基于二維碼的總裝車間輔料管控措施的研究和實踐

□ 黃海金 □ 邱 凱 □ 朱江峰

上海航天精密機械研究所 上海 201600

某單位武器型號總裝車間承擔了產(chǎn)品總裝和電纜網(wǎng)制作任務，生產(chǎn)作業(yè)過程中用到的輔料種類多，數(shù)量大，包括各類清洗劑、涂料、漆類、油脂、膠料、膠帶等，很多輔料都是易燃易爆、有毒有害的危險化學品，需進行嚴格控制。

長期以來，總裝車間的輔料使用一直存在著領用過度、使用浪費、隨意放置等現(xiàn)象，為嚴格控制車間輔料領用，規(guī)范輔料使用和存放，統(tǒng)一輔料丟棄，轉(zhuǎn)變車間員工使用浪費的習慣，車間經(jīng)多方討論、反復研究，制定了車間輔料“以舊換新”管理措施。車間員工領用輔料前在物料管理員處進行登記，待輔料用完或過期后須帶著輔料空瓶或包裝到物料管理員處“以舊換新”并同步記錄。該措施通過一段時間的試運行，車間內(nèi)輔料亂丟亂放、使用浪費的現(xiàn)象有所改觀，但同時也暴露了如下一些問題。

（1）輔料領用頻次高，使用量大，種類多樣，紙質(zhì)臺帳登記效率過于低下，且無法查詢統(tǒng)計，致使輔料領用耗時過長，無法跟上工作、任務節(jié)奏，出現(xiàn)了跳過流程直接領用的現(xiàn)象，給輔料管理措施的正常運行造成了影響。

（2）車間沒有相應的技術手段或管理方法對跳過管理流程的輔料領用進行辨別，難以進行有效的監(jiān)督檢查，無法進行閉環(huán)管理。

（3）車間要求將已用完的危化品集中處理，嚴禁危化品隨意丟棄和浪費，但“以舊換新”管理措施無法從已丟棄危化品追溯到個人，不能解決危化品亂丟和浪費現(xiàn)象。

因此，“以舊換新”管理措施隨時間的推移不可避免地出現(xiàn)管控效果弱化的情況。針對上述試運行過程中出現(xiàn)的問題，車間需要完善輔料管理流程，大幅提升輔料領用效率，增加領用人和領用輔料的關聯(lián)性，提高輔料管理的可追溯性。

1 自動識別技術

為提升輔料領用效率、減少記錄差錯，放棄紙質(zhì)臺帳登記和查找，采用信息化技術記錄輔料管理數(shù)據(jù)并結(jié)合自動識別技術是一種必然選擇。以條碼技術為例,差錯率可以從平均1/300降低到1/1 700 000以下,速度較人工鍵盤輸入提高5倍以上［1］。此外，通過自動識別技術，還可以實現(xiàn)輔料單個物品的唯一性標識，使單件輔料物品和人員的一一對應成為可能。

自動識別技術分為條碼技術、無線射頻識別技術、磁條磁卡技術、聲音圖象識別系統(tǒng)、生物統(tǒng)計識別方法等。結(jié)合車間現(xiàn)狀、保密安全、識讀設備及載體成本、技術成熟度等因素的考慮，條碼技術具有條碼制作簡單、載體成本低廉、識讀設備成熟、性價比高、識讀誤差率小等優(yōu)勢，車間選用條碼標簽作為車間輔料管理信息自動識別的載體，同時選用反應快速、數(shù)據(jù)密度大和可靠性高的QR碼作為數(shù)據(jù)存儲載體。

2 改進的車間輔料管控框架

為達到車間輔料管理控制的規(guī)范性、高效率、可追溯等要求，“以舊換新”管理措施需進行重新梳理和完善，改進后的輔料管控框架如圖1所示。

改進后的車間輔料管控框架包括3個步驟：管控基礎、管控程序和管控閉環(huán)，具體可分為如下5個環(huán)節(jié)。

（1）明確輔料管控范圍，建立統(tǒng)一的車間管控輔料編碼名錄。

（2）對輔料物品和相關人員進行唯一性標識，以便通過識讀設備實現(xiàn)信息的快速輸入，提高效率。此外，輔料物品及人員的唯一標識是實現(xiàn)可追溯的輔料管控的必要條件。

▲圖1 改進后的車間輔料管控框架

（3）規(guī)范和完善的輔料管控程序，“以舊換新”管理措施只規(guī)定了領用、換領和消耗3個流程，并未覆蓋科研生產(chǎn)過程中輔料管控的各項流程，因此改進后管控程序包括入庫、領用、消耗、退庫和轉(zhuǎn)賬5個流程，依舊以物料管理員為核心，負責輔料物品的入庫、領用、消耗、退庫的記錄操作，其中入庫操作要求在領用前完成，節(jié)約車間一線作業(yè)人員時間。

（4）加強現(xiàn)場監(jiān)督檢查，通過定期的車間檢查和不定期的車間領導抽查，確保現(xiàn)場生產(chǎn)使用的輔料均已按要求標識、按要求領用、按要求放置。通過不定期的抽查盤點個人領用物品，督促相關人員保管好領用物品，杜絕生產(chǎn)現(xiàn)場輔料亂丟的現(xiàn)象。

▲圖2 車間物資管理軟件與外部的接口

▲圖3 車間物資管理軟件業(yè)務流程

（5）制定處罰條例，根據(jù)監(jiān)督檢查結(jié)果，按照條例對現(xiàn)場輔料亂丟、遺失、未進行標識等情況進行處理，形成閉環(huán)管理，體現(xiàn)車間輔料管控的嚴肅性和權(quán)威性。其中，輔料管控程序是整個管控流程的核心環(huán)節(jié)，其效率、執(zhí)行的復雜程度關系著整個管控措施的成敗。

3 基于二維碼的車間輔料管控

“以舊換新”管理措施的試運行，暴露出原車間輔料管控程序低效、不可追溯等缺陷。為解決這些問題，車間采用信息化手段和二維碼技術，開發(fā)物資管理軟件，統(tǒng)一管控總裝車間現(xiàn)場使用的輔料和其它物資。

3.1 軟件架構(gòu)

車間物資管理軟件采用Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理，建立與條碼打印機的接口，實現(xiàn)二維碼自動打印，連接條碼掃描槍實現(xiàn)人員和物品條碼信息的自動輸入，集成Active Directory與人員庫交互接口，實現(xiàn)用戶信息的自動獲取，如圖2所示。

3.2 軟件業(yè)務流程

在改進后的車間輔料管控框架的基礎上，結(jié)合實際使用需求，車間物資管理軟件制定了如圖3所示的軟件業(yè)務流程。軟件通過權(quán)限配置，設置了一般人員、物料管理員等用戶組，其中物料管理員承擔了絕大部分的輔料管理操作。除了改進后車間輔料管控框架中必要的環(huán)節(jié)外，為方便車間物資管理，軟件還提供了物料分類、物料過期提醒、操作查詢等功能。

3.3 軟件功能

根據(jù)軟件業(yè)務流程，車間物資管理軟件包括以下功能。

（1）人員管理。通過人員庫接口，獲取系統(tǒng)用戶相關信息，結(jié)合系統(tǒng)權(quán)限配置，實現(xiàn)用戶登錄和人員信息維護。

（2）物資類型管理。實現(xiàn)對以輔料為主的車間管控物資類型的新增、修改、刪除等操作。

（3）建立與條碼打印機的接口，自動生成物品和人員二維條碼，以二維碼標簽作為該物品的可辨別標識，以二維碼數(shù)據(jù)作為該物品的唯一標識代碼。

（4）車間輔料管控程序是軟件的核心功能，包括：入庫、領用、消耗、退庫和轉(zhuǎn)賬。通過條碼掃描槍、批量操作、防多掃漏掃錯掃機制等手段，保證車間輔料管控程序在操作時的正確性、高效率。

（5）記錄查詢。作為軟件最直接的追溯工具，可根據(jù)人員、物品狀態(tài)、物品條碼、操作時間等條件對輔料管控程序的操作記錄進行信息追溯。

▲圖4 車間物資管理軟件界面

（6）物料有效期提醒。根據(jù)條件篩選帶保質(zhì)期屬性的物品，方便車間庫房管理和確保生產(chǎn)現(xiàn)場輔料的有效性。

（7）分類匯總，統(tǒng)計所有狀態(tài)下車間各類物資的數(shù)量。

（8）個人領用物品盤點，車間輔料管控的閉環(huán)環(huán)節(jié)。

3.4 軟件開發(fā)

在確定軟件業(yè)務流程、功能梳理等頂層設計后，軟件進入實質(zhì)開發(fā)階段，需對軟件界面布局、用戶操作、防差錯機制等方面進行研究。

3.4.1 軟件界面

▲圖5 入庫、領用等操作的流程

▲圖6 人員選擇操作

車間物資管理軟件面向車間所有人員，要求軟件界面簡潔明了、操作提示完善易懂、軟件操作簡單易學。基于上述原則，入庫、領用等輔料管控程序步驟均為單獨頁面，軟件界面則分為首頁、入庫、領用、消耗、退庫、查詢、數(shù)據(jù)管理、物料提醒、個人轉(zhuǎn)賬、個人盤點等11個頁面，部分界面如圖4所示。

3.4.2 用戶操作

總裝車間對輔料管控程序操作的效率有很高要求，因此軟件設計在用戶操作方面具有以下特點。

（1）簡潔。圖5是軟件的入庫、領用等操作的流程，除入庫外，其余操作基本可以歸納為掃描二維碼和點擊相應的功能按鈕。

（2）支持批量。可批量進行物品二維碼的打印，可批量進行物品入庫、領用等操作。

（3）人性化。軟件提供了人性化的操作方式，如在個人盤點頁面，輸入人員工號、拼音、姓名中任意一項的信息或部分信息，即可選擇相應人員，如圖6所示。3.4.3 防差錯機制

由于輔料管控程序的操作速度快、時間短，因此用戶出現(xiàn)誤操作的概率將大大增加。為盡量避免誤操作、減少誤操作的影響，軟件設計了如下的防差錯機制。

（1）防錯掃。每件物品設置了在庫、已領用、已消耗和已退庫4種狀態(tài)，通過物品狀態(tài)與操作的掛鉤，防止錯誤操作。如：“領用”物品時，支持掃描“在庫”狀態(tài)的物品。

（2）防多掃。在批量掃描二維碼時，軟件自動進行查重計算，避免重復輸入。

（3）防漏掃。在掃描二維碼時，軟件成功接收條碼信息后發(fā)出鈴聲提示，在界面中同步顯示已掃描項目累計數(shù)，防止批量操作時遺漏項目。

（4）信息提示。在進行一些可能出現(xiàn)差錯的操作時，軟件給予相關的信息提示以引起用戶重視，檢查當前操作是否正確。

（5）容錯。針對某些操作，軟件具有一定限度的容錯能力，如在領用操作時，若掃描的人員條碼不對，可繼續(xù)掃描正確的人員條碼，仍能正常領用。

4 實施及效果

車間物資管理軟件自2014年正式運行，承擔了總裝車間以輔料為主的各類物資管控任務。到目前為止，受管控的物資類型主要包括各種膠類、涂料、漆類、清洗劑、潤滑油、脂等輔料，同時還支持周轉(zhuǎn)箱、拖線盤等常用物品，共計76類，各類物資的管控記錄近萬項。以車間物資管理軟件為核心的車間輔料管控措施在車間運行的近一年時間內(nèi)，未出現(xiàn)因輔料未及時領用而導致工作、任務無法正常開展的情況，因此該管控措施在效率上已完全滿足武器型號產(chǎn)品總裝生產(chǎn)的需求。

據(jù)統(tǒng)計，2014年車間的總裝和電纜制作任務量較2013年有大幅增長。通過車間輔料管控措施的實施，根據(jù)車間輔料領用數(shù)據(jù)，2014年前10個月車間消耗的各類膠料較2013年前10個月的消耗量減少了48%；膠帶類輔料的消耗減少了62%；無水乙醇的消耗量減少了30%；丙酮的消耗量減少了49%。

通過基于二維碼的總裝車間輔料管控措施的研究和實踐，在保證車間生產(chǎn)物料的及時供給的情況下，大大減少甚至杜絕了車間物品亂丟亂放的浪費現(xiàn)象，提高了車間物資利用率，在生產(chǎn)任務量大幅提升的同時，車間輔料消耗實現(xiàn)了大幅度降低，實施效果顯著。

［1］ Roger C Palmer.The Bar Code Book［M］.NH，USA：Helmers Publishing,Inc，1995.