基于條碼的空調制造企業物流管理優化

唐會天 王彥桂 段鑫 唐去克

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基于條碼的空調制造企業物流管理優化

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（1.廣州中浩控制技術有限公司 2.廣東省智能制造研究所）

針對空調制造企業物料進入備料區域前不方便驗證；難以快速追蹤到具體作業及物料進貨批次；不能進行有效物料防錯；作業狀態不能及時反饋；無法獲知單個產品的生產物料信息；物料和產品質量原因不易追溯等問題。利用條碼技術，對物料批次、原材料倉及工位庫存、物料盛放器具、備料工單看板和成品入庫發貨等方面進行管理優化，最終協助企業建立一體化和實時化的閉環條碼物流管控信息化體系。

空調制造；閉環管理；條碼系統；物流管理；制造執行系統

0 引言

空調是人們不可或缺的電器之一，強大的需求推動了空調生產企業的快速發展。然而在當前智能制造的大背景下，空調制造企業存在生產效率低和質量保證困難等問題。

為全面提高空調生產企業的制造管理水平，建立一個柔性的支持模式創新的制造執行系統就成了必然選擇。在統一平臺上集成諸如生產調度、產品及物流跟蹤、質量控制、網絡報表等管理功能，使用統一的數據庫和網絡聯接，可以同時為生產部、品管部、工程部、物質部和營運管理層提供完整的生產信息服務，以滿足提高效率、改善品質的目標。

空調制造企業屬于離散制造型企業，使用信息化手段對其生產進行智能化管控升級，其中物流環節的管控尤其重要。

1 問題和需求

空調制造企業業務流程示意圖如圖1所示，空調企業的生產業務面臨大量的物料調動：工廠級的生產計劃，需要給供應商提供物流需求；供應商送貨、原材料倉收取這些物料，物料在工廠內的原材料倉、線邊倉和生產車間之間流轉；成品入庫并發送給用戶，售后服務。智能化物流管理成為重中之重[1]。

圖1 空調制造企業業務流程示意圖

2 基于條碼的閉環優化設計

針對空調制造企業物流管理面臨的問題和需求，使用條碼技術，對供應商送貨、檢驗、入庫、生產領料、生產過程物料流轉、在線檢驗、產品入庫和發運涉及的物料流轉全流程進行閉環的條碼升級優化。通過條碼與生產設備的接口，自動采集數據，不僅做到順向、實時的物流跟蹤和品質控制，還能通過售后服務等后續環節的信息反饋，達到前向環節的逆向追溯，從而實行產線、工位、人員、品質、供貨等多方位的監控、分析和改進，實現智能化生產[2]。

2.1 建立一體化物料條碼體系

為實現物料批次追蹤，需要對物料進行條碼化管理，由空調制造企業制訂統一的物料條碼標準，供應商在備料時按照標準印制條碼，粘貼在物料表面。

為更方便地存儲、搬運、盤點物料，對物料的包裝規格設定統一的標準，如對每箱物料分幾層、每層幾排和幾行等。

物料根據重要程度的不同，有不同的跟蹤要求，有的只需跟蹤到物料的進貨批次，有的要進一步跟蹤到物料的個體。

為實現物料批次追蹤，倉管員收貨時，應建立進貨批次。進貨批次包含批次編碼、供應商、物料、收貨時間、收貨倉庫和物料狀態等信息，進貨批次準確到單種物料。制造批次真實地反映了零部件的加工時間、采用原材料等信息。因此在進行品質追溯時，供應商利用制造批次查找問題的源頭，改善生產質量。對于有使用期限的原材料，應根據制造時間而非采購時間進行優先使用。

制造批次的信息可包含在供應商零部件條碼中。供應商印制條碼時，可以考慮直接在零部件條碼中包含制造批號，這樣根據條碼就可以確定物料的進貨批次。如果供應商無法在條碼中包含制造批次信息，可以在物料接收時進行數據的手工錄入。供應商送貨時，必須注明相應的制造批次。在將制造批次錄入后，系統將實現進貨批次與制造批次的對應關系。

在進貨批次和制造批次錄入系統后，可以在物流的各種環節中，基于批次對物料進行管理。

2.2 收料、入庫和庫位優化

基于條碼的原材料物流倉儲管理業務流程如圖2所示，其重點在于收料、入庫和庫位管理。

圖2 基于條碼的原材料物流倉儲管理業務流程圖

2.2.1 收料流程優化

在收料過程中，主要完成以下操作：

1) 掃描條碼與批次關聯，倉管員可在PDA上首先錄入批次條碼，然后再掃描物料條碼，將信息存入系統；

2) 收貨時補打條碼，由于空調制造企業物料品種多，實際執行時，可能有些物料在收料時沒有條碼，倉管員可補打條碼；

3) 不同批次分開存放，倉管員接收物料后，將不同批次的同類型物料分開存放。這樣不僅方便手工撿料，還便于物料先進先出，同時也利于查找某批次物料用于哪些作業號；

4) 采用標準托盤等容器放置物料，標準的托盤、小車等容器可大幅度提高物料的配送效率，對這些容器分配唯一的條碼標識，在物料放入或取出時，通過掃描來實現容器與物料條碼的關聯。

倉管員收料流程圖如圖3所示。

圖3 收料流程圖

2.2.2 入庫和庫位的優化

隨著物料實現批次管理，庫位細化管理變得非常必要，通過對庫位設置唯一條碼標識，可方便地獲得一些重要信息，如某一批次物料的存儲位置、某一庫位有哪些批次的物料、某一庫位的物料總量等。

1) 對庫位存儲物料設定規則。劃分庫位后，可以進一步設定庫位存儲物料規則：某庫位只能存儲哪種物料、某批次物料只能存儲在哪個庫位、某作業物料只能存儲在哪個庫位等。倉管人員將物料入倉時，通過PDA掃描校驗，系統自動提示是否可放入。

2) 考慮庫位使用的方便性。由于空調制造企業物料品種多，且包裝尺寸差異較大，因此如何合理地使用庫位非常重要。采用位置可移動的條碼標識牌來標識庫位，這些庫位標識可隨著庫位大小的變更，手工移動并在系統中進行記錄。這樣解決庫位管理的同時，也適應了庫位的大小會發生變化的情況。

物料入庫流程如圖4所示。

圖4 物料入庫流程圖

2.3 物料配送流程優化

通過設置看板、防錯和不同批次物料分離進行物料配送的優化。

1) 設置備料看板。條碼系統根據配套組的排產結果和物料清單建立備料作業看板，實時顯示已配套未發料的任務。為準時采購物料，系統可進一步實時統計車間作業消耗情況，顯示工位庫存，提醒倉庫按需配送物料。對于每一個備料作業任務，除具有作業號、物料代碼及名稱、物料數量和上線時間外，還應進一步指定擬選用的物料進貨批次、具體作業人員等。對于每一個備料作業計劃，在指定物料批次的同時，還要指示該批次物料的存儲庫位，便于配料員定位物料。

2) 依據系統進行備料防錯。在備料環節應實行物料防錯。物料人員依據備料作業單號掃描條碼撿料，并進行核對，以防止撿料錯誤。雖然物料在進倉時都已粘貼條碼，但對于一些組合包裝的物料，可能需要在配送時拆散原包裝，此時應對拆開的物料包裝打印新的條碼進行標識。

3) 同一容器中不同批次物料分開放置。配送物料時，可能在同一容器中放置了多個批次的物料，此時應將不同批次物料在擺放時有效分隔，以免混用。

物料配送示意圖如圖5所示。

圖5 物料配送示意圖

2.4 WIP物料消耗管理優化

為實現物料拉動，并使配送人員及時了解現場在制品區（WIP）物料的消耗情況，需對生產線工位的庫存進行管理。

1) 備料配送。當配送人員將物料送到生產線時，可攜帶PDA讓生產線班長簽收，簽收后工位庫存增加。

2) 物料消耗。當生產線工人消耗物料時，庫存減少。對于關鍵件，在相應工序設置掃描站點，每使用一個物料系統馬上進行記錄；對于非關鍵件和JIT等物料，利用掃描統計在制品完工數量的辦法，依據工序提前進行反沖計算。

3) 物料回收。當物料回收時，生產線庫存減少。生產人員將工位剩余物料進行清點，經回收入倉，并在系統中記錄相關數據。

2.5 發料及物料補充優化

為了進一步提高物料配送效率，生產人員可利用PDA掃描送貨單進行物料接收，以縮短點收時間。

1) 發料防錯。物料接收的同時，系統自動將物料與當前生產線排定的工單進行核對，防止配送人員送錯物料到指定的生產線。

2) 多次發料。對于一些大批量作業，如果一次性將所需物料全部配送完成，可能導致物料在線邊倉大量堆積，不利于現場操作。根據排產計劃，系統對線邊倉物料進行實時統計，并提示配送人員分多次及時配送物料，同時自動扣減發送的物料。

3) 線邊拉料。對于線邊倉，可以設置相應的線邊倉安全庫存。當這些物料數量低于相應的安全線時，系統自動發出補料請求，自動產生補料工單，交給物流人員執行。

2.6 工單間的物料調撥優化

生產過程中可能發生不同作業工單間的物料調撥。由于整個流程數據量很大，工單間的物料調撥在沒有信息系統支持的情況下難以處理[3]。閉環條碼系統對物料調撥流程提供以下支持：

1) 作業單及物料批次的提示，物流人員調撥工單間物料時，系統根據工單對指定物料的要求，自動查找目前未齊套的工單，搜索其中符合條件的物料批次，并以列表的形式供物流人員選擇；如果未找到，系統自動提示物流人員申請采購或推遲；

2) 調撥歷史明細記錄，系統對工單間物料的調撥歷史，如調撥工單號、物料種類、數量、時間、人員、物料序列號等信息進行詳細記錄，為責任追查等提供依據。

2.7 退庫管理優化

線邊倉物料可能出現剩余需要回收的情況，條碼系統對該物流流程提供支持。

1) 剩料提醒。配送人員在配送物料時，有時為了預防物料的損耗，可能會多配送一些，剩余物料需要回收；有時因為工單作業終止，剩余物料也需要回收。條碼系統可以統計當前線邊倉剩余的物料，提醒生產人員和物流人員進行回收。

2) 剩料的盤點及簽收。生產和物料人員可通過條碼掃描加快剩料點算，并直接在PDA上進行剩料的簽收。

3) 剩料的退庫和防呆。剩料退回倉庫后，條碼系統幫助物流人員查找適宜的庫存位置，并在系統中記錄詳細歷史。對回收后的剩料，系統會利用先入先出（FIFO）原則，盡可能優先使用較早期的物料，防止物料放置時間過長，變為呆料。在條碼系統收集了物料制造批次和制造日期的情況下，不僅可根據進貨批次進行FIFO，還可根據制造批次進行FIFO[4]。

4) 庫存盤點。盤點是一件費時費力的工作。采用PDA和條碼技術可極大地減少倉管員盤點工作的勞動強度，利用掃描即可實現物料的核對和計數工作，然后與系統中的庫存量進行比對，確認差異后反饋給ERP系統。

5) 移庫。對于整批移庫，可以在實物移動后，直接在系統中進行整批物料的移庫，不進行掃描；對于非整批次的物料移倉，則應考慮進行物料的依次掃描。

2.8 器具管理優化

隨著按單備料的推廣和標準化器具的廣泛采用，器具的重要性日漸顯現。對器具管理，可通過以下幾方面進行優化：

1) 建立器具臺帳并配置唯一條碼標識，在條碼系統中，對所有的器具統一編碼登記，對其類型、適載物料、標準容量、所屬單位和狀態等信息等進行詳細記錄，并利用編碼對其制作條碼標識，放入物料時，通過掃描物料條碼和器具條碼，將物料與器具關聯；取出物料時，同樣可利用掃描動作將物料與器具分開；

2) 器具位置分布，備料時，需盡快查到合適的器具實物，因此實時了解眾多的器具當前的位置分布很有意義，標準器具可以配置RFID標簽，在倉庫門口、車間門口等位置放置RFID條碼閱讀器，器具經過時，條碼系統自動記錄器具的當前位置，查詢器具位置時，系統可直接給出提示；

3) 器具使用情況統計，為避免某些器具長期閑置，條碼系統可對器具的使用情況，如器具的閑置率、平均周轉時間等進行統計；

4) 容器及內部物品的多層次譜系，外包裝容器及內部物品的多層次譜系關系允許企業自定義容器包裝數量，在外包裝上建立條碼標識，表述內部包裝的物品；可以要求供應商在送貨時粘貼外包裝條碼，并提供相應的內包裝物品信息，在接收時通過包裝條碼進行容器內所有物品的接收；也可在一個容器內實現多種不同物料的同時配送，提高配送效率。

3 結語

基于條碼對空調制造企業的物流管理流程進行優化之后，建立條碼管控信息化系統，將物流信息用條碼承載，從供應商、原材料倉庫、生產現場、成品倉，一直延伸到售后服務，可以回溯從而形成一個信息閉環，為空調制造企業智能化制造管控系統的進一步發展做好準備。

[1] 呂睿.基于模糊規劃的逆向物流網絡設計研究分析[J]. 數字技術與應用,2015(2): 90-91.

[2]鄭學敏.條碼技術在物流管理中的應用分析[J].物流科技, 2016(3):57-58.

[3] 孫尉筌.基于物流信息平臺的運力調度優化研究[D].成都:西南交通大學,2016.

[4] 李陽珍.物流服務供應鏈的可靠度及其優化研究[J].統計與決策,2014(15):186-188.

Optimization of Logistics Management in Air Conditioning Manufacturing Enterprises Based on Bar Code

Tang Huitian1Wang Yangui2Duan Xin2Tang Quke2

(1. Guangzhou C.H Control Technology Co., Ltd. 2. Guangdong Institute of Intelligent Manufacturing)

According to the following problems: Not easy to verify before the materials into the preparation area, Hard to fast track the specific operation and material purchase batch number, Unable to effectively prevent wrong material, Operating status is not feedback in time, Unable to get material information about production, The reasons of material quality and product quality are not easily traced. Using bar code technology to optimize management for the batch of material, raw materials warehouse and inventory, material container, preparation work order Kanban and finished goods delivery, etc. Finally, an integration and real-time closed-loop bar code based logistics information system will be established.

Air Conditioning Manufacturing; Closed-loop Management; Bar Code System; Logistics Management; Manufacturing Execution System

唐會天，男，1973年生，工程師，主要研究方向：工廠自動化與信息化等。