基于自动识别技术的车间物流系统的设计与分析 - 全文

　　1 引言

　　企业物流的信息化成为提高企业竞争力的重要途径和手段。自动识别技术作为制造业物流中不可缺少的一项技术更是得到了广泛的应用。本文根据柳州五菱联合发展有限公司车桥厂的汽车后桥主减生产线展开车间物流系统的设计研究。

　　2 系统需求分析

　　企业生产过程物流管理存在的主要问题：

　　1)目前生产物流过程采用的是人工统计，难免会发生一些诸如错记、漏记、多记、单据丢失等一些错误，这就导致了数据采集的不准确，信息的反馈效率极其低下;

　　2)企业中原有的车间管理系统只是一个静态的、需要人工输入的物料管理系统，待录入的数据量太大，容易出错;

　　3)车间现有的物料配送模式为空箱拉动，这种物料配送模式效率很低，不能对线边物料的消耗和需求进行实时掌握。

　　总之，在没有信息化的生产物流车间，数据采集依然通过手工方式完成，这样的工作效率极其低下。

　　3 基于自动识别技术的物流管理解决方案

　　针对车间内部的一些实际情况，我们设计了一个基于自动识别技术的物流解决方案：

　　1)鉴于企业现有的车间环境和成本因素，使用条形码作为物料的自动识别。采用的条码识别设备为手持数据采集器和有线条码枪;

　　2)根据整个车间的分布情况和现有的物料配送模式，我们合理的设置了数据采集器、电脑、以及有线扫描枪在车间的分布区域;

　　3)在厂区配有电脑的区域使用的是有线条码枪来实时的录人数据，在生产线上使用的手持数据采集器，即使不慎丢失条形码，工人也可以采用人工键盘输入。解决了数据采集不准确的问题;

　　4)针对物料的配送模式，我们实行工人按键呼叫，在具体工位设置呼叫键盘，并通过生产线上的键盘信息中转器，将信息传输到服务器，然后通过服务器传将呼叫信息传输到具体的位置。

　　4 系统总体设计

　　系统以自动识别技术为主线，贯穿整个车间物流的生命周期，从物料进入车间，到最终成品出厂，很好地解决了数据采集的准确性问题。系统整体框架图如图1所示。

　　

 

　　5 系统功能模块

　　对于该物流管理系统，系统功能模块图如图2所示。

　　

 

　　1)车间基本信息管理。车间信息管理涉及到车间的一些基本信息的管理，包括一些基本的数据信息，如物料、成品、车间流转票据、产品BOM表以及用户管理。其中用户管理沿用以前ERP系统中的用户管理，只是系统管理员需新增生产过程中涉及到的系统用户，并对其设置相应的权限。

　　2)车间物流管理。该模块是车间的整个物流过程的核心模块，其中领料管理中，系统根据每天的生产计划，通过产品BOM表自动生成需要的物料数量信息，在此基础上，并根据不同的物料可能出现的损耗比率来生成一个大于理论值的物料需求表，并将其按照内部配送和外部配送来分类。

　　3)发料管理。也就是物料配送的管理，该模块除了实现物料的初始配送之外，还实现了在生产过程中对具体工位物料需求的物料配送。转料管理对于物料上生产线，通过数据采集器来采集数据实现。

　　4)车间统计管理。该模块对车间的基本生产信息进行统计，车间当前生产的成品数、成品完成率，查询当前车间废品，待返修物料信息。实现年、月度盘点功能。

　　5)数据采集管理。该模块实现数据采集器的数据上传到系统，并对新增物料添加条形码信息，并对数据采集系统的日常维护。

　　6)系统接口管理。该系统最终是需要连接到企业原有车间管理系统中，方便企业各部门查询和访问。

　　6 系统关键技术

　　1)条形码技术

　　条形码是由一组规则排列的条、空以及对应字符组成的标记，表达了一定的信息。这些标记能被条码识别设备识别扫描后，转换为计算机中的可读信息，从而实现了对贴上条形码的物料的自动识别。

　　我们将具有物料名称，物料编号，供应商，物料规格、计量单位、物料型号等信息的条形码贴在物料上，经过数据采集器扫描后记录的信息被输入计算机内，即可根据信息对物品进行电子化管理。我们采用的数据采集器是以批处理形式给系统传输数据，数据是文本格式传输的。

　　系统应用条形码技术降低了工人的工作量，操作简单，并且输入速度快，这对信息量大的生产制造业是很有利的。

　　2)BOM表技术

　　BOM是一个产品所有零件、部件和结合部等所有子物料项的列表，它反映了对生产该成品时所需的所有物料的构成层次关系和数量关系，是一种典型的树状结构。除了根节点之外，所有的父子关系并非是“一对多”或是“多对一”，而是“多对多”关系。即许多父部件由许多子部件和子零件构成，而其中的某一些子部件或者子零件又构成另外一个父部件。如图3中的部件A由部件D和零件B组成，而零件B又直接与其他的零部件构成了最终成品。

　　

 

　　BOM表数据结构，一般有两种类型：双层父子结构和多级树形结构。我们将使用多级树形结构。最终成品位于第0层，是树的根节点。

　　

 

　　在通过BOM表生成物料配送计划的时候，系统会根据BOM表查找一类成品对应的所需的各类物料数量，并生成一个成品和物料的对应关系。其产品结构数据表如表1所示。查找的方式和算法决定了系统的运行速度和工作效率。BOM表的查找方法有很多种，其中，递归查找法和分层查找法运用较广。递归查找法就是在遍历树结构中的中序遍历法，先访问根节点，然后依次访问左子树节点，再访问左子树节点的孩子，直到左子树节点遍历完成，再访问右孩子，这样的查找效率很低，最终使得系统运行速度慢，效率低。

　　分层查找法，就是从根节点开始，一层一层的向下查找，直到找到最底部的叶子物料节点，将每一层的叶子节点作为一个集合，利用数据库集合操作的优点，将各个集合通过union all求所有数据项的并集，再查找并统计合并后集合的所有的各个数据项，得出成品与基础物料的对应数量关系表。这种方法使得查找速度很快。

　　7 结语

　　本系统充分利用自动识别技术的优势，提高了物流信息化水平，降低了企业的物流成本，对构建信息化的生产制造类企业有一定的参考和指导意义。