条码技术在飞机制造中的应用研究

欧阳平，孙文文

（中航工业洪都，江西 南昌 330000）

条码技术在飞机制造中的应用研究

欧阳平，孙文文

（中航工业洪都，江西 南昌 330000）

条码自动识别技术是以计算机、光电技术和通信技术的发展为基础的一项综合科学技术，是信息数据自动识别、输入的重要方法和手段。经过多年的研究与应用，包括条码打印机、扫描器、远程数据采集器、各类耗材在内的条码硬件技术已经日趋成熟。条码是由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的识别标记，由条码符号和对应字符(包括数字、字母及特殊或专用字符集等)组成，用以表示一定的信息。

信息革命；条码技术；DPM技术

0 引言

随着电子商务时代的到来，信息技术无疑已成为企业提高生产效率、增强产品市场竞争力的重要手段。因此，企业针对产、供、销的各个环节，纷纷实施ERP（企业资源规划系统Enterprise Resource Planning System）等管理信息系统，以帮助企业提高运作效率及管理水平，使企业能从容应对市场的瞬息万变，最大程度满足顾客的需求。然而上层生产计划管理受市场影响越来越大，企业明显感到计划跟不上变化。面对客户对交货期的苛刻要求，面对更多产品的改型，订单的不断调整，企业决策者认识到，计划的制订要依赖于市场和实际的作业执行状态，而不能完全以物料和库存回报来控制生产。同时ERP/ MRP软件主要是针对资源计划，这些系统通常能处理昨天以前发生的事情（作历史分析），亦可预计并处理明天将要发生的事件，但对今天正在发生的事件却往往留下了不规范的缺口，因此，生产的现场管理一直处于黑箱作业的状态，这已无法满足今天复杂多变的竞争需要。因此,如何将此黑箱作业透明化，找出所有影响产品品质和成本的问题，提高计划的实时性和灵活性，同时又能改善生产线的运行效率，已成为每个企业所关心的问题。

在信息时代，信息流是生产企业资源系统的重要组成部分，实时、快速、准确地进行数据的采集和输入是信息技术发展的必然趋势,自动识别技术作为一种高新技术正逐渐被人们所接受,并应用于商品流通、物流管理、现代化生产及管理中，尤其是以条码为核心的信息自动采集技术日益成为企业的竞争策略，在提高生产率、加强质量跟踪、改善库存管理、改进售后服务、降低成本、满足客户要求与节约劳动力方面有着巨大的作用，成为供应链中的信息纽带。

1 条码技术简介

随着科技的飞速发展，信息革命己经渗透至各个经济部门，迅速改变着传统产业及整个经济的面貌，其间产生了许多新的理念和技术。人们开始关注如何改变手工数据输入输出的方法，解决手工输入输出费工费时易出错的问题。条码自动识别技术就是在此环境下应运而生的，它是以计算机、光电技术和通信技术的发展为基础的一项综合科学技术，是信息数据自动识别、输入的重要方法和手段。经过多年的研究与应用，包括条码打印机、扫描器、远程数据采集器、各类耗材在内的条码硬件技术已经日趋成熟。条码是由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的识别标记，由条码符号和对应字符(包括数字、字母及特殊或专用字符集等)组成，用以表示一定的信息。迅猛发展的条码技术是现代信息管理中颇具特色的新秀。

条形码的研究始于美国[1]，从最初“公牛眼”的问世到一维条码的广泛使用、二维条码的深入研究，迄今为止，条码类型已不下几十种。现今的条码不仅可作为一般商品的标识代号，而且可用于防伪。条码防伪的重点在于条码编码以及条码内信息数据的加密算法。用于防伪技术的条码在编码规则上与普通公开的条码算法、校验位的制定是有所区别的。随着电子信息和激光等高新技术的综合渗透，条码技术已广泛应用于各行业中。

大家所熟知的是条码在服务零售业的运用，即条码系统在超市中的运用，从家乐福、易初莲花等世界著名的大型超市到国内的联华、工农商等连锁超市，从纵向到横向，从商品的流通、供应商的选择到客户及员工的管理，都已经充分利用了条码。在POS (pointofsale)系统中，条码功能可谓发挥到了极致。

在工业领域(这里主要指生产各环节)条码的应用国外已有许多成功范例，而国内相对滞后。在国内，大多数企业仅仅在产品最终离厂前的发货标签上应用条码，这个条码主要是在客户返维修产品时才发挥作用，而条码更有效的作用是在生产过程中对在制品的标识和跟踪。

2 条码技术在国内外飞机产品上的应用

2.1 国外情况

美国国防部2003年开始实施物资唯一标识项目（IUID，Item Unique Identification），致力于准确、高效、及时地管理、发放军需物资，从而提高国防采办、降低人为错误、控制管理成本、增加物流配送的透明度、提高后勤维护保障效率。IUID项目应用条码等自动识别技术提高数据采集效率，通过广域工作流（WAWF，Wide AreaWork Flow）把物资的主要标识信息注册到国防部，确保信息在全寿命周期的完整性和准确性。

2.2 国内情况

国内中航某公司已开发了集成化信息平台数字化制造系统 （以下简称CPS），CPS集成了科研计划管理、条码管理、产品数据管理、项目集成管理、绩效管理等系统，利用条码管理系统给飞机零件赋予唯一编码如图1所示，通过对生产过程中各个流转环节零件条码数据的读取，利用电子看板实现了生产数据信息的实时动态更新，使飞机每一个零件、部件、成件的流转都能在系统中显性出来。

该公司通过网络化生产指挥中心和基于数据的客观考核与评价机制，实现了对整个生产过程的实时监控和持续改进，使绩效考核更具透明性和公正性，促使企业能更高效地进行资源优化配置，实现企业高效发展。

图1 飞机零件条码标印

3 条码技术的应用

条形码表示产品/零部件的品种，通过特征、功能、参数等把产品区别到型号规格，可在设计、制造、仓储、维修、外场等信息系统中作为基础数据共享使用。唯一标识与实物一一对应，可作为基本共用数据在各单位实物管理的相关信息系统中导入使用，并且统一编码标识范围越大，其意义越大。物品码与唯一标识的应用范围见图2。

图2 条形码与产品零部件唯一标识的应用范围

3.1 生产过程管理

生产过程管理是一个企业的灵魂,企业产品的好坏主要取决于生产过程的管理和控制。这必然要求对计划和执行进行精确的对比，即生产过程的每一个环节的数据都要准确记录，而条码技术和计算机网络技术的应用为此提供了可靠的保证。

手工装配时，每一产品在生产线上有一张单子(看板)，上面记录着对这一产品的装配要求，每一道工序，工人按要求装配完成这一零部件后，填上元件号和员工号，本道工序完成。但在全手工操作时，要完成这些操作，工作量极大、极复杂。在采用了条码技术后，这些工作可自动完成。如在零部件上都贴上条码，产品每到一道工序，就可以先扫描产品上的条码，找出这一产品的具体要求，选择合适的零部件和工艺要求，并记录下零件号，这样做的结果使我们可以满足客户各种要求，按客户的订单生产[2]。

3.2 质量信息管理

生产过程是对产品直接进行加工的过程，它是产品质量形成的基础，是企业质量管理的基本环节。产品的质量是设计、制造出来的，生产过程是直接产生质量信息的过程，该过程中收集的质量数据是否准确，直接影响到企业的决策和发展。

当前制造企业生产过程中的质量信息采集主要是通过人工手动记录，生产现场的所有数据都是人为手工填写，这些数据有的是经手算汇总，稍微先进点的则是将各种生产报表、单据、窗体数据输入计算机中进行汇总，这些汇总而来的数据似乎个个真实有效，打印出来的统计图表张张美观漂亮，但在这些表象的背后却是质量数据信息严重缺乏实时性、准确性和全面性，而且人为操作使得数据误差增多，检查数据源时困难重重。在采用条码技术后，质量数据可以实现自动采集，避免了人为因素的干扰。如在生产前，建立产品条码和缺陷代码，在半成品上贴上条码，在每一检验工序，如发现质量问题，先扫描产品条码，然后扫描缺陷代码，使得产品与缺陷信息关联，实现质量信息的采集，这样做，管理者可以获得第一手产品质量信息，为其决策提供可靠数据。

以BOM表为主线，将相关系统串联起来，应用规范统一的信息编码作为系统信息共享基础，采用自动识别技术 （条码）辅助实现生产制造信息实时管控；重点以PDM、CAPP、MES、科研生产管控、物资供应、IQS系统主导，实物信息与系统信息必须建立对应，在基础数据、业务流程上实现系统信息的贯通、集成共享；采用统一的编码体系和标准实现数据的规范统一，共同说“普通话”。

条码技术应用：以生产任务编号、BOM表、零件的加工路线对实物加工予以实时追踪，不断添加零件各制造环节的各种信息（人员、加工、状态等），在零件制造完成后，根据零件的形状与特性，进行条码标印或打码。

条码标印、读取设备与各信息系统集成（包括业务流程固化到相关信息系统）。

3.3 物料配送

将所有使用的装配零部件建立唯一编码，附有条码标签，并建立严格的领料控制，通过ERP日装配计划与产品物料清单(BOM,Billofmaterial)来计算领送料，即通过每种类型，将产品装配计划分解成为用料计划，可合理计算材料余量，控制每批产品的材料用量与标准成品的偏差，结合看板拉动，可以极大地改善线边物料余量和空间位置。对于仓库、车间在制品等快速盘点，很有必要使用条码管理，可以大大缩短盘点时间和查找速度。

3.4 后勤保障

信息条码和唯一标识在装备后勤保障系统中的共享和使用，避免手工录入的工作量和失误，提高数据采集效率和处理速度，帮助部队准确及时地掌握装备的状态、数量、位置等信息，实现军用资产全程可视化，提高装备的调配能力、后勤保障能力和信息化管理水平。

4 条码标识技术——零组件直接标印技术（DPM）简介

DPM，是直接零件标识的英文缩写 （DirectPart Marking）。DPM是一种条码标识技术，可以不经过如加标签这样的中间载体，直接作为标识,因此，DPM也可以称为 “产品直接打标”，DPM标印示例见图3。与传统的条码技术一样，通过DPM标识生成设备在产品上生成DPM标识，并通过识读设备读取标识中的信息，提交给管理信息系统。

图3 DPM标印示例

航空装备产品采用DPM技术，可以从研制源头构建贯彻装备统一编码和规范化标识，解决产品标识和描述的不一致问题，促进数字化协同研制、装备管理和保障等信息交互和共享，提升装备全寿命周期信息化管理水平。

在装备全寿命周期范围内实施DPM，可以促进和简化序列化物资管理的应用，降低业务管理过程成本。对于研制单位、制造单位和用户，能促进数字化协同研制、装备管理和保障等信息交互和共享，支持军品质量控制、售后服务和维修保障，提升装备全寿命周期信息化管理水平。航空发动机标印示例见图4。

图4 航空发动机标印示例

1）医药行业DPM应用

随着激光打码标印技术的不断发展，国内医药行业对其产品药盒、板装药、药瓶、胶囊及贴标的产品批号、生产日期、有效期、防伪码等信息的激光标记应用越来越多。激光标记的优势也越来越明显。医药业产品激光标记样品见图5。

图5 医药行业DPM标印示例

2）电子产品制造行业的DPM应用

目前我国电子产品制造行业广泛采用产品直接标印技术，通过对电子元器件、电路印刷版、液晶显示单元等信息产品的直接标记，及时跟踪产品的加工生产流程，有效提高了产品批量生产过程中的质量监管，并对产品的库存管理和售后服务提供了便利的维护方式。电子产品制造行业产品直接标记示例见图6。

3）汽车制造行业

DPM技术在汽车制造行业中通过以下几个环节的应用获得了巨大的利润价值：

图6 电子产品制造业DPM标印示例

（1）过程跟踪：通过生产线各个环节扫描二维码部件信息，明确跟踪生产过程中车辆零部件的流动去向实现关键零部件信息采集，具有可追溯性。

（2）产品召回：通过生产线扫描二维码记录车辆信息，结合MES、TDS系统相关功能，为产品召回提供支持。

（3）零件防伪：通过二维条码加密，跟踪高价值部件以防止被盗或伪造，实现防伪功能，解决索赔过程中零件鉴定困难的问题，从而降低三包索赔费用。

（4）故障分析：通过对服务索赔数据的提取、分析，便于质保部门进行故障分析。

汽车制造行业DPM应用示例见图7。

图7 汽车制造业DPM标印示例

5 结语

近几年，航空企业先后实施了ERP、PDM、MES等管理系统，这些系统的投入，确实取得了不错的效果，但系统之间还是缺少一定的互补，一些关键数据也只能通过定时更新，因此有一定的使用局限性，很需要一个中间系统来起桥梁作用，使系统互补，发挥最大的作用，并且也为这些系统提供大量的基础数据，作为分析、统计的依据。

条码技术像一条纽带，把产品生命期中各阶段发生的信息联接在一起，可以促进和简化序列化物资管理的应用，降低业务管理过程成本。对于研制单位、制造单位和用户，能促进数字化协同研制、装备管理和保障等信息的交互和共享，支持产品质量控制、售后服务和维修保障，提升产品全寿命周期信息化管理水平。应用条码的目的主要是为了实时而准确地获取信息。在日常生产管理中，及时掌握准确的物料库存信息、生产状况、客户订单执行情况等，从而对客户的需求作出快速响应，最大限度地占有市场份额。应用条码技术，能为加强企业管理提供有效的基础，克服传统纸质单据存在的效率低、容易出错、数据重复录入、处理延迟和工作量大等缺点，大大提高信息系统基础数据采集的准确性。同时，在提高产品质量、客观评价供应商、降低成本、加强市场控制与管理等方面都将起到重要的作用。

实施范围越大，其数据交互和共享的意义越大，对跨单位应用（如可靠性数据统计和产品质量追溯）的作用也越明显，可使企业在激烈的市场竞争中处于有利地位。但条码技术仅仅是协助企业管理的工具，只有在先进管理理念的统筹管理下，才能使条码技术用得其所，发挥最大威力。

[1]赵洪岭.编码技术与应用.2013（2）：1-56.

[2]赵洪岭.编码技术与应用.2012（2）：1-32.

>>>作者简介

欧阳平，男，1980年12月出生，2002年毕业于西北工业大学，高级工程师，一直从事飞行器系统与设计工作。

Research on Application of Barcode Technique in AircraftManufacturing

Ouyang Ping，SunWenwen
(AVICHongdu Aviation Industry Group,Nanchang,Jiangxi,330024)

Barcode automatic identification technique is an integrated technology on the basis of development of computer,optoelectronic technology and communication technology,and is an important approach and means for automatic data identification and input.Over several years'research and application,barcode hardware technology, including code printer,scanner,remote data collector,and various consumables,has been mature.The bar code is a identification mark,consisting of a group of bars,space and related characters arrayed in order,composed of bar symbolsand related characters(including figure,letterand specialoruniqueword set)to express certain information.

information revolution;bar code technology;DPMtechnology

2013-10-06)