基于物碼的彩色電視機(jī)元器件可追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蘇鵬飛

關(guān)鍵詞：物碼；可追溯；物聯(lián)網(wǎng)

0 引言

根據(jù)奧維云網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021 年度國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的彩色電視機(jī)（下文簡(jiǎn)稱彩電）銷量為3 835 萬(wàn)臺(tái)，有著巨大的存量市場(chǎng)及增量市場(chǎng)。目前市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品還未構(gòu)建其真正的產(chǎn)品追溯體系，首先表現(xiàn)為，產(chǎn)品售后服務(wù)人員無(wú)法通過(guò)系統(tǒng)直觀了解所維修產(chǎn)品所使用主要元器件的供應(yīng)商、批次等信息，增加了維修的難度；然后廠家通過(guò)售后數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)某些批次的元器件或模塊有問(wèn)題，無(wú)法準(zhǔn)確圈定受影響的整機(jī)產(chǎn)品范圍，更不可能對(duì)已經(jīng)流入消費(fèi)者手中的產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)。

近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，特別是物碼系統(tǒng)（如條形碼、二維碼等）的普及，為彩電產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的建設(shè)提供了成熟的技術(shù)基礎(chǔ)。當(dāng)前基于二維碼的食品溯源[1]、林下產(chǎn)品溯源[2]、小程序溯源系統(tǒng)[3] 等應(yīng)用已經(jīng)廣泛落地，針對(duì)彩電產(chǎn)品的可追溯系統(tǒng)建設(shè)正當(dāng)其時(shí)。

1 系統(tǒng)整體概述

彩電本身有2000多個(gè)元器件組成，比如用量較多的電阻、電容等，如果全部實(shí)現(xiàn)可追溯，實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度巨大且投產(chǎn)產(chǎn)出比太低。跟據(jù)彩電企業(yè)針對(duì)其產(chǎn)品溯源的實(shí)際需求，本系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注彩電產(chǎn)品的核心元器件，將組成彩電產(chǎn)品的主要元器件包括屏、Wi-Fi 模塊、藍(lán)牙模塊、喇叭、紅外接收模塊、遠(yuǎn)場(chǎng)語(yǔ)音模塊等納入可追溯的范圍，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化標(biāo)識(shí)及維護(hù)，為后續(xù)維修及客戶維護(hù)服務(wù)提供平臺(tái)支撐。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于物碼體系構(gòu)建，貫穿從原材料入庫(kù)、產(chǎn)線生產(chǎn)、成品入庫(kù)、渠道分銷及售后維修等產(chǎn)品全生命周期。

整個(gè)可追溯系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)，所有應(yīng)用模塊組件化、模塊化部署，可以快速響應(yīng)前端業(yè)務(wù)需求變化。系統(tǒng)由業(yè)務(wù)前臺(tái)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中臺(tái)及集成平臺(tái)3 個(gè)部分組成，分別負(fù)責(zé)物碼系統(tǒng)應(yīng)用及展示、數(shù)據(jù)及邏輯應(yīng)用處理、數(shù)據(jù)采集和三方數(shù)據(jù)對(duì)接，整體軟件架構(gòu)如圖2所示。

2 集成平臺(tái)

集成平臺(tái)分為IOT（Internet of Things 物聯(lián)網(wǎng)）平臺(tái)及集成系統(tǒng)兩個(gè)部分，IOT 平臺(tái)部分，采用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)及邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232、TCP/IP 等通訊協(xié)議，完成前端物碼掃碼槍、打印機(jī)及噴碼設(shè)備同后端軟件平臺(tái)系統(tǒng)的的連接及數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的上傳及系統(tǒng)到設(shè)備端指令的下達(dá)。集成應(yīng)用系統(tǒng)部分負(fù)責(zé)同生成項(xiàng)目的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，從SAP 系統(tǒng)獲取各種原材料的物料號(hào)及相應(yīng)的產(chǎn)品規(guī)格、廠商等信息；同WMS（Warehouse Management System 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物碼的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)原材料從入庫(kù)、出庫(kù)到成品入庫(kù)、發(fā)貨等全流程的物碼信息標(biāo)識(shí)支撐；在生產(chǎn)階段，同MES（Manufacturing Execution System 制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)進(jìn)行全流程的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的上傳。

3 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中臺(tái)

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中臺(tái)包括核心業(yè)務(wù)服務(wù)、通用功能服務(wù)及數(shù)據(jù)中臺(tái)3 個(gè)部分。

3.1 核心業(yè)務(wù)服務(wù)

主要包括物碼生成、物碼綁定、物碼查詢幾個(gè)關(guān)鍵模塊，這里重點(diǎn)展開(kāi)介紹。物碼生成在原料倉(cāng)階段實(shí)現(xiàn)，對(duì)主要元器件進(jìn)行歸一化編碼，并賦以統(tǒng)一的設(shè)備編碼（支持二維碼、條形碼等形式）；物碼綁定在生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)組成彩電的主要元器件上的標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行掃描錄入，并最終實(shí)現(xiàn)跟整機(jī)串號(hào)的綁定；物碼查詢屬于應(yīng)用階段，用戶可以根據(jù)整機(jī)串號(hào)實(shí)時(shí)查詢彩電元器件的相關(guān)信息。

3.1.1 物碼生成

組成彩電的主要元器件及模塊來(lái)源分為兩種，即供應(yīng)商直接外采和自研產(chǎn)品。首先是供應(yīng)商直接采購(gòu)部分，由于各個(gè)供應(yīng)商都有自己的產(chǎn)品管控體系，產(chǎn)品帶根據(jù)自有規(guī)則的編碼標(biāo)識(shí)，以便產(chǎn)品的追蹤。各廠商的編碼長(zhǎng)度及形式均有不同，需根據(jù)新的規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)碼重構(gòu)。轉(zhuǎn)碼步驟如下：

1）獲取廠商的編碼規(guī)則，導(dǎo)入讀碼系統(tǒng)，構(gòu)建物碼識(shí)別算法，以完成系統(tǒng)對(duì)不同廠商編碼的準(zhǔn)確識(shí)別，從而提取物碼信息；

2）根據(jù)生產(chǎn)廠物料系統(tǒng)的編碼規(guī)則，完成新編碼同具體元器件及模塊同廠商信息、產(chǎn)品類別、批次等信息的綁定，并利用打印或噴碼裝置重新進(jìn)行賦碼；

3）原料倉(cāng)錄入環(huán)節(jié)，采用物碼掃描設(shè)備讀取新的物碼信息，錄入原來(lái)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。

外采部分的部分元器件或模塊，如果存在沒(méi)有碼的情況（該系統(tǒng)僅關(guān)注列入跟蹤范圍列表的元器件），比如僅僅外包裝有編碼，而包裝內(nèi)的最小單位上沒(méi)有編碼的情況，系統(tǒng)會(huì)自己生成賦碼規(guī)則，每批次的原材料維護(hù)對(duì)應(yīng)的供應(yīng)商、原來(lái)名稱、批次信息等，然后通過(guò)打印或噴碼裝置進(jìn)行賦碼。

其次是自產(chǎn)部分的元器件及模塊，比如主板，在其生產(chǎn)環(huán)節(jié)將根據(jù)賦碼規(guī)則，通過(guò)打印或噴碼裝置完成賦碼動(dòng)作。

3.1.2 物碼綁定

彩電的生產(chǎn)過(guò)程可以分為模組段、整機(jī)段及包裝段，其中模組段負(fù)責(zé)玻璃、背光模組等的組裝，完成顯示屏部分的組裝；整機(jī)段基于模組段的屏陸續(xù)完成主板、Wi-Fi 模組、藍(lán)牙模塊、紅外模塊、遠(yuǎn)場(chǎng)語(yǔ)音模塊、喇叭、電源及配線、后殼等組件的組裝，并且上電，完成產(chǎn)品的功能測(cè)試及串號(hào)燒錄；包裝段完成整機(jī)遙控、配線及說(shuō)明書(shū)、支架的裝箱，在外包裝箱貼上箱內(nèi)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的物碼。

鑒于屏是生產(chǎn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，并且本身具備物碼標(biāo)識(shí)，系統(tǒng)選取屏作為暫定的主鍵，在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)后續(xù)相關(guān)物料加入的順序，通過(guò)掃描設(shè)備將主要元器件及模組的物碼讀出，并且與其綁定。鑒于生產(chǎn)過(guò)程的直通率無(wú)法保證達(dá)到100%，所以如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁碼就非常關(guān)鍵。如果出現(xiàn)維修后仍無(wú)法正常工作的情況，則需根據(jù)替換算法，將舊的物料解綁，同時(shí)更換新的物料信息。

產(chǎn)品通電點(diǎn)屏完成后，進(jìn)入系統(tǒng)定制化參數(shù)配置及整機(jī)串號(hào)燒錄的階段，在此環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)屏的物碼標(biāo)識(shí)同整機(jī)串號(hào)的綁定，為后續(xù)查詢打下基礎(chǔ)。彩電整機(jī)入庫(kù)前，包裝箱及機(jī)身后殼上會(huì)貼上整機(jī)串號(hào)的物碼標(biāo)識(shí)，憑此即可查詢?cè)撜麢C(jī)對(duì)應(yīng)的主要元器件的情況，包括規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠商、批次等信息。

3.1.3 物碼查詢

通過(guò)彩電維修小程序的“掃一掃”功能，對(duì)彩電上的物碼信息進(jìn)行掃描，即可提取對(duì)應(yīng)的串號(hào)信息，然后通過(guò)查詢產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)，即可看到這臺(tái)彩電對(duì)應(yīng)的信息，比如各主要元器件的信息?；谶@些信息化手段的支撐，上門(mén)維修人員可以快速定位問(wèn)題，并提供維修方案。同樣的，如果某個(gè)元器件或者某種有批量性性能問(wèn)題，也可以通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行反溯，根據(jù)該物料的使用情況，輸出受影響的整機(jī)清單，結(jié)合分銷體系的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確獲取受影響的用戶及范圍，并制定應(yīng)急預(yù)案，比如主動(dòng)推送固件調(diào)節(jié)元器件運(yùn)行參數(shù)等，避免給用戶造成更大的損失。

3.2 通用功能服務(wù)

本模塊位系統(tǒng)的統(tǒng)一模塊，負(fù)責(zé)用戶管理及通知服務(wù)等。維護(hù)使用系統(tǒng)的管理員、業(yè)務(wù)員等用戶的權(quán)限等，不同角色的用戶開(kāi)發(fā)使用不同的功能菜單；通知組件管理，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的通知模塊，目前支撐通過(guò)短信網(wǎng)關(guān)向特定人員發(fā)送短信通知以及通過(guò)郵件網(wǎng)關(guān)向用戶發(fā)送郵件。

3.3 數(shù)據(jù)中臺(tái)

處理系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，按規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗并存儲(chǔ)、挖掘，并生成各種報(bào)表數(shù)據(jù)，給管理方的決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4 業(yè)務(wù)前臺(tái)

系統(tǒng)支持多種用戶交互方式，領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙大屏展示，通過(guò)電腦瀏覽器及App/ 小程序訪問(wèn)，并支持第三方通過(guò)H5 方式對(duì)接調(diào)用。領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙大屏部分負(fù)責(zé)宏觀的數(shù)據(jù)展示，統(tǒng)籌整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，e.g. 物碼系統(tǒng)已經(jīng)解決的問(wèn)題排行、維修趨勢(shì)預(yù)測(cè)等；在生產(chǎn)過(guò)程可通過(guò)物碼信息標(biāo)識(shí)經(jīng)電腦瀏覽器及小程序?qū)崟r(shí)方案原材料或整機(jī)的信息。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的基于物碼的彩電產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)，可通過(guò)整機(jī)的串號(hào)，精準(zhǔn)查詢所使用主要元器件或模塊（e.g.屏、藍(lán)牙模塊、Wi-Fi 模塊、喇叭、主板等）的供應(yīng)商和批次等信息。通過(guò)本系統(tǒng)的上線部署，有效提高產(chǎn)品售后維修的速度及準(zhǔn)確性，提升客戶滿意度，為售后維修及應(yīng)急處突提供了技術(shù)抓手。同時(shí)，針對(duì)部分出問(wèn)題的核心元器件的產(chǎn)品批次，可第一時(shí)間搞清楚受影響的范圍，為終端消費(fèi)者有更好的使用體驗(yàn)提供支撐。同樣，該可追溯系統(tǒng)也適用于其他家電產(chǎn)品，比如白電、小家電等，有重要的市場(chǎng)推廣意義。