一種基于二維條碼的飛機備件管理方案的研究

張峰

（榆林學院 信息工程學院，陜西 榆林 719000）

在飛機備件管理中，備件的接收/發送/報關、驗收與檢驗放行、倉儲管理在整個航材管理鏈中起著至關重要的作用，如果不能保證正確的進貨和庫存控制及發貨，將會直接導致管理費用的增加，服務質量難以得到保證，從而影響企業的競爭力[1]。傳統簡單、靜態的倉庫管理已無法保證企業資源的高效利用。如今的倉庫作業和庫存控制作業已十分復雜且多樣化，僅靠人工記憶和手工錄入，不但費時費力，而且容易出錯，給企業帶來巨大損失，所以必須要使用當前先進的計算機技術和信息技術來取代人工管理[2]。為了完整地解決倉儲管理中的問題，在飛機備件管理中引入二維條碼技術，對航材的到貨檢驗、入庫、出庫、移庫移位、庫存盤點等各個作業環節的數據進行自動化數據采集，保證倉庫管理各個作業環節數據輸入的效率和準確性，確保企業及時準確地掌握庫存的真實數據，合理保持和控制企業庫存。通過科學的編碼，還可方便地對物品的批次、保質期等進行管理。目前，在國內外雖然應用了條碼掃描技術，但都是一維條碼技術。一維條碼的信息容量很小，僅能容納幾位或者幾十位阿拉伯數字或字母，商品/產品的詳細描述只能依賴數據庫提供，離開了預先建立的數據庫，一維條碼的使用就受到了局限。本文通過基于無線PDA和二維條碼技術，對原有的飛機備件管理方案進行了一定的改進，并在實際項目中應用，取得了良好的效果。

無線條碼掃描技術是一項非接觸式自動識別技術，在自動識別技術中比較成熟 ，也是目前應用比較廣泛和成功的技術[3]。它利用掃描方式進行非接觸式雙向通信，以達到自動識別目標對象并獲取相關數據的目的。無線條碼掃描技術為快速準確地數據采集、數據錄入提供了有效、可靠的手段，它與計算機、網絡通信等一起構成了現代工業自動化的基礎。無線PDA現在最廣泛的應用領域是用于與物流相關的移動數據的采集，這是手持終端比較成熟的一類行業應用，也是目前手持終端應用數量最多的一種應用。

1 二維條碼管理方案及其操作流程

1.1 航材的分類和編碼

根據本文論述的航材管理目標，對航材進行科學編碼（由于是采用二維條碼，可以在條碼中嵌入航材編號、名稱、型號、生產廠商、出廠日期、有效期等信息），在科學編碼的基礎上，入庫前打印出航材條碼標簽，以便于后續倉儲作業的環節進行相關數據的自動化采集。以條碼為紐帶，有效聯接各個環節（如采購、倉儲、銷售等）的數據流動，利用航材的條碼身份標識和條碼中包含的其他航材信息實現各個環節的數據自動化采集，保證數據輸入的準確性和及時性。 利用航材條碼中包含的航材唯一編碼作為索引，通過整合航材在各個流轉環節的數據，實現航材從采購、儲運、銷售、售后的全過程進行追蹤。

1.2 對倉庫、貨架、庫位進行編碼

對倉庫的貨架和庫位進行科學編碼，用條碼符號加以標識，并在入庫時采集庫存品所入的庫位，同時導入備件管理信息系統。倉庫的庫位管理有利于在大型倉庫或多品種倉庫中快速定位庫存品的位置，有利于實現先進先出等管理目標及提高倉儲的各項作業（出入庫、盤點、移庫等）的效率。

1.3 無線手持終端的應用

對于大型的倉庫，由于很多倉儲作業無法在計算機旁邊直接作業，可以使用手持數據終端先分散采集相關數據，后把采集的數據上傳到計算機系統集中批量處理。此時就需要給生產現場作業人員配備帶有條碼掃描功能的手持數據終端，進行現場的數據采集[4]。同時在現場也可以查詢相關信息。同時使用帶有無線傳輸功能的終端，在倉儲管理業務員操作的同時就將掃描采集到的數據傳輸到備件管理信息系統中，確保了數據的有效性和及時性，業務員在開展相關倉儲作業過程中還可以查詢到系統中的相關倉儲數據。

2 備件管理方案的研究

在備件管理方案中，一個典型的操作流程是：操作員收到發料指令，然后輸入系統產生一張揀貨單，倉庫管理員根據揀貨單揀貨下架并預裝箱，然后把預裝箱貨物放到托盤上，裝箱人員把托盤上的貨物進行理貨/裝箱/形成裝箱單并送到傳輸帶上，檢驗人員對傳輸帶傳過來的貨物進行檢驗/放行，其后，貨物到達包裝區，包裝人員對貨物進行包裝后，進行發送/報關處理，最后通過物流貨運進行發送，具體發料現場崗位流程如圖1所示，備件出庫、檢驗放行、發送管理程序、數據邏輯如圖2所示。

3 基于無線PDA的二維條碼方案

3.1 二維條碼的編碼生成原理

圖1發料現場崗位流程Fig.1 Post process of sending material on-site

圖2備件出庫、檢驗放行、發送管理程序、數據邏輯圖Fig.2 A diagram of sending spare parts out of worehonse,test&release,sending management procedures,data logic

由于二維條碼中包含了備件數量等信息，因此揀選完成后要重新打印條碼，更換舊的條碼。中國物品編碼中心在原國家質量技術監督局和國家有關部門的大力支持下，對二維條碼技術的研究不斷深入。在國外相關技術資料的基礎上，于1997年12月制定頒布了2個二維條碼的國家標準：GB/T 17172-1997《四一七條碼》，GB/T 18284-2000《快速響應矩陣碼》[5]。本系統選用的是 PDF417條碼，PDF417的二維條碼樣式如圖3所示。

圖3PDF417的二維條碼樣式Fig.3 Style of PDF417 two-dimensional bar code

PDF417的計算機編碼生成原理是：根據不同的條空比例每平方英寸可以容納250到1 100個字符，PDF417條碼可以將照片、指紋、掌紋、簽字、聲音、文字等凡可數字化的信息進行編碼，PDF417條碼具有多重防偽特性，它采用密碼、軟件加密及利用所包含的信息如指紋、照片等進行防偽，因此具有極強的保密防偽性能[6]。普通條碼的譯碼錯誤率約為2%左右，而PDF417條碼的誤碼率不超過千萬分之一，譯碼可靠性極高；PDF417條碼采用了世界上最先進的數學糾錯理論，如果破損面積不超過50%，條碼由于玷污、破損等所丟失的信息，可以照常破譯。利用現有的點陣、激光、噴墨、熱敏/熱轉印、制卡機等打印技術，即可在紙張、卡片、PVC、甚至金屬表面上印出PDF417二維條碼，由此所增加的費用僅是油墨的成本，因此又稱PDF417是“零成本”技術。PDF417條碼的形狀可以根據載體面積及美工設計等進行自我調整。

3.2 二維條碼的生成與打印

本系統中生成PDF417碼是操作人員應用備件管理系統，填寫備件的信息，如件號、生產日期、合同號、名稱、數量、單位、證書號等存入數據庫的特定表中，然后由條碼生成模塊來讀取并打印條碼。二維條碼的打印模塊的主要流程如下：選擇打印機端口和打印機的IP地址，本系統選擇的具有網絡傳輸功能的打印機，然后從數據庫中讀取備件的信息，如件號、生產日期、合同號、名稱、數量、單位、證書號等，根據編碼規則，生成 PDF417條碼的指令代碼，然后把生成的指令代碼通過網絡發送到二維條碼打印機上，二維條碼打印機將 PDF417條碼圖形打印出來。PDF417打印圖像如圖4所示。

圖4 二維條碼打印樣式Fig.4 Printing style of two-dimensional bar code

4 系統的設計與實現

4.1 系統的架構設計

本方案應用于國內某飛機制造公司的備件管理系統。它是一種利用無線手持式條碼掃描終端，對備件進行條碼掃描并且可以根據手持終端上屏幕顯示的文字提示，進行揀選的系統。其特點是人機互動，無線連接。工作人員不斷將掃描信息及文字信息，通過無線網絡協議，傳輸給服務器，經處理后的信息又反饋給工作人員，工作人員能夠高效地對對象進行揀選，降低分揀差錯率，使用方便快捷。系統邏輯結構如圖5所示。

圖5 系統邏輯結構圖Fig.5 Structure diagram of system logic

該系統由工作站計算機、數據庫服務器、Web應用服務器、交換機、路由器以及無線基站和無線PDA組成。根據系統的實際需要選擇摩托羅拉 SYMBOL MC9090數據采集器的移動數據終端，內置Windows Mobile 2003操作系統，可以通過Web瀏覽器直接查看Web頁面，而無線基站采用的是無線路由器。服務器在 Windows 2008 Server操作系統中運行，采用Oracle 11g數據庫進行數據管理，Web應用服務器是IBM的webshpere7。

4.2 無線PDA終端程序的設計

基于無線PDA的二維條碼通過無線路由器將無線PDA MC9090與服務器互聯，實時地傳遞信息。 操作員直接在倉庫貨架上入庫，生成揀貨單。到達揀選貨位后，用手持終端掃描貨位條碼，即可查閱該貨位的備件信息。將備件揀選到周轉箱中，在手持上點擊下一裝箱按鈕，系統將信息實時傳遞到服務器上。其中，備件下架揀貨流程如圖6所示，無線PDA終端操作界面如圖7所示。

圖6 備件位置查詢流程Fig.6 Flow chart of spare location query

圖7 無線PDA終端操作界面Fig.7 Interface of wireless PDA terminal

5 結 論

為了提高飛機備件管理系統中航材出入庫操作的效率，不僅需要優化揀貨作業的順序，而且還需要盡量減輕操作員的操作負擔，減少人為誤操作概率。對于大型的倉庫，由于很多倉儲作業無法在計算機旁邊直接操作，可以使用手持數據終端先分散采集相關數據，后把采集的數據上傳到計算機系統集中批量處理。所以給生產現場作業人員配備帶有條碼掃描功能的無線手持數據終端，進行現場的數據采集，同時在現場也可以查詢相關信息。

本文所提出的一種基于無線PDA的二維條碼管理方案，它具有高度自動化的特點，既能提高揀貨操作的可靠性同時可縮短運行時間，提高整體效率和備件庫的吞吐。目前基于該方案開發的飛機備件管理系統已經在國內某飛機制造企業安裝使用，今后將根據用戶的反饋繼續完善。

[1]楊木，張潤彤.一種基于二維條碼的移動商務一次性口令認證方案[J].計算機工程與科學，2009（7）:17-19.YANG Mu，ZHANG Run-tong.A new OTP authentication scheme for M-commerce based on 2-D bar code[J].Computer Engineering&Science，2009（7）:17-19.

[2]伍濱．淺談二維條碼在軍品生產的應用[J].國防技術基礎，2009（2）：55-56．WU Bin.On the two-dimensional bar code in the application of military production[J].Technology Foundation of National Defence，2009（2）：55-56．

[3]方媛，傅華明，張英姿．基于加密二維條碼和指紋識別的證件防偽系統[J]．計算機與數字工程，2009（1）：111-114．FANG Yuan，FU Hua-ming，ZHANG Ying-zi.Certificate anti-counterfeiting system based on encryption two-dimension barcode and fingerprint identification[J].Computer and Digital Engineering，2009（1）：111-114．

[4]高飛，葛強，羅磊．二維條碼技術在通用裝備保障中的應用研究[J]．包裝工程，2008 （12）：131-133．GAO Fei，GE Qiang，LUO Lei.Study on application of 2-dimensional barcode technology on general equipment support[J].Packaging Engineering，2008 （12）：131-133．

[5]張海鳳，李群．二維條碼技術及其在軍事后勤中的應用[J].裝甲兵工程學院學報，2001，15（1）：82-87.ZHANG Hai-feng，LI Qun.Techniques of two-dimensional bar code and its application in military logistics[J].Joural of Armored Force Engineering Institute，2001，15（1）：82-87.

[6]徐淑萍，蘇小會，茹媛，等．二維條碼技術在航材保障中的應用研究[J]．微計算機信息，2007，23（33）：46-47.XU Shu-ping，SU Xiao-hui，RU Yuan，et al.The application of 2D-bar technology in managing equipment[J]．Control&Automation，2007，23（33)：46-47.