制造企業批號質量追溯問題與對策研究

摘要：針對批號質量追溯中產品批號磨損造成的產品追溯信息缺失、追溯鏈“批號孤島”、拆批、并批和混批造成的在制品管理混亂等問題，在分析問題原因的基礎上，提出了相應的解決方案，并對方案的可行性，成本和約束條件進行了研究，最后結合具體的應用案例說明了該研究方案的實用性。

關鍵詞：批號管理 質量追溯 數據共享 在制品管理

1 概述

目前大多數制造企業在產品質量追溯方面普遍采用批號追溯的方式。批號包括物料批號和生產批號，物料批號偏重于物料管理使用，其目的是使物料管理達到更細致層面，還常與物料的屬性結合使用；生產批號，可用于追蹤、保值期管理、質量管理等方面，一些行業還要結合序列號使用。現在很多行業里面一般會把物料批號和生產批號合二為一。例如：汽車行業的批號，食品行業的批號[1]。在電子、機械、儀器行業，企業通過批號和序列號可以追蹤產品質量問題和進行售后服務[2]。

在企業引入ERP、MES、PDM等系統后批號管理變得更加的方便和快捷，利用批號在計算機中可以方便的查詢每種產品的用料情況、加工過程信息，從而實現產品向前和向后的快速追溯[3]。批號管理也有一些不足之處，例如產品批號及順序號的磨損會使產品的追溯信息缺失，也使對質量事故的追溯變得困難；“批號孤島”是借用“信息孤島”一詞演化而來，是指由于批號編制上的獨立性，造成批號的使用范圍僅僅局限于本企業內部，出現企業之間的追溯信息斷層。雖然此種情況在兩家企業協商后一般都可以解決，但造成了追溯時間和精力上的浪費；此外，拆批、并批、混批之后造成的在制品管理混亂是批號質量追溯的又一問題。

對于上述批號產品質量追溯問題，本文提出了二次標記式批號、批號銜接編制和拆批、并批、混批解決方案。

2 制造企業批號質量追溯的現存問題

批號產品管理方式將產品的使用原料、加工過程等信息包含在小小的編號之中，對在制品的現場管理、質量問題的追溯管理都帶來了很大的方便[4]，但批號管理和追溯的方式存在的問題也在一定程度上困擾著很多企業。

對于制造企業而言很多易磨損部件同時也是很多機器上的重要部件，客戶往往對其有嚴格的追溯要求，而當部件發生磨損時其上的產品批號及序列號有時也被一同磨損而導致無法識別。

在使用過程中產品發生質量問題時大多數需要對導致問題的部件沿供應鏈進行逆向的追溯。對于深層次的問題需要在企業之間進行質量追溯，但由于企業文化、工作習慣和商業保密等原因企業在批號編制時往往各自為政，上游企業的批號下游企業一般都很難“解讀”，在此種情況下需要與編制該批號的企業進行必要的溝通，當被溝通企業不認同溝通企業提出追溯請求時，極易出現扯皮的現象使追溯無法進行，也大大降低了產品質量追溯的效率。

拆批、并批和混批的問題也是企業在批號管理時常常會遇到的問題，對于數據操作層面而言批號的修改不是什么困難的問題，然而實際的物品由于拆批、并批和混批的操作，造成現場批號管理中物卡不符、流轉文件遺失等現象時有發生，給在制品的管理和企業日后對產品的質量問題追溯帶來了不小的影響。對于此種情況企業一般采用流轉卡的方式解決，并強制規定“單隨物走”，保證流轉卡與相應的批次一一對應，但這樣做仍然存在很多問題。

3 制造企業批號質量追溯問題的對策研究

針對上述使用批號及順序號進行產品質量追溯中遇到產品批號及順序號磨損、批號上下游企業無法銜接，以及拆批、并批和混批帶來的現場在制品管理混亂的問題，提出了以下對應的解決方案。

3.1 二次標記式批號——針對于批號磨損問題

對于一些批號在產品使用中較易磨損的部件，有兩種對策：一是在零件的另一個部位再打制一個相同的號碼作為原批號和序列號的備份，當原批號和序列號磨損時可以讀取備份號碼。這種方式的使用有很大的局限性，因為鑒于零件表面光潔度以及零件尺寸等的要求限制，很多零件不允許或無法打制備份批號；第二種方法是使用二次標記式批號，即在與批號同零件的不同部位再加打一個可以和批號對應的記號，通過此記號可以推算出或是查到相應的批號。一些工藝流程復雜的產品往往都有較長的批號和序列號，號碼的長度越長其造成磨損而無法識別的概率也就越大。二次標記式批號就是在追溯性要求比較嚴格而又無法進行備份批號打制的零件上，在與批號不同的部位打制另外一個比現有批號短得多、小的多的相關標記，此標記在編碼格式、打制方式上均可與原號碼不同，如采用激光碼等方式。由于只是對單一批號進行再標記，所以其長度和零件上的原號碼相比要短得多、小得多。例如用三到四位的字母對批號進行順序編碼標記。如果需要此種追溯的產品數量不多的話，可直接采用給原有號碼編制序列號的方法，諸如用AAA標識第一個批號，AAB標識第二個批號，以此類推……這樣就有17576種組合，若用四位字母即有456976種組合。可以為這些重要的批號專門編制一個其序列號與原批號和序列號對應的文檔，當批號和序列號損壞或磨損時，可以讀取同零件上的二次標記查到對應的批號（如圖1）。當然有條件的企業可以采用激光刻制等更為先進的標注手段。需要指出的是企業在采用PDM等系統之后也可以直接用二次標記的代碼代替原批號和序列號，但此時該標記磨損的現象仍然存在，并且很多企業員工習慣用批號加序列號而不習慣用全序列號的方式，因為相對序列號而言批號的相應字母往往有一定的標識意義，員工較為容易記憶和理解。

二次標記的代碼由于在編碼規則、長度、標記方式上都與原批號有很大的差異，故要實現二次標記一般需要建立新的代碼打制系統。建立系統的成本根據代碼的需求的不同會有較大的區別。例如激光二次標記顯然要比普通的方式成本高得多，此外還要考慮二次代碼系統維護和人工操作等費用，如果這些費用的總和大于由于該零件無法追溯造成的后續損失的話，那么系統的建立是得不償失的。下面是對這一問題從成本角度進行決策的數學研究。

假設零件的設計壽命為L，二次標記系統的使用期限為P，原批號及序列號被磨損而無法識別的概率服從參數為λ的指數分布，其概率密度函數為：f（t）=λe-λt，則該零件在設計壽命周期內發生追溯標識無法識別的概率為F（t）=λe-λtdt。由于二次標識后追溯信息丟失的可能性大大減少，為了便于理解和簡化計算設原批號和二次標識同時磨損而又同時無法識別的概率為零，該零件在設計壽命周期內發生故障而引起追溯事故的概率服從另一個指數分布，其概率密度函數為：g（t）=ke-kt，則在設計壽命周期L內該零件發生質量事故而又無法追溯的概率為：φ（t）=f（t）dtg（t）dt，通過追溯事故的原因避免類似事故再度發生而為企業挽回的損失為：

Y=QNφ（t）

=QNf（t）dtg（t）dt

=QNλe-λtdtke-ktdt

Q——每個故障零件引起的客戶賠償費用

N——在期限P內預計生產該類零件的總數

與二次標記系統建立運行的總費用比較得到的最終決策函數 如下：

φ（t）=M+R-Y

=M+R-QNλe-λtdtke-ktdt

M——新標記打制系統建立費用

R——使用期限P內的系統維護及人工費用

當φ（t）>0時，用于建立新的標記打制系統以及打制過程的費用高于該類部件由于無法追溯造成的損失，此時從成本的角度考慮新的標記打制系統沒有必要建立。當φ（t）<0時用于建立新的標記打制系統以及打制過程的費用低于該類部件由于無法追溯造成的損失，此時新標記打制系統的建立和運行為企業挽回了損失，故有必要建立和運行這樣的系統。上述的各個函數的參數均可以通過長期統計后分析獲得，M、R、N、P的數值也可以通過計劃預測獲得，故以上函數具有現實的可操作意義。需要指出的是決策分析僅是從經濟的角度來選擇是否采用二次標記的方式來標記某種零件，實際中企業除了要考慮成本效益因素外還要考慮有關企業長遠發展的很多因素。例如企業期望通過二次標注批號的方式來查明質量事故的根本原因，從而提高后續產品及其他種類產品的質量水平，類似的情況企業在考慮是否建立二次標注系統時，上述決策函數只做參考之用。

3.2 上下游協調的編碼機制和開放的數據共享模式——針對于“批號孤島”問題

產品及相關的編碼標識對象大致包括以下內容: ①產品，包括采購的產品、企業生產的產品和顧客的財產。②產品實現過程所需或所形成的相關的文件、資料。③產品實現過程所處的狀態等[5]。完整的批號是對原材料、產品實現過程在產品之上的一種標識，由于各個企業產品特征的不同，故批號的編制沒有統一的規則，但供應鏈中上下游企業在產品形態、材料上有很大的共性，因而有可能在批號編制上達成近似或一致的方案，從而可以利用批號實現跨企業的產品質量追溯。上下游企業之間可以在批號編制上采用銜接編制的方式，例如批號的首尾部各采用若干位作為銜接代碼，這樣對本企業的批號改動較小，企業比較容易接受，實現成本也較低。除此之外，以供應鏈中的核心企業牽頭，各個上下游企業還可以在批號的編制規則、信息含量方面產生更緊密的對應關系，使下游企業在相應的權限許可下可以實現對上游企業的數據檢索、代碼解釋和分析，減少與上游企業的溝通時間，提高追溯效率，使核心企業在供應鏈之上也擁有如本企業內部的數據檢索效率，同時通過檢索到的直觀數據也增加了核心企業對上游企業的信賴程度，在向上游企業提出追溯配合要求時也有據可依，如圖2所示。此種方式雖然實現成本較高但對于供應鏈長遠發展有重要的意義。

在產品編碼時下游企業參考上游企業或是在必要的情況下核心企業召集上下游供應企業來統一編碼，在信息共享的基礎上達到聯通“批號孤島”的目的。在處理客戶追溯請求時，主機廠根據批號信息通過在一定權限內對上級所有供應商數據庫中的相關數據進行檢索，分析、解釋后聯系相應的供應商協助進行產品質量追溯。

核心企業將追溯處理結果與客戶進行交流，提出解決方案并進行相應的用戶賠償及供應鏈內部的質量改善。對于一些重要客戶，甚至可以允許客戶通過網絡在一定權限的范圍內直接查詢追溯處理過程，了解追溯過程的各個細節，實現與客戶的信息共享。

3.3 “車隨物走”的企業內部物流方式——針對拆批、并批和混批引起的在制品管理混亂問題

產品的拆批、并批與混批時常會導致批號的混淆，在一些先進的企業信息系統中（如MES系統）有專門的拆批、并批和混批的操作功能。批號及其數據在信息系統中修改一般較為方便，但實際零件的管理卻并不是一件簡單的事情[6]。“單隨物走”的管理方式似乎解決了拆批、并批、混批過程中零件的管理問題，其實不然，在實際中流轉卡作為一批產品加工過程的記錄文件，無法固定到某一個零件上，只能放到該批零件的附近。因此流轉卡丟失或是錯位的情況時有發生[7]。發生上述現象的主要原因是產品在整個加工過程中由于形態和位置的改變發生了多次裝卸和搬運，而同批產品又無法實現整體包裝、整體搬運和整體加工，致使該批產品的流轉卡無法找到固定的存放位置所致。有必要采用“車隨物走”的方式來解決這一問題，所謂的車就是在加工過程中用于搬運在制品的小車。在傳統的方式下每個車間都有自己的搬運小車，有的企業也采用專門的搬運人員來負責整個企業內產品加工過程的搬運，但搬運人員的搬運小車一般要負責不同物品的搬運。“車隨物走”就是固定批次的零件在加工流轉過程中采用固定車輛全程搬運的方式，在跨車間加工時小車跟隨物品在各個車間、設備、人員之間流轉的方式。如圖3所示

由于在整個加工過程中固定批次的零件總是存放在放置于固定的搬運小車中，而此時流轉卡及其他相關的流轉文件便可以固定在該小車上。當批次內的零件數量較多一輛小車無法搬運時，可以放置于某個小車組的多個小車之中，小車組內的小車再以順序編號。如1-1小車，1-2小車，1-3小車同屬第一個小車組，其內放置著同批次的A類零件。需要做分批操作時將分開的幾批零件分別放入標識不同批次的小車之中，要并批時則將不同批次的零件放入同一小車或小車組之中，對于混批的零件在需要混批數量不大的情況下可以在小車內設置醒目的隔段及標識來區分插入的批次。以上的操作都要在文件或是制造信息系統中做相應的記錄改動，以便后續對產品的跟蹤。

為了適合不同大小和形狀的產品，小車也可以設計成車體的長寬可以調解從而調整車體內容積的方式。若車間內設備附近的空間狹小，則可以將小車的車廂用隔段一分為二，一個隔段放置代加工或裝配的零件，另一個隔段放置已經加工好的零件，并且兩個隔段上分別做上醒目的標記來區分。流轉卡可以放置于小車較醒目的地方，并將流轉卡在小車上的安放位置設計成既方便取用又不易散落的形式。

在采用“車隨物走”的方式進行產品批次管理的時候，小車內的零件隨著小車按照工藝路線進行順序加工，此時各個小車內放置的零件數量多少對于整個生產線平衡有重要的影響。當小車內裝載的零件數量過多時，會使一些設備負荷過重，而另一些設備可能處于閑置狀態。數量過少又會使設備閑置，或是時常需要對工裝夾具，刀具及設備的運行狀態進行調整，因此需要通過適當的方式來確定小車內應當放置的零件數。

設某企業有n批次物料待加工成零件或產品，該企業共有加工設備m臺，Cij表示第i臺設備每小時加工第j批零件的個數，bk表示每輛小車中可以容納第k批零件的個數，小車的最大設計容積設為Z，構造約束矩陣：

則Ak=表示第k臺設備的一個加工時間，當Z增大時bi的值也隨著增大，故Ak值也將增大。矩陣中的“0”元素表示該設備不用來加工對應的零件，既不存在改該道工序。同樣地設pij表示第i臺設備加工第j批零件的生產準備時間，則與上述矩陣對應的生產準備時間矩陣為：

則Dkpki表示第k臺設備總的工作準備時間，那么每臺設備及操作人員總的工作時間為Yk=Ak+Dk，要使人員和機器不處于閑置狀態那么Yk≥（假設每批產品的計劃加工時間均大于一個工作日）。

由于很多工序如切割、車銑等都可能使零件加工前后的數量發生改變[8]，設dij表示第i批物料（零件）預計分配到第j臺設備上加工的數量，則可以得到每批零件的總加工時間矩陣：

那么Gi=便表示第i批原料（或零件）全部加工完成所需的總時間。在場地允許的情況下設定的Z值要盡量大于dij個零件占據的空間。如果dij個零件占據的空間值過大，要調整Z的值，使其值盡量為Z的整數倍。再設Ji表示第i批原料（或零件）的計劃完成時間，那么必須保證Gi≤Ji，即保證加工在計劃的時間內完成，故在設計小車的容量Z時要滿足上述所有的約束要求。

上述矩陣中的參數Gi，Ji，m，n，bi，…bn，pij，dij均可以從產品工藝文件和生產計劃文件中直接獲得。

采用“車隨物走”的在制品管理方式，不僅有利于批號的管理，還可以規范車間的物流狀況，減少在制品在車間內的堆積現象。對車間管理流程的標準化，操作人員工作量的衡量也都具有重要的意義。

4 結論

通過對批號追溯過程中產生的三大問題：產品批號磨損、批號上下游企業不銜接、拆批并批和混批造成的在制品管理混亂的深入思考和分析，提出了“車隨物走”的解決方案，對企業在制品的現場管理有一定的參考價值。

參考文獻：

[1]梁明哲.企業批號管理之談［EB/OL］.http://erp.newmaker.com/art_29539.html，2008年7月24日．

[2]cityhunter.金蝶K/3中批號管理的應用介紹［EB/OL］.http://erp.newmaker.com/art_29539.html，2009年2月5日.

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[4]覃學強.企業管理實務[M].電子科技大學出版社.2007年03月第一版.

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[7]郭天官.生產過程中的產品質量可追溯性管理[J].機械管理開發．2007年4月02期：140-143.

[8]趙長洪.機械加工企業應加強物流優化現場管理[J].中國物流與采購.1992年05期：27-28.