1 引言
工藝管理覆蓋產品設計、生產、銷售和服務的全過程，而制造企業要控制的關鍵是生產現場工藝管理。現場工藝管理的目的是實現精益生產，增加企業生產柔性，追求零缺陷和零不良，強調非專檢人員的質量保證能力，通過過程控制保證產品質量，其優劣直接影響企業全面質量管理的效能。
本文就軍工離散型制造企業多品種、小批量、單件和按任務生產的特征，以及大部分生產信息、管理信息仍靠手寫完成的現狀，就不同層面、不同類別信息管理軟件相互孤立共存而造成許多原始信息重復輸入、反復編輯的弊端，提出以條碼技術為基礎紐帶，讓產品從原材料到最終完成生產交付及交付后的問題反饋等一系列數據信息在單位層面、車間層面分位產生、協同使用，并最終實現產品數據的電子化，提高工藝現場管理的質量保證能力。
2 條碼技術簡介
條碼是將線條與空白按照一定的編碼規則組合起來的符號，用以代表一定的字母、數字等資料，它能為被標識物提供唯一的“身份證明”。條碼分一維碼(One Dimensional Barcode，1D)和二維碼(Two Dimensional Barcode，2D)兩種。一維碼容納信息量太少，不能滿足單位需求，而二維碼存儲量大、保密性好，即能滿足產品描述要求（批次、序列號、名稱、圖號、所屬型號等信息），又能脫離計算機網絡和數據庫使用，對倉庫等現場無電腦客戶端的場地使用有很大現實意義，所以本文選用二維條碼。
條碼系統一般組成：條碼機(Barcode Printer)：打印條碼；條碼掃描器(Barcode Reader或Scanner)：讀條碼；編碼器(Encoder)和解碼器(Decoder)：用于資料與條碼間的碼轉換；應用程序界面(API)：用于同操作人員的交互，可根據單位產品特點進行自主開發。
簡單條碼使用流程如圖1所示：
圖1 簡單條碼使用流程圖
條碼技術的應用為信息化平臺上數據產生、流轉、保存、調用等提供了接口和鑰匙，是企業協同數據庫建立的基礎，是工藝現場管理的有效工具。
3 企業數據協同管理
軍工制造單位主要依靠局域網及相關硬件和ERP、MES、CAPP及CAD等軟件實現企業數據的協同管理，本文提出以各型號產品BOM(Bill of Material)物料清單或產品結構樹為框架，建立信息化平臺上各應用軟件的協同數據庫。
ERP(EntERPrise Resource Planning企業資源計劃)：屬于單位級頂層管理系統，統籌管理各部門、各層次應用軟件系統數據信息，一般包含物料管理、訂單管理、生產管理，庫存管理、銷售管理、財務管理、產品數據、人力資源等主要功能模塊。
MES(Manufacturing Execution System制造執行系統)：屬于車間層面管理系統，對下，集成末端數據采集設備和一線人員，對計劃、材料、設備、產品質量信息等進行數據采集和綜合管理，對上，集成ERP，執行其計劃指令，并反饋生產現場信息，以便及時處理。
CAPP(Computer Aided Process Planning計算機輔助工藝編制)和CAD(Computer Aided Design計算機輔助設計)：通過BOM與ERP、MES進行集成使用，使相關工藝文件和圖樣能夠在第一時間指導產品的生產，并便于查詢、編制、更改和打印等。
4 電子化數據包的建立
4.1 電子化數據包建設平臺
電子化數據包建立的平臺規劃如圖2所示，數據包的電子化是全面質量管理在單位信息化平臺上的規劃、落實。電子化數據包內容將以產品型號、批次、圖號或名稱為儲存信息表，產品結構的邏輯關系(BOM)為框架，以原料信息、計劃信息、工藝信息、質量信息等內容為項目存儲到協同數據庫中，最終可分類查詢和打包存檔。
圖2 電子化數據包建設平臺規劃圖
由圖2可知，計劃信息不需與產品實物有交互關系，在信息化平臺上即可完成，然而產品的實現過程、保存和交付等是信息化平臺和數據庫對產品實物的實時跟蹤和監控，需在產品實物流轉過程的各個點位和生產過程的各道工序通過相關局域網客戶端及軟件與產品實物進行交互。為達成生產有序、質量可控、數據庫最簡化和信息實時的目的，產品實物需要能被信息化平臺辨識的唯一憑證，即條碼。
4.2 計劃及前期準備
產品計劃過程簡述（系統運行按單位質量體系文件規定進行，財務等過程滲透其中）；
1)確立任務代號、根據任務信息制定產品生產主計劃，計劃部門及技術部門根據單位生產能力，確定自行生產和外協加工的分類等；
2)工藝部門根據產品圖樣建立BOM，確認產品技術狀態、編制工藝保證．工藝路線、工藝規程等全套技術文件；
3)質量管理部門編制質量保證文件，并根據工藝規程等技術文件，編制檢驗記錄模板，保存到數據庫中；
4)制定產品具體生產計劃、原材料訂購計劃、外協計劃等；
5)根據BOM中結構關系，確立條碼編碼規則。
4.3 產品實現過程、交付和交付后的服務
4.3.1 原材料入庫
按計劃、BOM和工藝路線要求，購置原材料。原材料預收后進行入庫復驗，合格后入原材料倉庫。在入庫過程中，涉及到兩個庫表：原材料分類入庫表、原材料庫存信息表。分類入庫表用于存儲原材料分類入庫信息，便于后續查詢和檢索，如原材料牌號、規格等。庫存信息表中存儲原材料庫存信息，如原材料條碼、庫存位置、庫存數量及對應批次和入庫時間、材料生產廠家、材料技術條件、材料爐號及入所復驗情況等信息。具體原材料入庫順序見圖3。所有信息將集成至單位信息化平臺上(ERP)，用戶可根據不同的權限對單位原材料信息進行查詢。
圖3 原材料入庫順序圖
4.3.2 領料
根據ERP或MES下達的指令和要生產零件的批次、型號、圖號、材料牌號、規格等信息制作含條碼的領料申請單，并通過局域網傳送領料信息至相關倉庫，領料員憑領料申請至倉庫領料。領料過程涉及兩個數據庫表：原材料庫存信息表、原材料出庫信息表。領料中根據領料單條碼生成原材料出庫信息表，領料后更新原材料庫存信息表。倉庫管理員更改領料單中是否完成領料的狀態，并將相應的原材料條碼關聯到領料申請單中，最后將與申請單相同的條碼打印，并附在發出的料上。
4.3.3 零件生產
車間通過掃描來料條碼確認零件原料正確，通過MES調用產品生產工藝規程和檢驗記錄卡片，將過程數據記錄完成（可由末端數據采集器和人工檢測錄入結合完成）。生產過程中發生質量問題，可通過Avidm或OA等軟件完成不合格品的審理，并將相關信息保存到數據庫。
4.3.4 零件入庫
零件入庫過程涉及兩個數據庫：產品入庫表、產品庫存信息表。入庫表內容包括：產品生產批次、型號、圖號、名稱、數量等，產品庫存信息表內容含：庫存位置、總數量、產品圖號、產品條碼、入庫時間等。
4.3.5 裝配生產
裝配用零件領取同原料領取順序。裝配時，根據BOM結構，打印條碼，并將用于裝配的零件信息與之關聯，裝配時同樣調用工藝規程和檢驗記錄卡，并將完成的數據信息保存到數據庫。
4.3.6 關、重件標識
小批量生產時，無特殊要求的可按批次進行數據記錄，如有特殊要求或為關、重件之關重特性的，條碼編碼時要增加序列號位，為每件產品建立唯一標識，并記錄對應數據信息。
4.3.7 產品評審準備
確認生產任務完成，制定數據包建立計劃、整理、核對、打包產品生產過程中的所有相關信息，根據原始資料，編寫產品生產質量報告，評審報告、質量證明文件等。
4.3.8 產品入庫
產品同零件入庫。
4.3.9 產品評審
進行產品出廠評審。
4.3.10 待辦事項
通過ERP建立評審會待辦事項完成計劃，確認負責人及完成節點。
4.3.11 產品交付
確認產品所有相關手續齊全，產品出庫、出廠。
4.3.12 交付后的服務
將產品交付后發生的質量問題等補充到數據庫，形成完整的產品電子化數據包。
5 實踐成果及改進方向
為推進現場工藝管理的信息化建設，提高企業全過程質量控制能力，筆者所在單位在硬件條件較好的機加工中心進行了MES的試運行。實現了投產計劃、作業計劃、派工、生產流程工序控制（包括操作及檢驗信息的錄入等）、終檢完工等工作的信息化，并能對相關分類信息進行統計分析。MES的試運行，從單元執行系統方面印證了數據包電子化的可行性，但同樣也發現了一些問題，現將經驗總結如下：
1)MES的輸入（包括工藝、路卡、相關記錄表格等）尚不能與之集成，仍舊依靠手動錄入，所以，一個或數個獨立單元的信息化不能實現現場工藝管理的整體提升，局限了全過程質量管理的連續性。信息化建設一定要統籌規劃，選用同樣軟件開發平臺上的管理或執行系統。因為ERP與CAPP、MES等模塊的集成至關重要，要實現產品數據包的電子化，就必須使得BOM真正起到紐帶及框架作用，連接不同的功能模塊，支撐一個型號的所有相關產品；
2)信息化建設是一個持續改進的過程，所以要求：一是平臺要給各系統留有不斷完善的空間；二是平臺、系統開發的核心技術應該掌握在本單位手中。
6 結束語
現場工藝管理的信息化建設對于航天制造企業至關重要。首先，它能夠適應軍工企業產品類型多，產品數量少、技術狀態多變、計劃調整頻繁、質量控制要求高等復雜生產環境，真正達成產品數據包的完整性、準確性要求。其次，電子化數據包能將產品所有相關信息及時、透明地展現出來，使數據包在過程控制中，起到預防和及時處理質量問題的作用；在產品整個生命周期中，起到質量可追溯，數據可再判讀、再分析的作用。
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本文標題：淺談信息技術在現場工藝管理中的應用
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