情況下，不僅可根據(jù)進(jìn)貨批次進(jìn)行FIFO，還可根據(jù)制造批次進(jìn)行FIFO[4]。

4) 庫(kù)存盤點(diǎn)。盤點(diǎn)是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。采用PDA和條碼技術(shù)可極大地減少倉(cāng)管員盤點(diǎn)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，利用掃描即可實(shí)現(xiàn)物料的核對(duì)和計(jì)數(shù)工作，然后與系統(tǒng)中的庫(kù)存量進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)差異后反饋給ERP系統(tǒng)。

5) 移庫(kù)。對(duì)于整批移庫(kù)，可以在實(shí)物移動(dòng)后，直接在系統(tǒng)中進(jìn)行整批物料的移庫(kù)，不進(jìn)行掃描；對(duì)于非整批次的物料移倉(cāng)，則應(yīng)考慮進(jìn)行物料的依次掃描。

2.8 器具管理優(yōu)化

隨著按單備料的推廣和標(biāo)準(zhǔn)化器具的廣泛采用，器具的重要性日漸顯現(xiàn)。對(duì)器具管理，可通過以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化：

1) 建立器具臺(tái)帳并配置唯一條碼標(biāo)識(shí)，在條碼系統(tǒng)中，對(duì)所有的器具統(tǒng)一編碼登記，對(duì)其類型、適載物料、標(biāo)準(zhǔn)容量、所屬單位和狀態(tài)等信息等進(jìn)行詳細(xì)記錄，并利用編碼對(duì)其制作條碼標(biāo)識(shí)，放入物料時(shí)，通過掃描物料條碼和器具條碼，將物料與器具關(guān)聯(lián)；取出物料時(shí)，同樣可利用掃描動(dòng)作將物料與器具分開；

2) 器具位置分布，備料時(shí)，需盡快查到合適的器具實(shí)物，因此實(shí)時(shí)了解眾多的器具當(dāng)前的位置分布很有意義，標(biāo)準(zhǔn)器具可以配置RFID標(biāo)簽，在倉(cāng)庫(kù)門口、車間門口等位置放置RFID條碼閱讀器，器具經(jīng)過時(shí)，條碼系統(tǒng)自動(dòng)記錄器具的當(dāng)前位置，查詢器具位置時(shí)，系統(tǒng)可直接給出提示；

3) 器具使用情況統(tǒng)計(jì)，為避免某些器具長(zhǎng)期閑置，條碼系統(tǒng)可對(duì)器具的使用情況，如器具的閑置率、平均周轉(zhuǎn)時(shí)間等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

4) 容器及內(nèi)部物品的多層次譜系，外包裝容器及內(nèi)部物品的多層次譜系關(guān)系允許企業(yè)自定義容器包裝數(shù)量，在外包裝上建立條碼標(biāo)識(shí)，表述內(nèi)部包裝的物品；可以要求供應(yīng)商在送貨時(shí)粘貼外包裝條碼，并提供相應(yīng)的內(nèi)包裝物品信息，在接收時(shí)通過包裝條碼進(jìn)行容器內(nèi)所有物品的接收；也可在一個(gè)容器內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種不同物料的同時(shí)配送，提高配送效率。

3 結(jié)語(yǔ)

基于條碼對(duì)空調(diào)制造企業(yè)的物流管理流程進(jìn)行優(yōu)化之后，建立條碼管控信息化系統(tǒng)，將物流信息用條碼承載，從供應(yīng)商、原材料倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、成品倉(cāng)，一直延伸到售后服務(wù)，可以回溯從而形成一個(gè)信息閉環(huán)，為空調(diào)制造企業(yè)智能化制造管控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展做好準(zhǔn)備。

[1] 呂睿.基于模糊規(guī)劃的逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)研究分析[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015(2): 90-91.

[2]鄭學(xué)敏.條碼技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用分析[J].物流科技, 2016(3):57-58.

[3] 孫尉筌.基于物流信息平臺(tái)的運(yùn)力調(diào)度優(yōu)化研究[D].成都:西南交通大學(xué),2016.

[4] 李陽(yáng)珍.物流服務(wù)供應(yīng)鏈的可靠度及其優(yōu)化研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2014(15):186-188.

Optimization of Logistics Management in Air Conditioning Manufacturing Enterprises Based on Bar Code

Tang Huitian1Wang Yangui2Duan Xin2Tang Quke2

(1. Guangzhou C.H Control Technology Co., Ltd. 2. Guangdong Institute of Intelligent Manufacturing)

According to the following problems: Not easy to verify before the materials into the preparation area, Hard to fast track the specific operation and material purchase batch number, Unable to effectively prevent wrong material, Operating status is not feedback in time, Unable to get material information about production, The reasons of material quality and product quality are not easily traced. Using bar code technology to optimize management for the batch of material, raw materials warehouse and inventory, material container, preparation work order Kanban and finished goods delivery, etc. Finally, an integration and real-time closed-loop bar code based logistics information system will be established.

Air Conditioning Manufacturing; Closed-loop Management; Bar Code System; Logistics Management; Manufacturing Execution System

唐會(huì)天，男，1973年生，工程師，主要研究方向：工廠自動(dòng)化與信息化等。