一种离散制造的物资管理系统及方法与流程

1.本发明涉及离散加工制造领域，具体涉及一种离散制造的物资管理系统及方法。


背景技术：

2.离散制造原材料种类多、尺寸和规格多样，目前一般采用入库单作为入库凭证，信息量少，不利于对原材料厂家、批次、质量的管控，部分企业使用了erp、mes等信息化手段对原材料进行管理，但入库与信息化存在信息更新不及时，需要人工二次录入，数据缺失不完善等问题。本发明以船舶管系加工为例：船舶管系加工类别复杂，尺寸，管系加工质量要求高。现有管系加工流程，管系的制造工序流转依靠人工和纸质作业流转单，部分引入信息化系统的厂家，大多是基于现有人工记录加上手工录入的形式进行，存在录入出错、零散表单多、现有工作量增加等问题，由于存储的数据项目基于现有人工表格而设计，部分关键的生产和工艺数据缺失，存储后的数据难以与设计数据比对，从而及时的发现问题产品，对发现问题的产品批次也难以回溯同批次产品、附件、原料及加工设备，影响问题产品成因的分析。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种离散制造的物资管理系统及方法，解决了生产环节中产品标签易损易破信息量大比对耗时长等问题，实现了自原料至中间产品或成品全流程数字化管理，对发现问题的产品批次能够及时找到原因，提高了物资管理效率。
4.实现本发明目的的技术方案为：
5.一种离散制造的物资管理系统，包含原材料入库管理模块、原材料出库管理模块、生产过程跟踪模块和追溯管理模块，其中：
6.所述原材料入库管理模块用于录入原材料信息、基于入库编码规则生成原材料编码并与管材原料出厂标签绑定；
7.所述原材料出库管理模块用于依据图纸及加工任务对原材料进行编码，根据加工计划和线上指令有序完成原材料出库；
8.所述生产过程跟踪模块用于生成在生产线流转跟踪的管件实体标签；
9.所述追溯管理模块用于查询某一批次产品的生产信息，对产品的原材料或中间产品进行追溯。
10.进一步的，所述原材料入库管理模块包括便携式物料信息录入终端、入库贴标模块、原材料管理单元和入库数据库，便携式物料信息录入终端用于录入原材料信息，包括工厂编号、原材料生产批次、原材料类别、出厂编码、入库时间及流水号；原材料管理单元基于入库编码规则并根据录入的原材料信息生成原材料编码；所述入库数据库用于保存录入的原材料信息，入库贴标模块触发过程跟踪模块将基于原材料编码的标签粘贴在原材料表面或原材料最小包装上。
11.进一步的，所述原材料编码由原料码和入库序列组成，入库编码规则包括原料码
编码规则和入库序列码编码规则；其中：
12.所述原料码编码规则为：根据原材料的基本类别编制主编码；将原材料的子类别作为二级编码；根据原材料的质量标准进行三级编码；基于三级编码，将符合不同标准的原材料基于标准进行编码，不符合标准的原材料根据使用量的统计进行自编码或临时编码；原料码编码规则还规定了加密码和原始码长度和编码特征，用于编码时对原料码的加密或解密；
13.所述入库序列码根据原材料的出厂标识、厂家信息和入库批次确定。
14.进一步的，所述原材料出库管理模块包括套料接口模块和中间产品编码生成模块，所述套料接口模块用于将套料信息发送至中间产品编码生成模块，套料信息为将原材料加工为多个中间产品的任务信息；所述中间产品编码生成模块用于生成每个中间产品及附件的编码，中间产品编码包括任务号、批次号和中间产品序号，中间产品编码均按缩位的规则进行缩短；附件的编码由设置的产品编码和图纸序号组成。
15.进一步的，所述生产过程跟踪模块包括标签打印贴标模块、工位信息查询反馈模块和信息接入模块，所述标签打印贴标模块用于生产线上中间产品、附件或原材料标签的打印、粘贴，工位信息查询反馈模块用于将中间产品或附件在各生产工序的加工流转信息、作业人员信息、作业时间信息、作业工位及作业设备信息和设备状态信息反馈至车间的信息系统；信息接入模块用于将标签打印贴标模块和便携式物料信息录入终端接入车间工业局域网。
16.进一步的，所述信息接入模块包括有线信息柱和无线ap，有线信息柱固定安装在工位一体机周边，使用穿预埋管线的六类屏蔽线缆接入车间工业局域网，无线ap限制功率和覆盖范围，采用多种鉴权方式确保仅有全权受控的便携式物料信息录入终端才可以在限定区域接入车间工业局域网。
17.进一步的，所述标签打印贴标模块包括标签信息提取单元、标签生成单元、标签打印接口、标签打印机、自动贴标装置、标签补打单元和多个工位一体机，所述标签信息提取单元用于从车间mes系统下发的作业任务数据中提取所需标签信息，标签生成单元用于根据中间产品及附件的编码信息或原材料编码信息匹配相应的标签模板，标签生成单元通过标签打印接口驱动标签打印机按照标签模板完成标签的打印；自动贴标装置用于将打印的标签通过自动或手动的方式粘贴到对应中间产品、附件或原材料上；所述工位一体机设有触摸屏，并连接有扫描枪和标签补打单元，扫描枪用于作业时扫描标签上的编码读取原材料或中间产品及附件标签信息，触摸屏用于显示作业信息图纸；所述标签补打单元用于获取漏掉的或者标签损坏的中间产品，有权限的作业人员对漏掉的或者标签损坏的中间产品贴标签。
18.进一步的，所述标签补打单元通过扫描枪的扫描信息获取中间产品已有的标签信息或通过手动录入的中间产品信息模糊查询中间产品已有标签信息，进而获取漏掉的或者标签损坏的中间产品，模糊查询时通过中间产品小样图或显示其特征的图确认中间产品与标签信息的一致性。
19.进一步的，所述追溯管理模块包括质量追踪临时数据库、质量信息数据库和追溯管理单元，所述质量追踪临时数据库用于保存当天产线生成并上报的质量管理信息，将数据同步至质量信息数据库进行保存，质量信息数据库的保存时间大于质量追踪临时数据库
保存时间；所述追溯管理单元用于在质量追踪临时数据库或质量信息数据库中查询中间产品生产过程质量信息及原材料信息；
20.所述原材料编码和中间产品编码采用一维条形码，所述产品为管件，中间产品为管段，原材料为管材、连接件、信息载体及耗材。
21.基于所述物资管理系统的一种离散制造的物资管理方法，包括：
22.原材料入库时，通过原材料入库管理模块录入原材料信息、基于入库编码规则生成原材料编码并与管材原料出厂标签绑定；通过标签打印贴标模块将基于原材料编码的标签粘贴在原材料表面或原材料最小包装上；
23.原材料出库时，通过扫描枪扫码获取原材料编码信息，工位信息查询反馈模块将原材料编码信息发送至车间信息系统，进行物资的核对；mes系统按生产计划将待制造产品拆分为中间产品并进行排产，车间的套料系统根据排产数据对原材料进行套料，通过原材料出库管理模块对中间产品及附件进行编码，根据加工计划和线上指令有序完成原材料出库；
24.基于中间产品及附件的编码，通过标签打印机生成实体标签，通过自动贴标装置进行标签的粘贴，然后在车间各工序流转；并通过标签补打单元和工位一体机进行补标；
25.在车间各工序流转时，通过扫描枪扫描标签读取编码信息，基于扫描的编码信息通过标签补打单元和工位一体机进行补标；同时根据各工位的作业内容，完善中间产品在各工序的加工信息并录入，并在完成本工位作业后流转至后续工位；
26.通过各工位的录入信息，获取全流程的加工信息并保存至质量追踪临时数据库和质量信息数据库，完成产品加工；
27.当某一批次产品出现问题时，通过追溯管理单元查询中间产品生产过程质量信息及原材料信息进行追溯。
28.本发明与现有技术相比，其显著效果为：(1)本发明自原料储备输入、出库至产线二次分配、产线生产流转各环节围绕生产任务信息进行相应、执行、反馈，使用物流追踪技术实现对离散制造的内场物资全流程闭环管理，有效提高了作业效率和成品质量，减少了中间环节信息丢失、信息错误等造成的返工和管理缺失，在批次中检出质量问题时可以有效进行追溯、分析成因，从而及时解决问题，提升生产质量；(2)本发明使用现场印制的标签纸，编码采用一维条形码，解决标签易损的问题，二维码损坏后无法读取，一维码损坏后可以读取，标签纸相对低值，为一次性使用，节约了成本。
附图说明
29.图1为船舶管系制造物资管理的工艺流程图。
30.图2为一种离散制造的物资管理系统架构图。
31.图3为工位一体机与标签打印机示意图。
32.图4为便携式物料信息录入终端架构图。
33.图5为信息接入模块将终端接入局域网络拓补图。
具体实施方式
34.下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所
描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.一种船舶管系制造物资管理的工艺流程包括管材入库管理，管材出库管理，套料、管件编码分配、生产流程管理(包括领料、切割、打磨、打标、贴标、退火、弯管、焊接、校管等工序的信息采集)；本实施例基于船舶管系制造物资管理的工艺流程提出一种离散制造的物资管理系统，结合图2，该系统包含原材料入库管理模块、原材料出库管理模块、生产过程跟踪模块和追溯管理模块。
36.所述原材料入库管理模块：在管材入库区，设置工位一体机、标签打印机及便携式物料信息录入终端，工位一体机安装标签生成单元、原材料管理单元，接入入库数据库，通过作业人员查询物资类别码，确认无误后新建入库管材的记录，通过对管材信息进行录入实行对原材料信息的移植及管材信息与管材原料标签的绑定。结合图4，所述便携式物料信息录入终端搭载的软件框架包括终端用户软件、支撑服务程序和数据库等，终端用户软件包含物料类别检索、物料信息注册、入料登记、条形码与原材料绑定等功能，为客户端模式。支撑服务程序提供终端用户软件与数据库的交互服务，实现提供检索、注册、登记、绑定及数据反馈的通讯接口，具备与数据库交互，记录、更新数据的功能。
37.入库数据库用于原材料入库信息的存储；
38.船舶管系制造原材料编码充分考虑对原有出厂编码的移植，由工厂编号、原材料生产批次、物料类别、物料出厂编码、入库时间及流水号组成，在管材库设置入库工位机、标签打印机、信息接入点及扫描装置，用于对管材信息进行录入及物码绑定；入库工位机安装原材料管理单元，连接数据库；
39.入库时人工模糊查询待入库原材料的物资类别编码，将原厂产品信息进行录入，由原材料管理单元生产原材料编码，通过入库贴标模块调用标签生成单元生成与原材料尺寸匹配的标签模板，驱动驱动标签打印机完成原材料标签的打印。在原材料指定位置粘贴原材料标签时，使用便携式物料信息录入终端，扫描标签一维条形码查询到该原材料的类别记录并确认，通过录入物料信息在系统中建立标签与原材料实物的信息绑定。由于船舶管系制造原材料涉及大量的管材，由于体积和重量的限制，使用便携式物料信息录入终端进行原材料录入的操作终端，原材料基础信息的维护使用专用的工位机，数据库保存在专用的服务器上，
40.入库原材料编码分成原料码和入库序列两部分。原料码的编码规则如下：根据原料的基本类别(如管材、连接件、信息载体、耗材等)编制主编码、根据原料的子类别(如连接件下包括螺纹接头、法兰等)作为二级编码、质量标准(民用、非民用、特殊用途等)进行三级编码、基于三级编码，又将符合不同标准的原料基于标准进行编码，非标根据使用量的统计进行自编码或临时编码，通过不同级别码实现原材料的细分管理。部分应用场景有保密的要求，原材料管理单元支持对原料码的加密和解密，编码规则规定了加密码和原始码长度和编码特征，保证两种编码可以正确被区分和同一种细分类别的原料码的唯一性；入库序列码根据原材料原始的出厂标识、厂家信息、入库批次等确定；原料码和入库序列码组合成入库编码，可以作为质量追溯的依据。
41.其中管材出库管理，包括套料接口模块、管件编码生成模块等，管材的套料结果按
管件为单位，依据图纸及加工任务进行编码，根据加工计划和上线指令有序完成管材出库。出库时，对管材编码进行扫描核对，并完成出库管材的库存核减。
42.原材料出库管理模块：船舶管系制造原材料出库由生产任务进行驱动，信息系统下达生产任务后，车间的套料系统通过套料接口模块向原材料出库管理模块下达套料后管材加工为多个中间产品管段的任务信息，通过中间产品编码生成模块，完成各管段的管件编码分配，作为各管段的身份id；所述原材料出库管理模块包括套料接口模块和中间产品编码生成模块，所述中间产品编码生成模块用于生成每个管段产品及附件的编码，管件编码由任务号、批次号、管段序号等组成，管件一般包括一个或多个管段与附件组成，管段的编码则通过管件编码与管段序号组合确定，受附件编码长度的限制，附件的编码参照管件编码与图纸序号组成，但按编码规则进行适当简化，以满足在附件表面标识的实际使用要求。
43.因编码位数过多导致标签尺寸过大从而破损后识别率降低，粘贴在中间产品上的中间产品编码均按缩位的规则进行缩短，通过查询跟踪系统可以检索原始中间产品编码。管件表面均是使用一维条形码作为编码类型，使用耐高温材质的高粘耐磨标签纸作为编码载体。
44.生产过程跟踪模块所述生产过程跟踪模块包括标签打印贴标模块、工位信息查询反馈模块和信息接入模块，所述标签打印贴标模块包括标签信息提取单元、标签生成单元、标签打印接口、标签打印机、自动贴标装置、标签补打单元和多个工位一体机，船舶管系制造生产过程大致流程为领料、切割下料、贴标、打磨、弯管、焊接、校管等环节，根据工厂实际的不同，领料包括线上立体仓库入库自动出库和人工从仓库领料等形式，通过原材料出库管理模块向生产过程跟踪模块的交互，传递当前加工管件的原材料信息，在领料时可以对实际领取的物料进行人、物、时的记录和原材料信息和数量的确认。由于管件的规格和尺寸不同，标签打印贴标模块用于生成在生产线流转的管件实体标签，作为管件在工序流转的的识别依据，其通过根据管段产品的编码信息或棺材编码信息匹配相应的标签模板，实现在不同规格管径长度管件上粘贴适当大小适当数量的标签，同时为减少在线贴标设备的数量提高生产效率，同种标签尺寸尽可能兼容较多数量的管件，减少生产中更换空白标签和调整参数的频次。
45.所述标签信息提取单元用于从车间mes系统下发的作业任务数据中提取所需标签信息，通过标签信息提取单元完成标签所需字段的提取，标签生成单元根据管件标签匹配规则生成标签模板和数量，调用标签打印接口将标签模板文件转换为指令驱动标签打印机完成指定数量的标签印制。根据产线类别的不同，标签粘贴可采用在线自动贴标设备和线下人工贴标设备两种，均按照标签粘贴规则完成标签的粘贴作业。部分管件需要经过弯管、退火等作业工序，在转运过程中也可能有概率导致标签磨损或少量标签的丢失，为确保有效标签的数量，在相应的工序设置标签补打单元和工位一体机；结合图3，所述工位一体机设有作业信息图纸的显示的触摸屏，并连接有扫描枪和标签打印机，工位一体机可以调用标签补打单元和标签打印机完成标签的补制和粘贴工作，标签补打单元通过既有管件标签查询管件已有的标签信息或者通过手动录入管件已有标签残余信息的方式可查询中间产品已有标签信息的功能，手动模糊查询时提供管件及装配小样图或显示其特征的图样用于确认当前管件信息与图纸的一致性，对标签信息进行确认。管件加工工序多，各管件的工艺
路线不同，通过工位信息查询反馈模块将中间产品在各生产工序的加工流转信息、作业人员信息、作业时间信息、作业工位及作业设备信息和设备状态信息反馈至车间的信息系统，信息系统对各工序作业人员信息、作业起始时间和完成时间、作业设备的参数信息、设备状态信息等进行采集；当工位信息与系统查询结果不符时，当前工位加工设备将不能启动，避免工位加工信息与派工不一致的情况。系统还将依据设定的作业工序，提示本工序完成后下一个流转的工位，实现作业有序流转。考虑管件制造的特殊性，和部分工厂的保密要求，部分标签扫描设备采用蓝牙的接入方式接入工位一体机或设置在工位的信息采集接入点，避免了有线扫描设备与管件作业相互干扰的情况；
46.结合图5，信息接入模块用于生产线工位一体机和便携式手持终端的接入，分为有线信息柱和无线ap两种，有线信息柱固定安装在工位一体机布置工位附近，使用穿预埋管线的六类屏蔽线缆接入车间工业局域网，无线ap严格限制功率和覆盖范围，使用多种鉴权方式确保仅有全权受控的便携式手持终端才可以在限定区域接入车间工业局域网。
47.在各工序流转过程中，作业人员需先扫描管件标签，系统完成作业人员与管件加工任务的匹配确认，确认无误后，进行作业流程，如不匹配则提示作业人员请管理员处理。作业人员进行工序作业时，系统将采集作业设备的状态及记录人员信息、交接情况，作业开始及结束的时间等；系统还将依据设定的作业工序，提示本工序完成后下一个流转的工位，实现作业有序流转。经过一些特殊的工序，如弯管、退火、焊接等对管件已有标签造成破坏导致有效可读取标签总数低于允许数量，在这些工序的工位设置工位一体机及标签打印机及标签补打单元，通过扫描枪扫码已有可读标签或人工录入可读标签的管件信息模糊查询管件信息的形式，调取管件打印的数据，通过标签生成和打印模块生产标签模板，通过调用标签打印接口驱动标签打印机完成管材标签的补打。作业人员按管件贴标规则，实现管件标签的补贴。在模糊查询管件信息时，系统可显示管件小样图、装配图纸或显示其特征的图样用于作业人员确认管件与图纸、标签的一致。
48.所述追溯管理模块追溯管理模块用于查询某一批次生产数据如作业信息、人员信息、作业时间、物料信息来源、设备状态等，包括质量追踪临时数据库、质量信息数据库和追溯管理单元，质量追踪临时数据库用于按天记录产线生成并上报的质量管理信息，完成批次产品生成后，数据同步至质量信息数据库进行长期保存，通过追溯管理单元提供查询接口，实现对中间产品生产过程质量数据及原材料信息的提取和追溯。船舶管系制造生产过程的作业信息、人员信息、物料信息、交接信息、设备信息等实时记录并储存在质量追踪临时数据库，并向信息系统提供数据，当批次生产任务完成，将质量追踪临时数据库同步至质量信息数据库供长期保存。当需要查询某一批次生产数据时，可以通过质量追踪管理软件或平台查询质量信息数据库，查询到当批次生产作业的作业信息、人员信息、作业时间、物料信息来源、设备状态等，用于质量问题分析和研判；
49.结合图1，基于上述系统一种离散制造的物资管理方法，包括：
50.管件原材料按采购信息(出厂信息)以指定的编码规则进行编码入库，入库时使用过程跟踪模块中标签打印系统制作入库标签粘贴在原材料表面或原材料最小包装上；
51.原材料出库时，使用过程跟踪模块中工位信息查询反馈模块进行原材料标签的识读并与信息系统进行物资的核对，mes系统按生产计划将待制造管系拆分为管件进行排产并生成管件编码，套料系统根据排产数据对原材料进行套料，对中间管段进行管段序号的
编号；
52.基于管段序号的编号，通过标签生成单元生成实体标签，按一定的规则对管段进行标签的粘贴，并在必要的工位通过标签补打单元进行补标；
53.管件在车间各工序流转时，通过扫描枪扫描管件标签读取一维条形码，工位机软件查询管件信息，根据各工位的作业内容，完善管件在各工序的加工信息，并在完成本工位作业后流转至后续工位；
54.通过各工位的信息录入，形成船舶管系制造内场全流程的质量追踪临时数据库、质量信息数据库，作为对管件加工物流追踪的依据，当产品出现问题时，通过追溯管理模块进行对中间产品及原材料的追溯。
55.本发明提供的一种离散制造的物资管理系统，以生产任务为数据源驱动，自原料储备输入、出库至产线二次分配、产线生产流转各环节围绕生产任务信息进行相应、执行、反馈，使用物流追踪技术实现对离散制造的内场物资全流程闭环管理，有效提高了作业效率和成品质量，减少了中间环节信息丢失、信息错误等造成的返工和管理缺失；实现了自原料至中间产品或成品全流程数字化管理，能够适应在原材料种类多，信息移植困难，生产环节中产品标签易损易破信息量大比对耗时长等问题，提高成品质量的同时，建立了产品质量信息数据库，提高产品的质量管理水平，节约了人力成本，解决行业信息化智能化发展的难题。