條碼技術(shù)在飛機(jī)制造中的應(yīng)用研究

歐陽平，孫文文

（中航工業(yè)洪都，江西 南昌 330000）

條碼技術(shù)在飛機(jī)制造中的應(yīng)用研究

歐陽平，孫文文

（中航工業(yè)洪都，江西 南昌 330000）

條碼自動識別技術(shù)是以計算機(jī)、光電技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的一項綜合科學(xué)技術(shù)，是信息數(shù)據(jù)自動識別、輸入的重要方法和手段。經(jīng)過多年的研究與應(yīng)用，包括條碼打印機(jī)、掃描器、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器、各類耗材在內(nèi)的條碼硬件技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。條碼是由一組規(guī)則排列的條、空及其對應(yīng)字符組成的識別標(biāo)記，由條碼符號和對應(yīng)字符(包括數(shù)字、字母及特殊或?qū)Ｓ米址?組成，用以表示一定的信息。

信息革命；條碼技術(shù)；DPM技術(shù)

0 引言

隨著電子商務(wù)時代的到來，信息技術(shù)無疑已成為企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增強(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力的重要手段。因此，企業(yè)針對產(chǎn)、供、銷的各個環(huán)節(jié)，紛紛實施ERP（企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)Enterprise Resource Planning System）等管理信息系統(tǒng)，以幫助企業(yè)提高運(yùn)作效率及管理水平，使企業(yè)能從容應(yīng)對市場的瞬息萬變，最大程度滿足顧客的需求。然而上層生產(chǎn)計劃管理受市場影響越來越大，企業(yè)明顯感到計劃跟不上變化。面對客戶對交貨期的苛刻要求，面對更多產(chǎn)品的改型，訂單的不斷調(diào)整，企業(yè)決策者認(rèn)識到，計劃的制訂要依賴于市場和實際的作業(yè)執(zhí)行狀態(tài)，而不能完全以物料和庫存回報來控制生產(chǎn)。同時ERP/ MRP軟件主要是針對資源計劃，這些系統(tǒng)通常能處理昨天以前發(fā)生的事情（作歷史分析），亦可預(yù)計并處理明天將要發(fā)生的事件，但對今天正在發(fā)生的事件卻往往留下了不規(guī)范的缺口，因此，生產(chǎn)的現(xiàn)場管理一直處于黑箱作業(yè)的狀態(tài)，這已無法滿足今天復(fù)雜多變的競爭需要。因此,如何將此黑箱作業(yè)透明化，找出所有影響產(chǎn)品品質(zhì)和成本的問題，提高計劃的實時性和靈活性，同時又能改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率，已成為每個企業(yè)所關(guān)心的問題。

在信息時代，信息流是生產(chǎn)企業(yè)資源系統(tǒng)的重要組成部分，實時、快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和輸入是信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,自動識別技術(shù)作為一種高新技術(shù)正逐漸被人們所接受,并應(yīng)用于商品流通、物流管理、現(xiàn)代化生產(chǎn)及管理中，尤其是以條碼為核心的信息自動采集技術(shù)日益成為企業(yè)的競爭策略，在提高生產(chǎn)率、加強(qiáng)質(zhì)量跟蹤、改善庫存管理、改進(jìn)售后服務(wù)、降低成本、滿足客戶要求與節(jié)約勞動力方面有著巨大的作用，成為供應(yīng)鏈中的信息紐帶。

1 條碼技術(shù)簡介

隨著科技的飛速發(fā)展，信息革命己經(jīng)滲透至各個經(jīng)濟(jì)部門，迅速改變著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及整個經(jīng)濟(jì)的面貌，其間產(chǎn)生了許多新的理念和技術(shù)。人們開始關(guān)注如何改變手工數(shù)據(jù)輸入輸出的方法，解決手工輸入輸出費(fèi)工費(fèi)時易出錯的問題。條碼自動識別技術(shù)就是在此環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的，它是以計算機(jī)、光電技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的一項綜合科學(xué)技術(shù)，是信息數(shù)據(jù)自動識別、輸入的重要方法和手段。經(jīng)過多年的研究與應(yīng)用，包括條碼打印機(jī)、掃描器、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集器、各類耗材在內(nèi)的條碼硬件技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。條碼是由一組規(guī)則排列的條、空及其對應(yīng)字符組成的識別標(biāo)記，由條碼符號和對應(yīng)字符(包括數(shù)字、字母及特殊或?qū)Ｓ米址?組成，用以表示一定的信息。迅猛發(fā)展的條碼技術(shù)是現(xiàn)代信息管理中頗具特色的新秀。

條形碼的研究始于美國[1]，從最初“公牛眼”的問世到一維條碼的廣泛使用、二維條碼的深入研究，迄今為止，條碼類型已不下幾十種?，F(xiàn)今的條碼不僅可作為一般商品的標(biāo)識代號，而且可用于防偽。條碼防偽的重點在于條碼編碼以及條碼內(nèi)信息數(shù)據(jù)的加密算法。用于防偽技術(shù)的條碼在編碼規(guī)則上與普通公開的條碼算法、校驗位的制定是有所區(qū)別的。隨著電子信息和激光等高新技術(shù)的綜合滲透，條碼技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中。

大家所熟知的是條碼在服務(wù)零售業(yè)的運(yùn)用，即條碼系統(tǒng)在超市中的運(yùn)用，從家樂福、易初蓮花等世界著名的大型超市到國內(nèi)的聯(lián)華、工農(nóng)商等連鎖超市，從縱向到橫向，從商品的流通、供應(yīng)商的選擇到客戶及員工的管理，都已經(jīng)充分利用了條碼。在POS (pointofsale)系統(tǒng)中，條碼功能可謂發(fā)揮到了極致。

在工業(yè)領(lǐng)域(這里主要指生產(chǎn)各環(huán)節(jié))條碼的應(yīng)用國外已有許多成功范例，而國內(nèi)相對滯后。在國內(nèi)，大多數(shù)企業(yè)僅僅在產(chǎn)品最終離廠前的發(fā)貨標(biāo)簽上應(yīng)用條碼，這個條碼主要是在客戶返維修產(chǎn)品時才發(fā)揮作用，而條碼更有效的作用是在生產(chǎn)過程中對在制品的標(biāo)識和跟蹤。

2 條碼技術(shù)在國內(nèi)外飛機(jī)產(chǎn)品上的應(yīng)用

2.1 國外情況

美國國防部2003年開始實施物資唯一標(biāo)識項目（IUID，Item Unique Identification），致力于準(zhǔn)確、高效、及時地管理、發(fā)放軍需物資，從而提高國防采辦、降低人為錯誤、控制管理成本、增加物流配送的透明度、提高后勤維護(hù)保障效率。IUID項目應(yīng)用條碼等自動識別技術(shù)提高數(shù)據(jù)采集效率，通過廣域工作流（WAWF，Wide AreaWork Flow）把物資的主要標(biāo)識信息注冊到國防部，確保信息在全壽命周期的完整性和準(zhǔn)確性。

2.2 國內(nèi)情況

國內(nèi)中航某公司已開發(fā)了集成化信息平臺數(shù)字化制造系統(tǒng) （以下簡稱CPS），CPS集成了科研計劃管理、條碼管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、項目集成管理、績效管理等系統(tǒng)，利用條碼管理系統(tǒng)給飛機(jī)零件賦予唯一編碼如圖1所示，通過對生產(chǎn)過程中各個流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)零件條碼數(shù)據(jù)的讀取，利用電子看板實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的實時動態(tài)更新，使飛機(jī)每一個零件、部件、成件的流轉(zhuǎn)都能在系統(tǒng)中顯性出來。

該公司通過網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)指揮中心和基于數(shù)據(jù)的客觀考核與評價機(jī)制，實現(xiàn)了對整個生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和持續(xù)改進(jìn)，使績效考核更具透明性和公正性，促使企業(yè)能更高效地進(jìn)行資源優(yōu)化配置，實現(xiàn)企業(yè)高效發(fā)展。

圖1 飛機(jī)零件條碼標(biāo)印

3 條碼技術(shù)的應(yīng)用

條形碼表示產(chǎn)品/零部件的品種，通過特征、功能、參數(shù)等把產(chǎn)品區(qū)別到型號規(guī)格，可在設(shè)計、制造、倉儲、維修、外場等信息系統(tǒng)中作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享使用。唯一標(biāo)識與實物一一對應(yīng)，可作為基本共用數(shù)據(jù)在各單位實物管理的相關(guān)信息系統(tǒng)中導(dǎo)入使用，并且統(tǒng)一編碼標(biāo)識范圍越大，其意義越大。物品碼與唯一標(biāo)識的應(yīng)用范圍見圖2。

圖2 條形碼與產(chǎn)品零部件唯一標(biāo)識的應(yīng)用范圍

3.1 生產(chǎn)過程管理

生產(chǎn)過程管理是一個企業(yè)的靈魂,企業(yè)產(chǎn)品的好壞主要取決于生產(chǎn)過程的管理和控制。這必然要求對計劃和執(zhí)行進(jìn)行精確的對比，即生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都要準(zhǔn)確記錄，而條碼技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為此提供了可靠的保證。

手工裝配時，每一產(chǎn)品在生產(chǎn)線上有一張單子(看板)，上面記錄著對這一產(chǎn)品的裝配要求，每一道工序，工人按要求裝配完成這一零部件后，填上元件號和員工號，本道工序完成。但在全手工操作時，要完成這些操作，工作量極大、極復(fù)雜。在采用了條碼技術(shù)后，這些工作可自動完成。如在零部件上都貼上條碼，產(chǎn)品每到一道工序，就可以先掃描產(chǎn)品上的條碼，找出這一產(chǎn)品的具體要求，選擇合適的零部件和工藝要求，并記錄下零件號，這樣做的結(jié)果使我們可以滿足客戶各種要求，按客戶的訂單生產(chǎn)[2]。

3.2 質(zhì)量信息管理

生產(chǎn)過程是對產(chǎn)品直接進(jìn)行加工的過程，它是產(chǎn)品質(zhì)量形成的基礎(chǔ)，是企業(yè)質(zhì)量管理的基本環(huán)節(jié)。產(chǎn)品的質(zhì)量是設(shè)計、制造出來的，生產(chǎn)過程是直接產(chǎn)生質(zhì)量信息的過程，該過程中收集的質(zhì)量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，直接影響到企業(yè)的決策和發(fā)展。

當(dāng)前制造企業(yè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量信息采集主要是通過人工手動記錄，生產(chǎn)現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)都是人為手工填寫，這些數(shù)據(jù)有的是經(jīng)手算匯總，稍微先進(jìn)點的則是將各種生產(chǎn)報表、單據(jù)、窗體數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)中進(jìn)行匯總，這些匯總而來的數(shù)據(jù)似乎個個真實有效，打印出來的統(tǒng)計圖表張張美觀漂亮，但在這些表象的背后卻是質(zhì)量數(shù)據(jù)信息嚴(yán)重缺乏實時性、準(zhǔn)確性和全面性，而且人為操作使得數(shù)據(jù)誤差增多，檢查數(shù)據(jù)源時困難重重。在采用條碼技術(shù)后，質(zhì)量數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)自動采集，避免了人為因素的干擾。如在生產(chǎn)前，建立產(chǎn)品條碼和缺陷代碼，在半成品上貼上條碼，在每一檢驗工序，如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，先掃描產(chǎn)品條碼，然后掃描缺陷代碼，使得產(chǎn)品與缺陷信息關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)質(zhì)量信息的采集，這樣做，管理者可以獲得第一手產(chǎn)品質(zhì)量信息，為其決策提供可靠數(shù)據(jù)。

以BOM表為主線，將相關(guān)系統(tǒng)串聯(lián)起來，應(yīng)用規(guī)范統(tǒng)一的信息編碼作為系統(tǒng)信息共享基礎(chǔ)，采用自動識別技術(shù) （條碼）輔助實現(xiàn)生產(chǎn)制造信息實時管控；重點以PDM、CAPP、MES、科研生產(chǎn)管控、物資供應(yīng)、IQS系統(tǒng)主導(dǎo)，實物信息與系統(tǒng)信息必須建立對應(yīng)，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程上實現(xiàn)系統(tǒng)信息的貫通、集成共享；采用統(tǒng)一的編碼體系和標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范統(tǒng)一，共同說“普通話”。

條碼技術(shù)應(yīng)用：以生產(chǎn)任務(wù)編號、BOM表、零件的加工路線對實物加工予以實時追蹤，不斷添加零件各制造環(huán)節(jié)的各種信息（人員、加工、狀態(tài)等），在零件制造完成后，根據(jù)零件的形狀與特性，進(jìn)行條碼標(biāo)印或打碼。

條碼標(biāo)印、讀取設(shè)備與各信息系統(tǒng)集成（包括業(yè)務(wù)流程固化到相關(guān)信息系統(tǒng)）。

3.3 物料配送

將所有使用的裝配零部件建立唯一編碼，附有條碼標(biāo)簽，并建立嚴(yán)格的領(lǐng)料控制，通過ERP日裝配計劃與產(chǎn)品物料清單(BOM,Billofmaterial)來計算領(lǐng)送料，即通過每種類型，將產(chǎn)品裝配計劃分解成為用料計劃，可合理計算材料余量，控制每批產(chǎn)品的材料用量與標(biāo)準(zhǔn)成品的偏差，結(jié)合看板拉動，可以極大地改善線邊物料余量和空間位置。對于倉庫、車間在制品等快速盤點，很有必要使用條碼管理，可以大大縮短盤點時間和查找速度。

3.4 后勤保障

信息條碼和唯一標(biāo)識在裝備后勤保障系統(tǒng)中的共享和使用，避免手工錄入的工作量和失誤，提高數(shù)據(jù)采集效率和處理速度，幫助部隊準(zhǔn)確及時地掌握裝備的狀態(tài)、數(shù)量、位置等信息，實現(xiàn)軍用資產(chǎn)全程可視化，提高裝備的調(diào)配能力、后勤保障能力和信息化管理水平。

4 條碼標(biāo)識技術(shù)——零組件直接標(biāo)印技術(shù)（DPM）簡介

DPM，是直接零件標(biāo)識的英文縮寫 （DirectPart Marking）。DPM是一種條碼標(biāo)識技術(shù)，可以不經(jīng)過如加標(biāo)簽這樣的中間載體，直接作為標(biāo)識,因此，DPM也可以稱為 “產(chǎn)品直接打標(biāo)”，DPM標(biāo)印示例見圖3。與傳統(tǒng)的條碼技術(shù)一樣，通過DPM標(biāo)識生成設(shè)備在產(chǎn)品上生成DPM標(biāo)識，并通過識讀設(shè)備讀取標(biāo)識中的信息，提交給管理信息系統(tǒng)。

圖3 DPM標(biāo)印示例

航空裝備產(chǎn)品采用DPM技術(shù)，可以從研制源頭構(gòu)建貫徹裝備統(tǒng)一編碼和規(guī)范化標(biāo)識，解決產(chǎn)品標(biāo)識和描述的不一致問題，促進(jìn)數(shù)字化協(xié)同研制、裝備管理和保障等信息交互和共享，提升裝備全壽命周期信息化管理水平。

在裝備全壽命周期范圍內(nèi)實施DPM，可以促進(jìn)和簡化序列化物資管理的應(yīng)用，降低業(yè)務(wù)管理過程成本。對于研制單位、制造單位和用戶，能促進(jìn)數(shù)字化協(xié)同研制、裝備管理和保障等信息交互和共享，支持軍品質(zhì)量控制、售后服務(wù)和維修保障，提升裝備全壽命周期信息化管理水平。航空發(fā)動機(jī)標(biāo)印示例見圖4。

圖4 航空發(fā)動機(jī)標(biāo)印示例

1）醫(yī)藥行業(yè)DPM應(yīng)用

隨著激光打碼標(biāo)印技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)醫(yī)藥行業(yè)對其產(chǎn)品藥盒、板裝藥、藥瓶、膠囊及貼標(biāo)的產(chǎn)品批號、生產(chǎn)日期、有效期、防偽碼等信息的激光標(biāo)記應(yīng)用越來越多。激光標(biāo)記的優(yōu)勢也越來越明顯。醫(yī)藥業(yè)產(chǎn)品激光標(biāo)記樣品見圖5。

圖5 醫(yī)藥行業(yè)DPM標(biāo)印示例

2）電子產(chǎn)品制造行業(yè)的DPM應(yīng)用

目前我國電子產(chǎn)品制造行業(yè)廣泛采用產(chǎn)品直接標(biāo)印技術(shù)，通過對電子元器件、電路印刷版、液晶顯示單元等信息產(chǎn)品的直接標(biāo)記，及時跟蹤產(chǎn)品的加工生產(chǎn)流程，有效提高了產(chǎn)品批量生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)管，并對產(chǎn)品的庫存管理和售后服務(wù)提供了便利的維護(hù)方式。電子產(chǎn)品制造行業(yè)產(chǎn)品直接標(biāo)記示例見圖6。

3）汽車制造行業(yè)

DPM技術(shù)在汽車制造行業(yè)中通過以下幾個環(huán)節(jié)的應(yīng)用獲得了巨大的利潤價值：

圖6 電子產(chǎn)品制造業(yè)DPM標(biāo)印示例

（1）過程跟蹤：通過生產(chǎn)線各個環(huán)節(jié)掃描二維碼部件信息，明確跟蹤生產(chǎn)過程中車輛零部件的流動去向?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵零部件信息采集，具有可追溯性。

（2）產(chǎn)品召回：通過生產(chǎn)線掃描二維碼記錄車輛信息，結(jié)合MES、TDS系統(tǒng)相關(guān)功能，為產(chǎn)品召回提供支持。

（3）零件防偽：通過二維條碼加密，跟蹤高價值部件以防止被盜或偽造，實現(xiàn)防偽功能，解決索賠過程中零件鑒定困難的問題，從而降低三包索賠費(fèi)用。

（4）故障分析：通過對服務(wù)索賠數(shù)據(jù)的提取、分析，便于質(zhì)保部門進(jìn)行故障分析。

汽車制造行業(yè)DPM應(yīng)用示例見圖7。

圖7 汽車制造業(yè)DPM標(biāo)印示例

5 結(jié)語

近幾年，航空企業(yè)先后實施了ERP、PDM、MES等管理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的投入，確實取得了不錯的效果，但系統(tǒng)之間還是缺少一定的互補(bǔ)，一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)也只能通過定時更新，因此有一定的使用局限性，很需要一個中間系統(tǒng)來起橋梁作用，使系統(tǒng)互補(bǔ)，發(fā)揮最大的作用，并且也為這些系統(tǒng)提供大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，作為分析、統(tǒng)計的依據(jù)。

條碼技術(shù)像一條紐帶，把產(chǎn)品生命期中各階段發(fā)生的信息聯(lián)接在一起，可以促進(jìn)和簡化序列化物資管理的應(yīng)用，降低業(yè)務(wù)管理過程成本。對于研制單位、制造單位和用戶，能促進(jìn)數(shù)字化協(xié)同研制、裝備管理和保障等信息的交互和共享，支持產(chǎn)品質(zhì)量控制、售后服務(wù)和維修保障，提升產(chǎn)品全壽命周期信息化管理水平。應(yīng)用條碼的目的主要是為了實時而準(zhǔn)確地獲取信息。在日常生產(chǎn)管理中，及時掌握準(zhǔn)確的物料庫存信息、生產(chǎn)狀況、客戶訂單執(zhí)行情況等，從而對客戶的需求作出快速響應(yīng)，最大限度地占有市場份額。應(yīng)用條碼技術(shù)，能為加強(qiáng)企業(yè)管理提供有效的基礎(chǔ)，克服傳統(tǒng)紙質(zhì)單據(jù)存在的效率低、容易出錯、數(shù)據(jù)重復(fù)錄入、處理延遲和工作量大等缺點，大大提高信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。同時，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、客觀評價供應(yīng)商、降低成本、加強(qiáng)市場控制與管理等方面都將起到重要的作用。

實施范圍越大，其數(shù)據(jù)交互和共享的意義越大，對跨單位應(yīng)用（如可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計和產(chǎn)品質(zhì)量追溯）的作用也越明顯，可使企業(yè)在激烈的市場競爭中處于有利地位。但條碼技術(shù)僅僅是協(xié)助企業(yè)管理的工具，只有在先進(jìn)管理理念的統(tǒng)籌管理下，才能使條碼技術(shù)用得其所，發(fā)揮最大威力。

[1]趙洪嶺.編碼技術(shù)與應(yīng)用.2013（2）：1-56.

[2]趙洪嶺.編碼技術(shù)與應(yīng)用.2012（2）：1-32.

>>>作者簡介

歐陽平，男，1980年12月出生，2002年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，高級工程師，一直從事飛行器系統(tǒng)與設(shè)計工作。

Research on Application of Barcode Technique in AircraftManufacturing

Ouyang Ping，SunWenwen
(AVICHongdu Aviation Industry Group,Nanchang,Jiangxi,330024)

Barcode automatic identification technique is an integrated technology on the basis of development of computer,optoelectronic technology and communication technology,and is an important approach and means for automatic data identification and input.Over several years'research and application,barcode hardware technology, including code printer,scanner,remote data collector,and various consumables,has been mature.The bar code is a identification mark,consisting of a group of bars,space and related characters arrayed in order,composed of bar symbolsand related characters(including figure,letterand specialoruniqueword set)to express certain information.

information revolution;bar code technology;DPMtechnology

2013-10-06)