條碼技術在汽車制造業中的應用
一、 社會背景
社會經濟的發展和市場競爭的加劇，給工業生產提出了一系列的挑戰。工業化時代工業生產所追求的效率、質量、成本等目標，已賦予新的內容，單位時間生產的產品數量，已不再成為企業競爭力的主要標志，從產品開發到產品上市的時間，則是企業贏得市場和顧客的關鍵，信息已成為企業生存發展的決定性因素，企業的生產技術與組織管理正在發生深刻的變化。
產品生產（庫存、發貨、銷售、售后信息）和產品單件相關，因此信息量大，信息分布廣，信息來源復雜。如果采用手工收集這些資料，會大大增加信息采集人員和信息輸入人員的數量，降低信息正確率。為了實現產品跟蹤，生產廠家在不斷尋找新的解決方案。
隨著條碼技術成熟和廣泛應用，條碼能夠快速、高質量打印（如使用DATAMAX專用條碼打印機）；條碼能夠被各類掃描儀快速、準確識別（如使用Welch Allyn條碼閱讀器）。生產廠家采用條碼標識其產品，在生產、庫存、發貨、銷售、售后中采集產品信息，利用計算機網絡收集不同分布的產品跟蹤資料，建立數據采集和跟蹤管理信息系統。
隨著我國汽車工業的不斷發展，與之相關的一些制度也相繼出臺，今年我國將正式實施《汽車召回制度》，所以一些汽車及備件供應商必須重視零部件的追溯，在此追溯過程中，條碼技術發揮了相當關鍵的作用—通過在零部件上粘貼條碼標簽來實現對這些零售部件的跟蹤與追溯。
二、 用戶需求
目前大部分汽車制造公司都已經實施了ERP系統，為了進一步建設以ERP為核心的統一企業管理信息系統，全面提高公司的生產管理水平和效率。因此，這些公司將尋求一套與ERP系統相結合管理方式，便于提高車間生產管理。
- 提供ERP系統接口，并能很方便地共享ERP系統中有關數據
- 系統界面顯示直觀明了便于操作，反映內容全面，并能通過界面模擬操作，調整每日的生產作業計劃
- 具有較強的數據統計、分析、制表、查詢功能
- 信息傳輸準確快捷
- 充分利用條碼信息源，實現零部件的追溯
三、 系統設計
制造執行系統(MES)位于上層的計劃管理系統與底層的工業控制系統之間的面向車間層的管理信息系統。它為操作人員/管理人員提供計劃的執行和跟蹤以及資源（人、設備、物料、客戶需求等）的當前狀況。其體系結構如圖：
功能結構主要關系：
1. MES與ERP/MRP-II關系為雙向數據交互。MES接收ERP/MRP-II生產指令和產品數據及配置，MES向ERP/MRP-II回報工序報告和完工報告。
2. MES接收工業設備控制系統產生的在制品生產過程參數，作為在制品生產檔案的一部分。
3. 車間配置和產品數據管理為作業管理中作業計劃制定、作業調度下達等提供依據。
4. 作業管理為生產過程管理提供調度單、在制品來源，同時通過生產過程管理反應生產指令或作業調度生產過程信息。
5. 采集數據為生產過程管理提供在制品生產過程數據來源，同時提供不良在制品，供維修管理操作。維修管理同樣作為生產過程數據提供給生產過程管理。
6. 對生產過程管理進行過程統計，提供質量管理進行質量統計和質量控制；對生產過程管理進行存檔，為產品數據管理提供產品檔案查詢和產品列表查詢。
四、 功能
功能示意圖：
1、 接收ERP數據
接收BPCS生產指令：
MES通過數據庫共享方式接收ERP按月編排的生產指令，增加系統生產指令，和修改沒有生產的生產指令。
接收的數據包括生產指令和其對應產品生產配置，ERP系統中無生產指令號，需MES系統自動生成。
生產指令數據是： ERP項目號，車型品種、數量，計劃生產日期；
產品生產配置數據是：項目注釋（包括發動機、車架、車橋、車身等的BPCS項目號或件號及其注釋），臺份用量。
接收BPCS物料庫存：
MES通過數據庫共享方式接收BPCS物料的月庫存數據（每月初接收一次），此數據用來統計物料的月結存報表。
接收BPCS零件目錄：
MES通過數據庫共享方式接收BPCS零件目錄數據，包括零件件號、零件名稱、零件價格等信息，此數據用來統計物料月盤點報表。
2、 物料準備
物料的準備包括車身（可以擴充）準備。車身直接由車身廠進入，故在總裝廠進行車身接收，且分兩個庫房存放，建立車身物料準備庫存（件號，數量）。
物料準備：采集車身的件號，并指定存放的庫房，累計物料庫存。
物料分配：根據物料準備庫存分配到詳細作業計劃。
減少物料庫存：生產指令開始作業調度，扣除所需的物料準備庫存。
3、 詳細作業計劃
詳細作業計劃包括整車配套作業計劃和底盤、內飾單獨作業計劃。
整車配套作業計劃：
按照物料準備庫存，編排生產指令的生產數量，分批建立每日詳細作業計劃。
累計生產指令已經計劃數量。分配物料時指定承包方及其具體分配數量，減少對應承包方的物料準備庫存。
分配作業計劃產品的VIN。
底盤單獨作業計劃：
編排生產指令的生產數量，分批建立每日詳細作業計劃。
累計生產指令已經計劃數量。
分配作業計劃產品的VIN。
內飾單獨作業計劃：
編排生產指令的生產數量，分批建立每日詳細作業計劃。
累計生產指令已經計劃數量。
4、 作業計劃排產
編排詳細作業計劃的生產順序。
按照加工中心（內飾、發動機、底盤、總裝）分解作業計劃，打印生產作業計劃排序表，通知各作業調度點。
生產作業計劃排序表如下所示：
汽車公司總裝廠生產作業計劃排序表
內飾上線（底盤上線、發動機上線、總裝上線） 日期：2001年4月3日
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順序 |
ERP項目號 |
車型品種 |
改裝號 |
數量 |
件號 |
作業計劃 批次 |
備注 |
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1 |
123B62A1000003 |
NJ1037AEB |
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10 |
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200104001 |
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2 |
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3 |
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說明：
- 此表分別用于內飾、發動機、底盤、總裝上線排產
- 表中，ERP項目號、車型品種、件號、改裝號為ERP數據
- 生產作業排產時，ERP項目號要與作業計劃批次建立對應關系
- 數量的數據為詳細作業計劃的數量和分配的物料數量
- 備注指空調類型代號
5、 作業調度
加工中心作業調度報告。按照排產計劃進行作業調度，報告作業調度進程。計劃科根據各加工中心作業調度報告，清楚了解作業計劃的詳細生產狀態，控制作業計劃的生產。
內飾、發動機分別報告作業調度完成數量。內飾、發動機上線時，操作員根據生產科的生產作業計劃排產表安排上線順序，逐個確認上線的類型，系統記錄上線時間，并減少作業計劃批次中對應項目的計劃數。
底盤、總裝作業調度報告作業調度開始生產的在制品VIN。底盤、總裝上線時，操作員根據生產科的生產作業計劃排產表安排上線順序，通過VIN號的掃描，記錄上線時間，系統自動減少作業計劃批次中對應項目的計劃數。
6、 大屏幕控制
實時監視總裝加工中心的生產狀態，向大屏幕輸出總裝加工中心的當日計劃數量，完成數量；月計劃數量，月完成數量，年計劃數量，年完成數量。
7、 生產過程管理
生產過程在制品管理，統計在制品工序分布。
查詢各線的任務完成情況，準備下一任務。通過數據的實時采集及網絡通信，及時了解作業計劃批次的完成情況，為下一任務做準備。
生產指令執行情況查詢。通過詳細作業計劃的制定，累計生產指令計劃數，提供生產指令執行情況查詢功能。
查詢內飾、底盤、發動機、總裝各線每個車位的裝配型號。通過各上線點的作業調度報告，按車位順序顯示各車位的裝配型號信息，直到上線數達到整條線的總車位數，則，下一上線任務再重新計數。這些信息是動態的，保證生產科隨時查看各線每個車位的裝配型號信息。
查詢日、周、月盤點情況記錄。型號完成數量分時間段統計（日、周、月）。
8、 產品數據管理
產品檔案查詢及產品檔案維護功能。根據產品VIN號查詢產品裝配部件標識（SN號）；根據部件標識（SN號）查詢產品VIN號。
9、 數據采集
在生產線上、下線及部件裝配點進行數據采集，為產品跟蹤提供方便。
數據采集流程圖如下：
采集流程說明：
（1） 底盤上線采集
在制品上線。條碼打印機根據底盤排產計劃打印整車VIN號，掃描整車VIN號，系統自動生成上線序列號，同時驅動刻字機，把對應的VIN號刻在底盤上。需要同刻字機軟件集成。
（2） 主關件采集
在制品裝配。采集整車VIN號和部件（車身、前后橋、發動機、變速箱等）識別號（SN號），建立整車VIN號和部件識別號的對應關系。
（3） 內飾上線
采集車身總成編號，系統自動生成上線序列號，從而跟蹤車身上安全件的批次。
（4） 總裝上線
采集整車VIN號，從系統中檢索相關信息（產品目錄號、發動機型號等），同時驅動刻字機進行銘牌和標牌刻字，按照總裝工位總數處理在制品完工下線，發信息，確定大屏幕顯示。需要同刻字機軟件集成。
（5） 總裝下線分流
采集整車VIN號，區分整車測試分流和整車改裝。
（6） 測試采集
采集整車VIN號，從系統中檢索相關信息，以便整車測試系統（清華紫光供應）進行比較測試。
（7） 打印合格證
采集或輸入整車VIN號，從系統中檢索相關信息，并驅動打印機把相關信息打印在合格證上。
（8） 檢調完工
采集整車VIN號，確認產品完工。
（9） 出入廠采集
入廠： 整車入總裝廠停車場。采集整車VIN號，建立整車入廠檔案。
出廠：整車出廠，準備入萬壽倉庫。采集整車VIN號和駕駛員條碼標簽，建立整車出廠檔案。
（10） 入庫采集
采集整車VIN號，建立整車入庫記錄，打印入庫單。
五、 實施效果
1、 通過條碼數據的采集，提高了工人的工作效率，同時減少了一些人為記錄上的錯誤。
2、 方便總裝廠計劃人員進行排產，提高了工作效率。
3、 生產管理人員對車間現場的狀況能夠及時掌握、及時處理。
