生產(chǎn)物流是按照工廠布局、產(chǎn)品生產(chǎn)過程和工藝過程的要求，實現(xiàn)原材料、配件、半成品等物料在工廠內(nèi)部供應(yīng)庫與車間、車間與車間、工序與工序、車間與成品庫之間流轉(zhuǎn)的物流活動。這種物流活動是與整個生產(chǎn)工藝過程伴生的。企業(yè)沒有生產(chǎn)就沒有生產(chǎn)物流可言，生產(chǎn)物流的不暢通也會導(dǎo)致生產(chǎn)停頓。
市場競爭的加劇和顧客個性化需求的增加對離散制造企業(yè)生產(chǎn)的柔性要求越來越高，生產(chǎn)過程管理變得日趨復(fù)雜，在這種情況下，對企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)物流管理的要求也就越來越高，而保證生產(chǎn)物流的連續(xù)性與信息流的一致性，是準時交貨的前提。在當(dāng)前工業(yè)化與信息化并進的大環(huán)境下，大多數(shù)企業(yè)都通過信息化來提升企業(yè)的管理水平和競爭力。相關(guān)調(diào)查表明，通過實施信息化，可使企業(yè)管理人員減少1／5—1／3，庫存占用資金減少20％。加班減少1／3，紙片信息單據(jù)減少50％等等。目前對離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流信息化的研究較多，但都缺少對離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流信息化的整體規(guī)劃，基于此，本文分析構(gòu)建出離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流的信息模型，指導(dǎo)企業(yè)進行生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)開發(fā)，加快離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流信息化進程。
1 離散制造業(yè)生產(chǎn)物流需求分析
隨著顧客個性化需求的增加，現(xiàn)代離散制造企業(yè)生產(chǎn)由原先的大量生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)為多品種成批生產(chǎn)。生產(chǎn)的品種多，批量和交貨期又各不相同，往往多個訂單、多種成品交叉生產(chǎn)，工藝路線和設(shè)備配置非常靈活，有臨時插單或取消訂單現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)物流管理日趨復(fù)雜。如果生產(chǎn)物流不暢通就可能發(fā)生停工待料，出現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)能過�；虿蛔悖藛T加班，生產(chǎn)成本高等問題。因此，企業(yè)亟需通過實時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場物流流轉(zhuǎn)的實際情況，根據(jù)企業(yè)內(nèi)部人、機、料的狀態(tài)以及訂單的執(zhí)行情況，與其他部門協(xié)調(diào)，最終實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程的高效、暢通。
生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)并不是一個孤立的系統(tǒng)，圖1反映了它與企業(yè)內(nèi)部其他子系統(tǒng)之間的信息交換關(guān)系。生產(chǎn)物流是由生產(chǎn)計劃與調(diào)度系統(tǒng)產(chǎn)生的作業(yè)計劃和加工工票驅(qū)動，而PLMIS通過統(tǒng)計工票信息，反饋加工進度、訂單進度、人／機信息到計劃系統(tǒng)，從而使計劃部門能夠根據(jù)現(xiàn)場加工進度、設(shè)備利用率等實際情況及時調(diào)整計劃；PLMIS提供的訂單進度信息，保證業(yè)務(wù)人員與客戶的實時溝通；產(chǎn)品設(shè)計及工藝系統(tǒng)為PLMIS提供工時定額、材料定額基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，PLMIS為前者提供工人工時信息，作為以后修改工時定額的參考依據(jù)；PLMIS與工裝設(shè)備管理系統(tǒng)處理同步更新狀態(tài)；物資系統(tǒng)為PLMIS提供物料，PLMIS發(fā)現(xiàn)缺料現(xiàn)象應(yīng)及時發(fā)送至物資系統(tǒng)，保證物資供給；財務(wù)部門利用工時信息計算生產(chǎn)成本；人力資源部門利用工時信息及工人加工情況評定薪資及獎金。
圖1 PLMIS與其他系統(tǒng)集成框架
2 系統(tǒng)功能建模
物料進入車間后，以在制品的形式經(jīng)過搬運、等待、加工、完工檢驗等活動不斷地流轉(zhuǎn)，合格在制品轉(zhuǎn)入下道工序，不合格在制品轉(zhuǎn)入次品處理流程。當(dāng)在制品需要入庫時，稱此時的倉庫為中間庫，進入中間庫的在制品稱為半成品，此外當(dāng)生產(chǎn)能力不足時，生產(chǎn)部門可能申請外協(xié)加工，將部分生產(chǎn)任務(wù)外包，外協(xié)件完工也入中間庫。經(jīng)過多道加工工序，進入車間的物料(原材料、半成品、外協(xié)件等)最終成為成品，經(jīng)檢驗合格后入成品庫，不合格品轉(zhuǎn)入次品處理流程。
通過上述對離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流過程活動的梳理和分析，得出離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)功能模型(見圖2)。具體分析如下：
(1)車間管理
①在制品管理包括在制品狀態(tài)數(shù)量跟蹤、在制品盤點、在制品轉(zhuǎn)交管理。實現(xiàn)車間在制品的透明化，便于調(diào)度部門及時反饋現(xiàn)場情況和計劃部門做出相應(yīng)的計劃調(diào)整。
②生產(chǎn)跟蹤與控制包括對加工進度、配套性跟蹤、設(shè)備狀態(tài)、工人狀態(tài)的實時跟蹤。獲得的信息反饋給現(xiàn)場調(diào)度人員，調(diào)整優(yōu)化生產(chǎn)過程。
③生產(chǎn)統(tǒng)計包括定單進度、產(chǎn)量、返修返工統(tǒng)計、廢品統(tǒng)計、設(shè)備工時、設(shè)備利用率、工人工時、工人加工不良率統(tǒng)計，為銷售部門、財務(wù)部門、人力資源部門和質(zhì)量管理等部門提供及時準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(2)中間倉庫管理
主要是對進入中間庫的外協(xié)件、半成品進行管理。通過對中間庫的管理，對于過期、超儲、呆料及時預(yù)警，保證物料快捷、高效出入庫，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的暢通。
圖2 離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)功能模型
①合格半成品、外協(xié)件和廢品的入庫管理對入庫的物料進行明細記錄，包括入庫類型、時間、數(shù)量、批次、貨位、送料人等信息。
②物料的出庫管理主要記錄出庫明細，包括出庫時間、數(shù)量、批次、領(lǐng)料人等信息。
③庫存管理可以按查詢條件(如批次、時間段、產(chǎn)品等)統(tǒng)計庫存數(shù)量，對于過期、超儲、呆料及時預(yù)警。
④盤點報告的登記對盤點的實際結(jié)果和記錄的電腦帳進行對帳，生成盤點報告，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
此外，在車間和中間倉庫管理的過程中都伴有裝卸搬運作業(yè)。需要根據(jù)人員以及設(shè)備的實時狀態(tài)分配任務(wù)，這些人員和設(shè)備的工時統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為物流成本、產(chǎn)品成本和工人工資核算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模
將數(shù)據(jù)分為一次數(shù)據(jù)和二次數(shù)據(jù)。一次數(shù)據(jù)即原始數(shù)據(jù)，指直接記錄生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，一般以單據(jù)的形式存在，如入庫單、出庫單、生產(chǎn)工票等；二次數(shù)據(jù)指將一次數(shù)據(jù)經(jīng)過分類、匯總之后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，一般以報表的形式存在，如反映物料庫存狀況的庫存明細帳。所構(gòu)建的生產(chǎn)物流管理的數(shù)據(jù)模型如圖3所示。
圖3數(shù)據(jù)模型的建立為共享數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和信息系統(tǒng)的集成提供數(shù)據(jù)管理和控制。生產(chǎn)物流管理關(guān)系模型如下：
R．入庫單(工程號：批次號：零部件號，入庫單號，入庫類型，入庫時間，入庫數(shù)量，倉庫編號，送料人編號，貨位號，倉管員工號，...)；
R．出庫單(工程號，批次號，零部件號，出庫單號，出庫類型，出庫時間，出庫數(shù)量，倉庫編號，領(lǐng)料人編號，貨位號，倉管員工號，...)；
民盤點單(工程號，批次號，零部件號，庫存量，盤點人，盤點時間，倉庫編號，...)；
R．工票(工程號，批次號，零部件號，工票編號，投入數(shù)量，員工編號，設(shè)備編號，工裝編號，...)；
R．檢驗記錄(工程號，批次號，零部件號，檢驗單號，工序號，檢驗項目，質(zhì)檢員編號，檢驗設(shè)備編號，合格數(shù)量，次品數(shù)量，廢品數(shù)量，...)；
R．車間轉(zhuǎn)交單(工程號：批次號：零部件號，工序號，數(shù)量，...)；
R.退料補料單(工程號，批次號，零部件號，工序號，退料數(shù)量，補料數(shù)量，...)；
R.廢品統(tǒng)計(工程號：零部件號：批次號，工序號，投入數(shù)量，廢品數(shù)量，廢品率，...)。
4 系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)
4．1 自動識別技術(shù)
自動識別技術(shù)能夠快速、準確地提供企業(yè)管理信息系統(tǒng)所需的生產(chǎn)現(xiàn)場信息。全球權(quán)威市場調(diào)研機構(gòu)Gartner公司認為，自動識別技術(shù)能夠幫助ERP系統(tǒng)提高50％的效益。
目前使用的自動識別技術(shù)有條形碼和RFID無線射頻識別技術(shù)。條形碼技術(shù)是將數(shù)據(jù)編碼成可以用光學(xué)方式閱讀的符號，經(jīng)過印刷技術(shù)生成機讀的符號，而能被掃描器和解碼器識別的一項自動識別技術(shù)。RFID技術(shù)是一種非接觸方式自動識別技術(shù)，典型的RFID系統(tǒng)由射頻電子標簽(Tag)、讀寫器或閱讀器(Reader)以及應(yīng)用系統(tǒng)(包括連接線路)3部分構(gòu)成。電子標簽中一般保存有特定格式的電子數(shù)據(jù)。閱讀器可無接觸讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，然后通過計算機及網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對產(chǎn)品識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能(見圖4)。
圖3 生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型
RFID技術(shù)相對于條形碼技術(shù)有以下優(yōu)點：
(1)RFID讀寫器可同時辨識讀取數(shù)個RFID標簽，條形碼則1次只能掃描1個；
(2)RFID標簽體積小，形狀多樣；
(3)RFID標簽?zāi)途眯詮�，對水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有強抗污染能力，條形碼的紙張載體則極易被污染、脫落或折損；
(4)RFID標簽內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)可以重復(fù)新增、修改、刪除，條形碼印刷之后則無法更改；(5)RFID技術(shù)能穿透性通信，而條形碼掃描儀必須在沒有物體阻擋的近距離才可識別，需要人工參與；
(6)RFID標簽最大容量可從幾個字節(jié)到數(shù)兆字節(jié)，而且還在不斷擴大，因此可以表示多項信息，可脫離后臺數(shù)據(jù)庫快速準確地傳遞信息。
圖4 RFID系統(tǒng)
4．2技術(shù)路線
信息采集端通過RS232或RS485通訊接口與上級計算機相連。將RFID電子標簽封裝后貼在隨物料流轉(zhuǎn)的托盤上，在標簽中寫入該批物料所對應(yīng)的工程號、批次號、零部件號、投入數(shù)量以及工藝路線等信息；在一道工序開始時，首先讀取標簽中的工藝信息，核對工序與數(shù)量無誤后開始加工，工序完工檢驗后，寫入該道工序號、檢驗結(jié)果信息等；在入庫時需要寫入送料人、貨位、數(shù)量、搬運機器等信息，出庫時先讀取標簽內(nèi)信息與出庫單核對，核實之后再讀取貨位信息，更新后臺數(shù)據(jù)庫中的貨位狀態(tài)，寫入領(lǐng)料人、時間等信息。每次操作均需將讀寫器讀取和寫入的信息傳至后臺數(shù)據(jù)庫中，及時更新數(shù)據(jù)庫中的信息，方便相關(guān)人員進行查詢、匯總。系統(tǒng)采用C／S模式，與B／S模式相比具有交互性強、響應(yīng)速度快、存取模式安全的特點。以SQL 8erver 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用程序開發(fā)采用快速開發(fā)工具Delphi7．0。
5 結(jié)束語
建立了離散制造企業(yè)的生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)信息模型，結(jié)合先進的RFID技術(shù)給出系統(tǒng)實施的技術(shù)路線，以此指導(dǎo)開發(fā)信息系統(tǒng)。所開發(fā)信息系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)資源(人、機、料)進行實時跟蹤和查詢，為生產(chǎn)及其他管理部門提供及時、準確的反饋信息，實現(xiàn)物流與信息流的統(tǒng)一，提高企業(yè)的管理水平和市場競爭力。
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本文標題：離散制造業(yè)生產(chǎn)物流管理信息模型研究
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