仓库板料管理系统的开发与应用

文/尚永辉·北京奔驰汽车有限公司

李素萍·首钢莫托曼机器人有限公司

仓库板料管理系统的开发与应用

文/尚永辉·北京奔驰汽车有限公司

李素萍·首钢莫托曼机器人有限公司

作者：尚永辉

借助计算机、通讯等手段的快速发展，我国的制造业取得了长远发展。这些新技术给企业带来了显而易见的效果，包括生产效率提升、生产成本的降低以及生产周期的缩短。生产方式的改变必然引起管理模式的变革，一个现代化的企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地，现代化的生产方式和科学的管理两者缺一不可。

近几年我国的汽车行业获得了较快的发展，同时在全球汽车产业中的地位也逐渐上升，到2011年，我国汽车总销量将到达2200万辆，增长幅度超越32％，全年汽车保有量将到达1.2亿辆。汽车行业取得如此骄人的成绩与其生产企业采用现代化生产方式和科学的管理是密不可分的。

仓库板料管理系统的开发背景

B公司是一家大型、专业化的汽车板材冲压模具制造公司，年制造大中型模具约700多套，其后期模具调试用料多达600多种。除了正常的调试用料外，公司还承担着主机厂前期约150台份白车身试装样件的供应任务。如此大的工作量，对公司仓库的板料管理提出了严峻的挑战。同时，以前粗放式板料管理模式的弊端也逐渐显现出来，主要表现在以下几方面：

⑴仓库管理部门同板料采购部门、使用部门三方各自独立运作，存在严重脱节，造成信息不畅。

⑵采购部门采购板料的时机不准，且采购数量没有考虑库存板料，造成采购数量过多或过少。同时每个车型板料采购单独运作，没有横向联合考虑。

⑶仓库板料不能做到动态管理，因此不能准确提供详细信息，如某种板料还能生产多少样件，还需要补充多少张板料等等。

⑷板料出库做不到经济化控制，造成板料浪费严重和管理混乱。如小板料随意用大板料裁剪获得，其结果不仅浪费，还造成较大制件调试板料的库存不足。

这种粗放式的板料管理，不仅造成公司浪费严重、生产成本积压，有时还严重地影响到公司正常的生产进程。因此，开发建立一套科学的仓库板料管理系统已是迫在眉睫。

仓库板料管理系统开发理念与工序流程

管理系统要解决的问题以及预期效果

⑴板料的采购要做到计划性、准时性和经济性。

⑵仓库板料要实现动态化管理，及时准确地反映库存情况。

⑶板料的使用不仅要做到专件专用，还要实现资源高度共享。

⑷当产品材质发生改变时，系统能做到及时预警。

⑸对板料的消耗要有历史统计，做到可追溯性。

⑹收集调试坯料的最终尺寸。

⑺边角料可以通过系统被再次使用，降低工厂浪费。

⑻降低板料的库存积压，缩短板料库存周期。

仓库板料管理工序流程

仓库板料管理工序流程见图1。

⑴项目部接到客户订单后，将产品信息，包括材质、料厚以及装车需求数量等信息录入系统。

⑵技术部通过系统索取相关数据，对产品进行CAE分析，并提供产品坯料理论尺寸。

⑶项目部提取坯料尺寸，并进行整理，将坯料文字信息转换为数字信息，以便于系统计算。

⑷项目部通过系统查询仓库板料存储信息，优先消耗库存板料，对于仓库缺少板料下达采购单。对于生产急需而不能及时采购的板料，指导仓库采用近似材料临时替代，同时加强采购管理监督。

⑸板料到货后，仓库管理员负责入库，同时将板料的入库时间、存放地点、入库数量、入库材质等信息录入板料管理系统，并同时通知项目部。

图1 板料管理流程

图2 仓库管理主页面

⑹使用部门向仓库管理员出具领料单，提供产品需要板料、所需板料的材质、料厚、坯料尺寸、需求数量及用途等信息，仓库管理员将领料单上的信息同系统信息进行比对。若信息一致，则通过系统完成板料出库任务；若信息有出入，则反馈至项目部，由项目部完成查询、核对、修正等工作。

板料管理系统的结构布局与开发思路

系统结构布局设计

⑴仓库管理页面设计。板料管理系统主要由项目部和仓库两个部门来操作和管理，因两部门工作内容有很大差异，因此两部门的操作界面采用独立设计，如图2所示为仓库管理主页面。在该页面下，仓库管理员完成板料信息录入工作，将板料的材质、料厚、尺寸、入库时间、放置点等信息全部录入系统，同时在该页面下也可以根据板料属性，通过上面的查询功能快速、便捷地查询库存情况。为了便于统计、报表，该页面同时开发了数据导出功能。

图3 产品管理主页面

图4 板料分配页面

⑵产品管理页面设计。对于项目部的工作来说因管理事务较多，可采用图3的页面结构设计，同时还可采用镶嵌式页面结构，在实现其操作功能的同时又达到页面简化设计的效果。

在产品管理页面，主要划分了3个区域。在区域I中，主要处理从技术部提取的原始坯料信息，以获得符合数学计算的坯料数据。区域II中主要列出了为产品分配的板料数量、已消耗数量以及剩余数量等信息。点击区域III中“坯料长宽”一栏中的数据，即可进入镶嵌式“板料分配页面”，见图4。

⑶板料分配页面。在图4中，区域I显示的是产品相关信息，区域II显示的是该产品已分配的板料信息，同时仓库管理员在该区域中点击“出库”按钮，来完成板料出库任务。当板料消耗完时，“出库”按钮将变成灰色，“出库”功能失去作用。区域III为计算功能区，主要实现理论坯料尺寸与实际坯料尺寸间的计算转换，同时根据客户订单计算出所需坯料的数量。区域IV为板料分配区，通过在入库板料数据中查询，获取满足条件的板料，并按需求完成板料分配。

板料系统的开发思路

⑴系统中的术语与主要运算公式。为了能准确表达各种数据的含义，系统中采用了一些术语，同时也方便于数据间的区分和理解。

①坯料尺寸：满足产品成形所需要的最经济尺寸。

②板料尺寸：入库时钢板的实际尺寸，板料尺寸不小于坯料尺寸，一张板料可以裁剪出多张坯料。

③分配张数：为某产品分配的板料数量。

④需求张数：为满足生产任务，某产品需要的板料数量。

⑤出库张数：某产品消耗的板料数量。

⑥消耗坯料：某产品消耗的坯料数量（一张坯料生产一个产品）。

⑦可供台数：某产品名义下还剩余的坯料数量。

⑧分配余量：某批板料被产品分配后，还剩余的板料张数，分配余量为虚拟值，同库存余量不同。如某批板料共有5张，为产品1分配5张，在并未出库的情况下（未被消耗），则该批板料的分配余量为0，而库存余量仍然为5。

⑨库存余量：指仓库中未被消耗掉的实际板料数量。

⑩库存余量＝入库数量－各项出库张数总和＝分配余量＋各项目分配张数－各项目出库张数；分配余量＝入库数量－各项目分配张数总和。

⑵产品与板料的匹配关系。为了实现专料专用以及板料共享的目的，需要在产品和板料间建立匹配关系，匹配关系建立的前提是每个产品（或产品组）、每批板料要拥有惟一的ID，对产品来说ID就是产品管理号，公司为每个产品或产品组合分配一个唯一的管理号。对于板料来说，每批板料在录入时，系统会自动为其分配一个编号，该编号具有惟一性，对于相同数量、相同材质、相同尺寸的两批板料，因入库时间不同，则编号也不同。一个产品或产品组可以匹配多批板料，而某批板料也可以匹配多个产品或产品组。

项目部为产品分配板料的过程，即建立板料同产品匹配关系的过程。在系统中，通过查询可以便捷地了解到每批板料的分配情况，如图5所示板料550，共分配给了3个项目4个产品（或产品组）。

⑶坯料与板料的换算关系。在向供应商提供采购板料尺寸时为了便于管理，对于较大制件可按实际坯料尺寸采购；对于较小的制件，则可按现有板料尺寸采购，如公司内部供应商可提供2500mm×1250mm标准规格板料。另外，当小尺寸的制件领料时，需要进行坯料尺寸和板料尺寸的换算。

图5 板料分配查询

在公式中，板料尺寸与坯料尺寸相除后的结果要取整数，通过坯料两种不同的排样，从而得到板料所能裁剪出最多坯料的数量。如图6a、b所示，在左侧的排样图中，可以得到9张合格的坯料，而按右侧的排样计算，则只能得到6张合格坯料，浪费严重。

图6 坯料与板料的换算关系

⑷产品材质与入库板料材质的关系处理。对于性能相同的材料，因生产商家不同而牌号也有所不同，虽然对公司内部产品材质的牌号作了统一的规范，却不能做到外部钢板牌号的规范统一。只有将产品材质同入库板料材质的关系处理得当，才能保证系统运作的正常，同时也才能让系统因产品材质变化时实现预警功能。因此，在板料材质的数据库中又增加了标准材质一栏与入库材质相匹配，产品材质与入库板料材质关系的处理流程见图7。

图7 材质匹配处理过程

①供应商发送的板料到达后，仓库管理员按到货清单录入系统（采用供应商牌号）。

②项目负责人可以对任意种板料建立匹配关系，若同一种板料被不同的人匹配不同种标准材质时，系统会自动报错。此时，项目负责人要核对信息、调整系统，保证入库材质与标准材质转换准确无误。

③因标准材质是产品材质的拷贝，因此两者信息完全相同，当产品材质发生变化时，系统会自动将产品材质和标准材质信息进行比对，同时发出预警信息，项目负责人收到信息后，及时解除当前板料同产品的匹配关系，并从系统中寻找正确板料，重新建立两者的匹配关系。

结束语

板料管理系统开发后，经过前期测试和实际投入使用，证明该系统不但成功解决了以前板料管理上存在的种种漏洞，而且还提升了管理效率、降低了管理成本，使得仓库板料实现了动态化、系统化管理，同时也大大提升了公司承接大型复杂项目的能力。另外，随着录入系统的边角料被再次循环使用，材料利用率在提高的同时也为公司节约了大量成本，根据实际统计，仅此一项每年可为公司节约成本50多万元。