物料全壽命周期管理系統(tǒng)的應用

李詠昕

（河鋼宣鋼設備能源部，河北張家口 075100）

引言

宣鋼公司的ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)在2008 年上線運行，采用SAP公司的產(chǎn)品，通過MM（Materials Management，物料管理）模塊實現(xiàn)了部分物料管理功能。以采購、庫存管理為基礎是SAP系統(tǒng)MM 模塊整體解決方案的最基本結(jié)構(gòu)。通過采購申請、采購訂單、收貨和庫存管理、發(fā)票校驗等流程使得整個業(yè)務管理能夠集成到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺上進行控制，同時SAP 系統(tǒng)物料管理模塊也是與財務管理、項目管理、設備管理等其他業(yè)務進行著數(shù)據(jù)充分共享的信息系統(tǒng)，是EPR后勤系統(tǒng)最重要的部分。

但物料出庫后的備用、上線使用、修復、報廢等環(huán)節(jié)，無法通過MM 模塊實現(xiàn)有效管控，根據(jù)宣鋼公司的統(tǒng)計結(jié)果來看，物料出庫后直至報廢的過程占物料從采購入庫到報廢的全壽命周期中的60%以上，一些大型關(guān)鍵設備、備件此過程的占比甚至更高，意味著相當部分物料全壽命周期中的大部分過程無法有效管控。并且由于MM 模塊基于物料編碼進行物料管理，在不同供應商供應的同種物料出現(xiàn)質(zhì)量問題時，無法實現(xiàn)快速、準確溯源。

宣鋼公司提出，建立物料全壽命周期管理系統(tǒng)，利用二維碼技術(shù)，真正實現(xiàn)“一物一碼”。在二維碼中記錄物料全壽命周期中的各個環(huán)節(jié)的信息，通過PDA、手機、網(wǎng)頁等終端，可以隨時完成對物料全壽命周期的管控。

1 二維碼特性及賦碼原理

二維碼是采用一種特定的幾何圖形，按照一定的規(guī)律通過二維方向的平面分布的黑白相間圖形來記錄數(shù)據(jù)符號信息的，使用多個與二進制相對應的黑白幾何形體來表示文字數(shù)據(jù)信息，通過光電掃描設備或者圖象輸入設備來自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理［1］。在種類繁多的二維條碼中，宣鋼公司采用QR 二維碼。QR 碼具有一維條碼所具有的識別功能以及其它二維條碼所具有的信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖象等各種文字信息、保密防偽性強等優(yōu)點［2］。QR 碼中的“QR”指的是Quick Response 的縮寫，即快速響應，這種二維碼能夠快速被讀取［3］。與之前的條形碼相比，QR 碼還能存儲更豐富的信息，包括對文字、URL 地址和其他類型的數(shù)據(jù)加密。QR 碼比其他二維碼相比，還具有識讀速度快、數(shù)據(jù)密度大、占用空間小的優(yōu)勢。

為了實現(xiàn)“一物一碼”以及和目前ERP 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，在物料質(zhì)檢合格后，從ERP 系統(tǒng)讀取物料的物料編碼、采購訂單編號、采購員、使用單位、供應商等信息，為每一個入庫物料申請唯一的二維碼，通過激光打標機，將二維碼鐳雕在入庫物料本體上。為了保證“一物一碼”，建立二維碼分配服務器，響應打標機的主動請求，分配并返回不重復的二維碼。建立用于數(shù)據(jù)存儲與驗證的WEB 服務器，存儲已生成的二維碼相關(guān)信息，并可以通過多種終端方式訪問。

開發(fā)智能手機APP 軟件，完善原始系統(tǒng)的不足與個性化。使手機完善其功能，為用戶提供更豐富的使用體驗的主要手段。物料全壽命周期管理系統(tǒng)所使用的APP 是一款運行在安卓系統(tǒng)環(huán)境下的應用軟件，是物料全壽命周期管理系統(tǒng)中實現(xiàn)人機交互、設備狀態(tài)存檔的主要操作終端，蘋果手機用戶通過關(guān)注鋼源信息公眾號進入微信端實現(xiàn)操作。PDA基于4G網(wǎng)絡與遠端服務器進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)物料各個移動過程以及當前狀態(tài)傳輸至服務器、實時更新存儲、調(diào)取信息等功能。PDA 機身配置遠紅外二維碼掃描裝置，通過對物料二維碼的掃描，調(diào)取并顯示物料信息和最近狀態(tài)，由管理員執(zhí)行操作以改變物料狀態(tài)，見圖1。

圖1 物料全壽命周期管理系統(tǒng)APP改變物料狀態(tài)操作界面

利用激光打碼技術(shù)，其中激光打碼機硬件包括：計算機主機、打碼機主機、顯示器、激光器；打碼軟件運行在計算機windows 操作系統(tǒng)界面實現(xiàn)對打標機的控制。宣鋼物料全壽命周期管理項目采用HANS LASAER MARKING SOFTWARE 6.0 系統(tǒng)對物料進行激光打碼，該系統(tǒng)是一個基于矢量圖形打標并具備擴展文字處理、精確繪圖和精美打標功能的打標控制軟件。工作過程是由計算機調(diào)取后臺物料信息，并編輯制作相應的打標文件、控制振鏡的運動以便通過激光將打標文件的內(nèi)容掃描在工件的表面、控制聲光Q開關(guān)的調(diào)制頻率、控制打標的速度等等。

宣鋼材料、備件類物料共有95 大類，按照表面材質(zhì)分類有：金屬、漆面、塑料、木質(zhì)、PVC、玻璃、橡膠等，按照不同物料表面材質(zhì)進行參數(shù)設定，在物料表面打出清晰、易讀的二維碼。為了達到雙重保險功能，為每個二維碼配置相應字母和數(shù)字組合的SN 碼，在二維碼讀取失敗時可手動輸入SN 碼進行操作，見圖2。

圖2 不同材質(zhì)物料表面二維碼和SN碼

2 與ERP系統(tǒng)的交互

物料全壽命周期管理系統(tǒng)，在申請二維碼、收貨、發(fā)貨環(huán)節(jié)需要與ERP 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，通過與ERP 系統(tǒng)建立接口，從ERP 系統(tǒng)讀取和回傳數(shù)據(jù)，保證庫存收發(fā)與ERP系統(tǒng)保持同步、一致。

開發(fā)PC 端展示界面，應用網(wǎng)頁設計頁面，將物料數(shù)據(jù)信息以網(wǎng)頁形式展示給用戶，同時用戶可根據(jù)個人需求，通過網(wǎng)頁條件輸入功能從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取物料數(shù)據(jù)信息進行展示。實現(xiàn)物料全壽命周期過程中所需各項信息的跟蹤與查詢，為物料管理提 供數(shù)據(jù)依據(jù)，見圖3。

圖3 PC端物料查詢界面

做好宣鋼自主開發(fā)接口技術(shù)，開發(fā)ERP 系統(tǒng)物料主數(shù)據(jù)下傳物料庫存管理系統(tǒng)接口及程序。每日定時執(zhí)行該下傳程序，自動下傳物料主數(shù)據(jù)，以保證物料庫存管理系統(tǒng)物料主數(shù)據(jù)與ERP 端同步；開發(fā)ERP 系統(tǒng)采購訂單下傳物料庫存管理系統(tǒng)接口及程序；采購訂單審批通過后自動觸發(fā)下傳功能，采購訂單相關(guān)信息全部下傳物料庫存管理系統(tǒng)，以備收發(fā)貨業(yè)務使用；開發(fā)物料庫存管理系統(tǒng)物料移動上傳ERP 系統(tǒng)接口及功能。庫管人員通過PDA 掃碼進行出入庫操作，操作信息通過接口上傳給ERP 系統(tǒng)，ERP 通過接口功能程序自動創(chuàng)建出入庫物料憑證，免去人工輸入環(huán)節(jié)；消息返饋下傳物料庫存管理系統(tǒng)接口。創(chuàng)建物料憑證時各種業(yè)務原因?qū)е碌膱箦e消息及時反饋回庫管人員，更正后可重新上傳再次創(chuàng)建的憑證。見圖4。

圖4 數(shù)據(jù)交互示意圖

3 配置介紹

激光打碼機：光纖激光打標機是運用現(xiàn)今世界上先進的激光技術(shù)研制而成的新一代激光打標機系統(tǒng)。采用光纖輸出激光，再經(jīng)高速掃描振鏡系統(tǒng)實現(xiàn)打標功能。用于接收服務器下傳物料數(shù)據(jù)，對收貨物料進行激光鐳雕二維碼。

服務器：用于與宣鋼ERP 進行數(shù)據(jù)交互，接收PDA 上傳掃碼信息，向激光打標機下傳物料數(shù)據(jù)，并儲存物料數(shù)據(jù)。

PDA 和手持終端：用于對物料二維碼進行識別并上傳物料狀態(tài)、未知等信息。

用戶PC：用于向用戶展示物料全壽命周期系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，物料狀態(tài)，廠區(qū)設置及系統(tǒng)內(nèi)部人員權(quán)限配置等。

物料全壽命周期管理系統(tǒng)網(wǎng)絡圖見圖5。

圖5 物料全壽命周期管理系統(tǒng)網(wǎng)絡圖

4 物料全壽命周期管理系統(tǒng)運行流程

4.1 收貨

物料打碼后，庫管員通過PDA 掃碼進行收貨。收貨時記錄收貨時間、庫存地點、貨架號、層號、庫管員等信息，收貨確認后，自動觸發(fā)ERP 系統(tǒng)的收貨功能，完成ERP 系統(tǒng)對采購訂單的收貨，ERP 庫存實時更新。

4.2 發(fā)貨

使用單位領用物料時，庫管員通過PDA 掃碼進行發(fā)貨。發(fā)貨時記錄發(fā)貨移動類型、成本中心、領用車間、領用人員等信息，發(fā)貨確認后，自動觸發(fā)ER系統(tǒng)的發(fā)貨功能，ERP庫存實施更新。

4.3 備用

當物料發(fā)貨后不能立即上線使用的，使用單位住主管人員通過PDA 掃碼，進行備用操作。記錄物料備用暫存位置、保管人員等信息。由于部分物料需要等待停機檢修時更換以及必要數(shù)量的機旁備用，設置備用環(huán)節(jié)，原則上應盡量減少備用物料的數(shù)量，防止以領代耗，形成二級庫存。從此環(huán)節(jié)起，物料全壽命周期管理系統(tǒng)不再與ERP 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，而且在本系統(tǒng)內(nèi)完成對物料后續(xù)環(huán)節(jié)的管控。部分物料需要裝配后備用，物料全壽命周期管理系統(tǒng)具備設計為，可以通過樹狀結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)多個物料的組合，統(tǒng)一進行二維碼信息的維護、更新，并可以逆向進行多個物料組合的拆分。

4.4 上線

當物料上線安裝使用時，使用單位主管人員通過PDA 掃碼，進行上線操作。記錄物料的安裝時間、安裝位置、安裝人員等信息。

4.5 下線

當物料下線時，使用單位主管人員通過PDA 掃碼，進行下線操作。記錄物料的下線時間、下線原因等信息。因生產(chǎn)實際需要暫時下線作為備用的物料，需要選擇備用功能，進行上述的備用操作。

4.6 修復

當下線物料需要修復時，需要使用單位主管人員通過PDA 掃碼，進行修復操作。記錄物料的修復時間、修復內(nèi)容、承修單位、驗收人員等信息。修復成功的物料，需要選擇備用功能，進行上述的備用操作。

4.7 報廢

當下線物料經(jīng)鑒定，確無繼續(xù)使用和修復價值后，需要使用單位主管人員通過PDA 掃碼，進行報廢操作。記錄物料的報廢時間、報廢原因、報廢鑒定人員等信息。至此，該物料的全壽命周期結(jié)束。

5 物料全壽命周期管理系統(tǒng)的在物料管理中的作用

5.1 實現(xiàn)物料全壽命周期管理

通過引入二維碼技術(shù)，在物料本體上鐳雕二維碼，對物料進行唯一身份標識，并記錄物料全壽命周期中各個環(huán)節(jié)信息，將目前ERP 系統(tǒng)無法進行有效管控的發(fā)貨之后的環(huán)節(jié)，實現(xiàn)系統(tǒng)管理，形成從物料收貨、倉儲、發(fā)貨、備用、上線、修復、報廢的全壽命周期閉環(huán)控制。

5.2 實現(xiàn)及時、準確溯源

在未建立物料全壽命周期管理系統(tǒng)前，部分物料尤其是標準類物料在發(fā)生質(zhì)量異議時，由于供應商和供貨批次較多，通過ERP 系統(tǒng)的物料編碼查詢，無法快速、準確的確定供應商和供貨時間。盡力物料全壽命周期管理系統(tǒng)后，每一個物料都有一個二維碼作為唯一標識，再發(fā)生質(zhì)量異議時，通過掃描二維碼，實時查詢供貨商、采購員、采購訂單號、入庫日期、領用日期、上線日期等關(guān)鍵信息，做到及時、準確溯源。

5.3 實現(xiàn)多平臺、實時登陸

目前的ERP 系統(tǒng)查詢必須通過企業(yè)局域網(wǎng)登錄，才能實現(xiàn)物料信息的查詢，物料全壽命周期設計了網(wǎng)頁、電腦、PDA、手機等多種終端登陸模式，可實現(xiàn)24 h實時查詢、更新物料信息。

5.4 實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析

物料全壽命周期管理系統(tǒng)，通過對所有物料二維碼信息的記錄，存儲海量數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，可以計算物料綜合使用率（上線使用時間／采購價格），從而可以指導采購活動，避免低價中標導致物料質(zhì)量的弊端。

6 結(jié)束語

目前，宣鋼設備能源部物料全壽命周期管理系統(tǒng)的項目一期工程已經(jīng)實施完成，二期、三期正在緊張實施中。物料全生命周期成功運行上線，每月ERP 系統(tǒng)自動產(chǎn)生千余張記帳憑證，實現(xiàn)宣鋼物料從申請，采購，收貨，發(fā)貨全部線上管理，形成物料全生命周期管理，完成物流、信息流、資金流，三流統(tǒng)一。

在河鋼集團2017 年提出推行設備全生命周期的背景下，物料全壽命周期管理系統(tǒng)先行一步，為集團其他子公司起到示范引領作用，在集團設備管理系統(tǒng)內(nèi)貢獻了自己的辛勤和才智，后續(xù)宣鋼設備能源部將不斷總結(jié)系統(tǒng)運行中的經(jīng)驗和問題，持續(xù)優(yōu)化，真正實現(xiàn)集團公司提出的設備全生命周期管理。