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基于Visual ERP的Barcode在生产过程管理中的应用
摘要经过近年的企业信息化，企业的ERP的运用重点放在了计划层面和供应链的一般库存事务处理方面，与Barcode技术的结合基本在库存管理，如采购的入库、销售的发货、库存的转移、盘点等。 ...
ERP客户公司：南通精机机电有限公司
ERP方案提供商：上海科箭软件科技有限公司
企业通过实施MRPⅡ/ERP来提高企业的竞争力。目前实施的系统主要基于计划层面，管理者无法实时地获取制造作业现场中的各种真实数据，使得制造企业在具体生产流程与控制环节上出现了管理空白，管理者或者投入资源收集生产加工信息，也只能事后做生产成本的分析。企业完全可以在MRPII/ERP系统的基础上，整合成熟的具有速度快、准确度高、低成本的Barcode自动识别技术，为整个生产过程管理获取实时精确的数据，使企业向生产制造柔性化和管理精细化方向发展，来提高应对市场的实时性和灵活性，改善生产线的运行效率以及企业内部业务的协同能力，从而使制造企业获得质量、时间、成本竞争能力。
研究表明：制造业中产品成本的50％～80％是在制造现场发生，尤其在产业链中的中小型离散制造企业，其主要生产模式MTO、ETO，还有少量的MTS、ATO组织生产。其生产现场管理水平，直接影响企业的竞争力和盈利高低。通过与Barcode的集成，企业增加少量的投资，可加强ERP的生产现场管理功能，也进一步融合了MES的集成。尤其对中小型的传统制造业使用Barcode技术比使用RFID技术会获得更大的收益。VISUAL ERP 的Barcode 技术架构是依据整个企业内部供应链设计。尤其VISUAL ERP下Barcode 技术在生产过程管理的运用，以独特的设计特点可满足企业现场管理的要求。
1 VISUAL ERP下Barcode 技术在生产过程管理中的应用架构
柔性化生产是“以顾客为中心”的理念在生产制造上的应用和延伸，它是对各种不同的加工对象实现程序化、自动化、柔性制造加工的各种技术的总和，由此可带来时间和成本优势，使产品更具竞争力。制造行业的柔性制造主要包括：机器柔性、工艺柔性、产品柔性、生产能力柔性等。对于制造企业来说，前面三种柔性主要依赖于科学技术的创新。而生产能力柔性，主要指生产的批量因素产生变化时，生产系统也要保持能经济的运行的能力，这一点对于目前中小型制造业尤为重要。在单个生产线上快速获得多个不同产品品种的个性化订单生产，就需要Barcode技术与ERP系统有机的结合，通过快速获取现场的数据实现计算机集成实时管理和控制。
Barcode技术运用离散制造业生产作业过程中，可实现对数据的实时监控；生产现场管理；产品质量跟踪；生产成本的控制，实现制造企业中的个性化柔性生产。VISUAL ERP下Barcode技术在生产过程管理的应用架构如图1所示。由工单驱动排产，将排产的结果准备工序物料条码、工序工票条码、工单入库条码；车间依据工序物料条码扫描领料，车间操作人员工序完工后扫描工序完成信息，质量信息；生产完工后，入库人员扫描工单入库条码办理入库。物料信息，工序信息，成品信息同时更新到成本信息和工单信息，从而构成了一个完整的闭环。
图1 VISUAL ERP 框架下Barcode 技术集成生产过程管理
现场管理：现有大部分实施的ERP的企业，由于各种原因，大多没有直接管理到生产现场或现场管理功能非常弱，有些基本的工作基于手工管理，电子EXCEL管理工具，录入和统计工作非常繁琐，需要投入较多的人力，容易产生许多控制的盲点和漏洞。通过设计工序工票条码，利用Barcode技术将车间现场的黑箱作业透明化、将信息及时的传送到现场管理人员。车间管理人员利用获得信息，改善生产问题，增强企业的敏捷性和柔性。
质量跟踪：针对中小型制造企业，质量管理人员需要快速有效的查出其质量根源，从而便于识别现场责任人，改进工艺环节。设计工序工票条码，实时的采集每道工序的良品数量、不良品数量，工序产生的不良品原因，直接传送到质量模块。质量管理人员、车间现场管理人员便能及时的发现问题，采取措施，改进生产。工单入库条码，采集生成批号信息，记录和跟踪生产日期、生产的设备、机器操作人员等相关的信息，有利于制造企业追溯产品的生产环节，可精确的追查到质量缺陷的产品，服务于客户。
成本管理：制造企业的生产成本，大部分企业使用ERP系统后，主要使用实际成本法或标准成本法。但由于生产现场数据的采集量大，原材料发放，工票的输入，生产的入库，最后制造成本的分摊，成品入库的存货价值，月底WIP（在制品）价值，还是会占用成本会计人员大量核对时间（数据的错误在成本核算时发现），而获得的成本信息，已经滞后，只是历史数据，指导企业运营的价值被削弱。将Barcode 技术完全集成到车间管理现场，通过设计工序物料条码，及时采集成品工单的物料成本；工序工票条码，及时采集人工成本、制造成本、外协加工成本（可视为制造成本）；由工序物料条码，工序工票条码，采集WIP存货价值。由工单入库条码，及时采集成品入库的存货价值，WIP余额。实时的获得工单的成本数据，不仅节约人员稽核数据的时间，关键是事后管理，前移为事中或事前管理。同时，使用了部分ERP功能的企业，可以完善挖掘ERP的潜能，解决ERP上线难点之一成本核算的问题。
2 VISUAL ERP下Barcode技术应用的关键技术设计
集成Barcode的ERP的生产过程应用主要涉及到三个关键的应用技术：生产线应用的布局；条码设计；BOM与工单设计。
2.1 生产现场设计
图2 生产现场物理图
生产现场的设计，主要有三种方式：有线扫描，需要硬件计算机、有线扫描器、现场的局域网；扫描模块，需要硬件：扫描模块（定时从模块下载数据，上传数据至ERP系统）；无线扫描，需要硬件：RF扫描器，无线局域网。可以依据企业的实际情况，使用不同的方式。主要考虑空间，已有的设备，成本等因素。也可以采用混合的模式。图2提供的是生产现场采用扫描模块的方式。三种方式的比较见表1：
表1 三种现场物理模式的比较方式
2.2 条码设计
条码的设计，从数据的容量区分，有一维条码和二维条码，目前采用的主要是一维条码，一维条码在企业内，能完全满足需求，相对二维的扫描器，实施成本更低。条码的格式设计基于ERP系统的工单业务流程，需要设计了三种主要的条码工单工序物料，工单工序条码，工单入库条码。条码字符之间分割可使用一些特殊的区分，如条码的起始和结束使用‘％’字符，分段含义使用‘$’等符号。或结合工业标准设计，提高采集数据纠错能力。下面结合VISUAL ERP产品介绍其条码的简易设计思路。
工单工序物料条码主要的设计技术来源于VISUAL ERP 的BOM结构，或工单结构，极为简练和方便的组合了工单、工序以及工序使用的物料的信息。如图3所示。简化了扫描的信息，车间发料，同时采集工单、工序物料的信息，核对工单、工序发料，保证了实时更新ERP工单信息，物料信息，工单物料成本信息。
图3 工单工序物料条码
工单工序条码，主要的设计技术和工单工序物料条码一样，来源于其BOM的结构，集成了工序信息。如图4所示，当工序完工时，操作人员扫描工作指令上的工序条码，ERP系统采集到工单工序的信息：工序数量，工序质量，完成的时间等成本信息。
图4 工单工序条码
VISUAL ERP产品的工单成品入库条码设计，本身其难度不太大，主要是工单入库基本信息，如图5所示。
图5 工单成品入库条码
2.3 工单结构设计
工单结构的设计，主要是BOM的设计，工单中工序状态的设计，下面是VISUAL ERP产品工单结构设计思路。
图6 工序与物料集成的BOM
（1）BOM结构设计，VISUAL ERP系统中工单主要依据BOM的创建，图6所示BOM是物料和工序的集成设计，为我们条码的设计简化了思路。方便的设计出工单工序物料条码、工单工序条码。关于质量检验的设计，可以设计为一道检验工序，极大的简化了VISUAL ERP和Barcode技术的集成，无需重新复杂的设计新的功能。
（2）工单工序状态设计，其设计关系到采集到现场数据更新，工序的完成情况，生产进度信息，人工，制造成本的归集。状态设计主要有：工单状态，工序状态，物料状态。对生产过程管理来说工序的状态非常的重要。主要三个状态：下发（工序进行中），完成（工序完成），取消（工序取消）。这样现场管理人员即可实时管理生产现场。
3 VISUAL ERP集成Barcode技术在离散制造业的应用案例
3.1 客户简介
我们的客户精技机电（南通）有限公司成立于2000年6月8日。公司位于国家级南通经济技术开发区内，拥有国际先进水平的高精度生产和检测机器设备，经国、内外严格专业训练的生产操作和技术指导人员，资深的设计和电子装配工程师，国际化的商务和物流系统。
公司主要提供两大类生产和服务：一类是为国际知名半导体厂商提供合同制造服务（EMS业务部门）,另一类是为电子通讯和半导体封装用精密模具及相关自动化设备提供从产品设计开发到制造的整套服务（PTD业务部门）。我们的条码解决方案主要是针对PTD业务部门的模具生产。我们提供的解决方案包括：（1）基于Visual ERP来实现供产销一体化管理的解决方案；（2）基于Visual ERP的APS解决方案；（3）基于Visual ERP的Barcode解决方案。以下为Barcode解决方案的介绍。
3.2 流程设计
生产过程工序在离散制造业的应用如图7所示，本图只列出核心的步骤，其他如不连续作业操作人员的休息处理，工序的返工处理等并未列出，系统自动记录扫描时刻，用来计算有效的工作时间，获得成本数据。步骤如下：
（1）首先扫描员工条码，记录员工的班次的上班时间，员工开始工作。
（2）扫描工单工序的组合条码，工单信息，工序信息，工作中心等。如本次工序需要机器的安装调试准备时间，转⑶，否则到⑷。
（3）扫描工作类型，准备并开始，当准备完成时（如设备模具安装调试），扫描结束。（如将准备看着是一道独立的工序，则不需要，本步骤）
（4）扫描工单工序的组合条码，扫描合格数，如有不合格数，扫描不合格数，报废的原因。
（5）扫描工作中心（处理工单指令计划和实际加工不一致的情况）。工作继续下一个批量或工单指令则，返回⑵。
（6）扫描员工条码，结束本班次。
图7 生产过程工序采集流程
3.3 界面设计
VISUAL ERP 工单工序的采集界面简介，如图8所示：
图8 Visual 工单工序采集界面
4 结 论
经过近年的企业信息化，企业的ERP的运用重点放在了计划层面和供应链的一般库存事务处理方面，与Barcode技术的结合基本在库存管理，如采购的入库、销售的发货、库存的转移、盘点等。而底层的生产控制层，企业主要采用技术创新如：采用自动化的设备等解决具体的生产中的瓶颈，其实大部分制造企业可以利用企业现有的VISUAL ERP资源与Barcode技术的集成，进行少量的投资达到管理的创新，使企业的“计划”层面与“执行”层面结合，达到企业内部完整的闭环生产环境，辅助现场管理人员实时掌握生产现场的变化，做出业务决策，提高企业的竞争力。
(本文不涉密)
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