基于二維碼模式的沖壓電子庫(kù)房系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

文/梁祖彬，孫良杰，李恒佰·上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司

針對(duì)整車(chē)制造企業(yè)沖壓車(chē)間從板料到生產(chǎn)以及沖壓成品件的入庫(kù)、出庫(kù)，提出了一種基于二維碼模式掃碼記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的管理方式，替代人工的手工紙質(zhì)記錄，從而實(shí)現(xiàn)每一個(gè)環(huán)節(jié)的電子記錄并可在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中查詢(xún)。同時(shí)，電子庫(kù)房的數(shù)據(jù)能夠?yàn)橹悄芘女a(chǎn)、生產(chǎn)決策、成本結(jié)算等數(shù)字智能化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

由于汽車(chē)制造企業(yè)沖壓車(chē)間生產(chǎn)的零件種類(lèi)多、數(shù)量大、節(jié)拍快，使得沖壓車(chē)間的生產(chǎn)模式必然會(huì)產(chǎn)生一定量的庫(kù)存。從而衍生出了沖壓車(chē)間自己獨(dú)立的零件庫(kù)房管理，采用人工紙質(zhì)的方式來(lái)記錄，從鋼板開(kāi)始，到板材的沖壓成形，再到零件的入庫(kù)和庫(kù)存管理，最后再根據(jù)下工序的生產(chǎn)計(jì)劃需求對(duì)相應(yīng)庫(kù)存零件進(jìn)行出庫(kù)管理。長(zhǎng)期下來(lái)會(huì)出現(xiàn)很多不可避免的問(wèn)題，例如人工記錄的過(guò)程，每一個(gè)環(huán)節(jié)不存在必然關(guān)聯(lián)，其中一個(gè)環(huán)節(jié)如果存在錯(cuò)漏記錄，若非立即發(fā)現(xiàn)。事后無(wú)法準(zhǔn)確查詢(xún)以及重新核準(zhǔn)校對(duì)。并且大量的紙質(zhì)記錄檔案，不利于存放保管，易丟失和損毀，后續(xù)的查詢(xún)以及核賬無(wú)法完成。同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)的影響顯得尤為突出，生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)量會(huì)根據(jù)下工序需求和庫(kù)存情況進(jìn)行較合理的排產(chǎn)。但由于庫(kù)房的零件和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化，在生產(chǎn)線(xiàn)需要較精準(zhǔn)的排產(chǎn)時(shí)，則需要庫(kù)房管理花費(fèi)大量人力和物力去庫(kù)房?jī)?nèi)再進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)和校準(zhǔn)。生產(chǎn)計(jì)劃變化得越多，這種浪費(fèi)就會(huì)不斷被放大。

當(dāng)務(wù)之急就是要開(kāi)發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠替代人工的每一個(gè)環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確的記錄生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，讓沖壓從鋼板開(kāi)始到最后的出庫(kù)都能夠記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中。使得數(shù)據(jù)能夠精準(zhǔn)且實(shí)時(shí)查詢(xún)，避免人工紙質(zhì)記錄產(chǎn)生的不準(zhǔn)確、追溯不及時(shí)、數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題。同時(shí)通過(guò)電子數(shù)據(jù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可讓生產(chǎn)工段，成本結(jié)算提取相關(guān)數(shù)據(jù)輔助決策，減少不必要的人力物力投入到重復(fù)和耗時(shí)的盤(pán)點(diǎn)核對(duì)工作中，從另一方面也起到降本增效的作用。筆者通過(guò)研究沖壓的業(yè)務(wù)邏輯和物理操作流程尋求一套合理且低成本的系統(tǒng)運(yùn)作模式尋求解決實(shí)際問(wèn)題。

業(yè)務(wù)邏輯流程梳理分析

針對(duì)現(xiàn)有的沖壓業(yè)務(wù)流程的梳理與分析，找出相關(guān)業(yè)務(wù)的內(nèi)在邏輯和關(guān)聯(lián)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)電子庫(kù)房系統(tǒng)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。從供應(yīng)商配送板料進(jìn)入沖壓車(chē)間第一個(gè)環(huán)節(jié)開(kāi)始，人工進(jìn)行收貨處理并登記入賬，由物流管理人員對(duì)板料進(jìn)行發(fā)貨到各生產(chǎn)線(xiàn)，登記發(fā)貨記錄。第二個(gè)環(huán)節(jié)生產(chǎn)線(xiàn)領(lǐng)取相關(guān)板料后，送上生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行生產(chǎn)。上料人員對(duì)板料相關(guān)信息不做記錄。生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)線(xiàn)員工對(duì)沖壓成形的零件進(jìn)行裝框操作，質(zhì)檢人員進(jìn)行貼牌記錄。但不進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄和核對(duì)。第三個(gè)環(huán)節(jié)由物流人員對(duì)已經(jīng)完成生產(chǎn)的沖壓件，運(yùn)輸裝有零件的料框至庫(kù)房進(jìn)行入庫(kù)操作，每個(gè)庫(kù)房的入庫(kù)口有一名信息記錄人員對(duì)入庫(kù)的零件種類(lèi)和數(shù)量進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄至相關(guān)紙質(zhì)文檔上。第四個(gè)環(huán)節(jié)是根據(jù)下工序?qū)α慵男枨?，由出?kù)管理員在出庫(kù)口把即將要出庫(kù)的裝有零件的料框相關(guān)信息登記在紙質(zhì)的文檔上，并最終出庫(kù)。

梳理沖壓業(yè)務(wù)流程得出：板料收貨、沖壓成零件、零件入庫(kù)、零件出庫(kù)四大主要業(yè)務(wù)。并在每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)具備共同的業(yè)務(wù)，板料、零件的退貨或返修等分向處理。衍生出返修環(huán)節(jié)以及板料或零件報(bào)廢環(huán)節(jié)。不管是哪一個(gè)環(huán)節(jié)，相關(guān)的板料或零件在沖壓車(chē)間內(nèi)流動(dòng)都需要一個(gè)固定的專(zhuān)用容器進(jìn)行裝載。這就可以作為電子庫(kù)房系統(tǒng)的記錄載體，以料框容器的唯一性來(lái)標(biāo)定和記錄板料以及成形的零件在沖壓車(chē)間內(nèi)流動(dòng)。從而達(dá)到能夠精準(zhǔn)記錄每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作。具體業(yè)務(wù)邏輯梳理的流程圖如圖1 所示。

圖1 業(yè)務(wù)邏輯梳理的流程圖

電子庫(kù)房數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理

沖壓零件生產(chǎn)數(shù)據(jù)流是一個(gè)從板料開(kāi)始直到零件出庫(kù)的貫穿式模式，利用每一個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)來(lái)自上一環(huán)節(jié)模式，形成一環(huán)扣一環(huán)操作理念。假設(shè)上一環(huán)節(jié)的相關(guān)操作出現(xiàn)了錯(cuò)、漏等情況，下一環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息將無(wú)法形成，并及時(shí)報(bào)警處理。從而避免了數(shù)據(jù)流形成不了閉環(huán)，從根本上解決了以往人工模式記錄錯(cuò)、漏的數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，且可隨時(shí)精準(zhǔn)的查詢(xún)有問(wèn)題的環(huán)節(jié)，從而達(dá)到精準(zhǔn)追溯的目的。其操作邏輯如圖2 所示。

圖2 電子庫(kù)房操作邏輯

在完成對(duì)數(shù)據(jù)流的邏輯梳理后，需要建立一種唯一性的對(duì)應(yīng)關(guān)系用以標(biāo)記板料到零件的過(guò)程記錄。從板料的SAP 號(hào)具備唯一性，且零件編號(hào)也是唯一性的特性中建立與板料一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的零件號(hào)。從而可實(shí)現(xiàn)板料到零件的唯一性過(guò)程記錄。同時(shí)由于沖壓零件存儲(chǔ)特性，一個(gè)料框存在固定的時(shí)間和空間下只能裝載一種零件的特點(diǎn)，就可實(shí)現(xiàn)料框和零件的有約束性的唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系。此時(shí)可為每一個(gè)料框建立唯一的ID 號(hào)與零件號(hào)形成關(guān)聯(lián)。因此便可建立起完整閉環(huán)的邏輯關(guān)系，為系統(tǒng)的建立提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。其中建立的沖壓件入庫(kù)業(yè)務(wù)流和信息的邏輯關(guān)系如圖3所示。

圖3 沖壓件入庫(kù)業(yè)務(wù)流和信息的邏輯關(guān)系

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

由于沖壓的生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單明了，且業(yè)務(wù)邏輯清晰。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充和升級(jí)，增加沖壓的庫(kù)房系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)，如圖4 所示。

圖4 增加沖壓的庫(kù)房系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊

整個(gè)業(yè)務(wù)流程的數(shù)據(jù)流由二維碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作人員需要使用便攜式掃描設(shè)備對(duì)產(chǎn)生相關(guān)信息的二維碼進(jìn)行掃描，這會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的掃描便利性及信號(hào)穩(wěn)定性等有較高的要求。所以在應(yīng)用上傾向于使用非企業(yè)內(nèi)部的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳遞，則對(duì)企業(yè)的內(nèi)外網(wǎng)安全性等有特定的要求。應(yīng)用服務(wù)器的部署應(yīng)放在中立區(qū)，對(duì)于使用移動(dòng)終端(手機(jī)或者帶4G 的PDA)進(jìn)行掃描操作，數(shù)據(jù)通過(guò)防火墻存儲(chǔ)于內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)器。這樣既可以滿(mǎn)足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的掃碼便利性的需求，又能夠符合企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全需求。

對(duì)于應(yīng)用層的開(kāi)發(fā)，主要是解決現(xiàn)場(chǎng)的操作人員的掃碼問(wèn)題。作為替代原來(lái)的紙質(zhì)記錄方式的一種工具，在具備簡(jiǎn)單易操作且不會(huì)增加員工工作量的前提下，選擇無(wú)線(xiàn)可移動(dòng)式的PDA 掃碼終端便可以滿(mǎn)足快速掃碼，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)記錄和上傳服務(wù)器。PDA 上的相關(guān)APP 界面和操作方式需要符合現(xiàn)場(chǎng)人員的閱讀習(xí)慣和只顯示關(guān)鍵的信息為人工掃描的信息確認(rèn)提供最直接的方式。例如對(duì)于板料收貨人員來(lái)說(shuō)，在掃描所收貨物的二維碼后其對(duì)于板料的關(guān)鍵數(shù)據(jù)“捆包號(hào)”與數(shù)量和重量需要進(jìn)行核對(duì)確認(rèn)。所以PDA 的掃描界面只需保留顯示的關(guān)鍵信息。在收貨人員確認(rèn)無(wú)誤后就可以提交相關(guān)數(shù)據(jù)至服務(wù)器存儲(chǔ)，如圖5 所示。

圖5 收貨人員確認(rèn)無(wú)誤后就可以提交相關(guān)數(shù)據(jù)至服務(wù)器存儲(chǔ)

通過(guò)對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)挖掘和針對(duì)性的開(kāi)發(fā)，按照業(yè)務(wù)邏輯整合各分模塊后完成了整個(gè)掃碼電子庫(kù)房系統(tǒng)，并正常的運(yùn)行。最后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，零件數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和提取計(jì)算，可根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)管理人員以及車(chē)間管理層的需求生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表或特定的數(shù)據(jù)形式滿(mǎn)足各項(xiàng)工作的開(kāi)展，見(jiàn)表1。

表1 沖壓車(chē)間零件數(shù)據(jù)明細(xì)報(bào)表

結(jié)束語(yǔ)

隨著信息化、數(shù)字化智能化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中將成為趨勢(shì)。沖壓車(chē)間的電子庫(kù)房系統(tǒng)不但從業(yè)務(wù)上解決以往人工記賬的問(wèn)題和困難，提高了勞動(dòng)效率，節(jié)約了勞動(dòng)成本。還為生產(chǎn)決策提供了實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并且由于電子庫(kù)房每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)進(jìn)行記錄的特性，且精準(zhǔn)到分秒的操作時(shí)間，避免了不可追溯，無(wú)法精準(zhǔn)查詢(xún)的問(wèn)題。在為生產(chǎn)提效率降成本的同時(shí)，也為質(zhì)量追溯排查提供了有力手段。最后因?yàn)闆_壓車(chē)間生產(chǎn)的特性，最終的生產(chǎn)數(shù)據(jù)都會(huì)匯聚在庫(kù)房零件中。該電子庫(kù)房的數(shù)據(jù)庫(kù)可作為后續(xù)拓展基礎(chǔ)，為更智能的數(shù)字發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。