备件管理系统在烟草企业中的应用

万利梅

[摘要]以烟草企业为例，分析了企业备件管理存在的问题及应用备件管理系统的意义，从建设目标、建设思路、平台架构、应用环境等方面详细分析了企业备件管理系统的构建方案，最后对备件管理系统未来的功能拓展做了探讨。

[关键词]备件管理系统；备件管理；SCADA；精细化管理；烟草企业

[中图分类号]F253.9；F426.8 [文献标识码]A [文章编号]1005-152X（2018）02-0118-05

1 引言

烟草企业的生产设备具有自动化、高速化、数字化的特点，其生产过程和产品质量的把控都对设备的依赖程度极高，而设备运行的好坏又与备件管理息息相关。由于烟草行业备件种类繁多，数量庞大，备件管理水平不高，储备定额一直居高不下，为保证备件的及时、足额供给，节省备件管理费用，实现备品备件的有效管理，企业需要实时对设备、备件库存和质量进行监控。2概述

在物联网技术的背景下，传统的备件管理方式已经不能满足快速及时的设备故障维修保障需求，同时管理颗粒度较粗，无法满足备件精确查找，库存不清，资金积压的问题逐渐凸显。因此，建设备件管理系统，精确管控设备寿命周期全过程，已经日益重要。

2.1 备件管理系统应用背景

伴随着企业技术改革步伐的持续推进，烟草生产企业生产设备的现代化和智能化不断提高，更精密、智能的设备让备件的存储又出现了新的难题：备件造价高且不易管理。此时若还使用之前的管理办法难免会造成资源的浪费。

因此将计算机信息处理系统应用于备件的日常管理已是势必所然，而且这也将为备件管理带来前所未有的改变，减少以往出入流程繁琐、杂乱、周期长的弊端，极大地提高作人员的工作效率。

2.2 企业备件管理现状分析

（1）库存积压占用资金。烟草设备种类繁多，数量庞大，备件管理人员常常处于两难的境地。备件信息不透明，往往会直接影响备件数据的统计分析，导致备件采购和库存规模不易把控，从而造成库存积压，占用大量流动资金。

（2）备件采购安排不科学。备件采购计划是整个采购流程的源头，目前采购计划完全由备件管理部门根据经验编制，难以体现备件库存管理的科学指导作用。

（3）管理成本高。备件采购、出入库、领用等业务过程相对独立，缺乏有效的信息关联，无法形成管控链。业务信息完全依靠人工登记管理，信息更新不及时，易发生遗漏。

此外，备件的管理难点决定了频繁的库存盘查并不现实，因此企业往往只在每年年末对库存进行详细盘查，盘点周期过长，无法及时掌握备件的有效库存，更无法对只有较轻损坏的备件进行及时的修补处理，最终不得不进行报废处理，大大增加了备件的折损。

（4）管理效率低。传统管理方式下，缺乏备件库存精细化管理，备件更换及查找耗时高，浪费人力及时间成本；另外，缺乏设备预警机制及体系，发现设备问题才进行处理已经滞后，不能科学地预测设备的维修时间，设备故障所带来的生产风险高。

2.3 备件管理系统应用意义

（1）降低企业经济损失。设备及备件的信息化管理，即根据历史维护数据及备件库存信息汇总统计，按照管理要求，对应展示相应报表，不仅对现有的数据进行统计，还能根据模型预测未来设备故障情况及趋势，减低企业经济损失，保证统计信息的真实性。

（2）科学安排备件采购。备件管理系统能将各部门领用备件的数量进行系统的统计及数据分析，得到各阶段的备件采购计划安排，小幅修改采购计划，有效的避免了各部门备件计划单独上报而无法整合、计划安排不合理等问题。

（3）节约企业管理成本。备件管理系统顺应“互联网+”的要求，将传统的线下管理方式由计算机系统进行信息化处理，逐步向线上管理进行转变，减少人力投入成本。实现备件货位的精准查找，降低领用时间；关联设備维修、备件更换记录，规范备件管理流程，统一备件业务信息采集方式，自动统计备件消耗规律，为科学编制备件采购计划提供数据支撑，降低主观采购的风险，实现去库存和保生产的平衡，规避备件呆滞情况，降低库存成本。

（4）提升备件管理效率。设备及备件的信息化管理可以及时、准确地提供报表，极大地降低传统方式下人工统计、人工分析的时间成本；同时，根据系统提供的数据分析功能，综合考虑不同种类设备的个性化维护方式，保障设备故障及时响应，支撑科学采购计划编制，为备件管理者提供决策依据，极大地提升备件管理效率。

3 备件管理系统在企业中的应用分析

3.1 企业概况

对卷烟厂来说，备件库就像一个大型杂货铺：从通用的螺丝钉到专用的电器、机型，从物流设备备件、专机设备备件到服务器备件，种类将近几万种，管理难度大，复杂度高。同时，缺乏相应的数据支撑，管理颗粒度粗放，无法为科学编制采购计划提供依据，极易出现库存呆滞，资金占比居高不下。

在备件更换方面，从确定设备故障到备件领用出库，需要经过查询手工文档、确定更换备件型号及类型、查询库存情况、确定备件存放地点、备件仓库查找、领用等9个环节，备件实际存储位置查找时间耗时长，成为制约维修效率提升的重要因素。

在备件采购方面，传统方式下备件计划员编制计划更多的是根据管理经验，主观性较强，缺乏科学性。备件采购到货后，还需要计划员及时去仓库确认，人依赖程度高，备件信息及时性低，备件领用极为被动，影响设备维护保养效率。

在基础网络方面，绝大部分单位已经拥有了自己的内部网络系统，具备远程数据采集与监控的条件和主数据管理方式，完全可实现从单机向网络化信息系统的转变。

3.2 企业备件管理系统解决方案

（1）建设日标。根据国家局行业物流建设的日标，结合成熟的物联网技术，坚持“统一、实用、信息化、高效、协同”的原则建设备件管理系统，联动设备管理系统，保障设备故障及时维修，降低设备故障损失，减少备件库存资金占用，优化备件库存结构，为设备精益管理顺利推进提供强有力的保证。

（2）建设思路。结合烟草信息化发展要求及瓦联网+、工业4.0的发展趋势，梳理备件管理意义及价值，备件管理系统分为两期来建设实施。

一期以备件仓储管理为重点，应用互联网+的思维，将传统的线下作业方式改为线上来执行，围绕备件“计划、采购、入库、库存、出库”等作业环节，实现备件信息生命周期管理；

二期根据行业备件管理经验，按照向前兼容性原则，进一步推动备件供应与设备故障的联动管理，应用工业4.0的思想，建设设备数据采集与分析系统，以实现数据采集、设备控制、参数测量与调节以及各类信号的报警等功能。

通过两期系统的建设与实施，不仪满足备件的科学分类、精准采购、合理库存及信息生命周期管理，更进一步延伸及加强设备与备件的关联管理，以保供为目的，以设备状态为抓手，以备件库存为依托，强化烟草企业设备及备件的一体化管理体系建立。

3.3 平台架构

备件管理系统由WMS、RFS与卡迪斯系统组成，具体如图1所示。应用层WMS系统，主要与上位系统进行接口对接，负责入库、出库、移库、库内等相关管理，并负责将产生任务下发给手持RF系统进行执行。执行层包含手持RF管理系统和卡迪斯系统，手持RF依照WMS系统下发的任务进行执行操作，手持RF通过与卡迪斯系统集成，将所需下架或上架的托盘信息反馈给卡迪斯系统，卡迪斯系统进行货位的上架和下架操作，作业完成，信息系统更新库存。

3.4 应用环境

（1）系统开发运行环境。备件管理系统使用C#语言和Microsoft Visual Studio 2010平台进行开发，系统绑定Oracle数据库，客户端需在Windows7或以上版本的Windows操作系统上运行，且服务端的运行环境为Windows sever 2012 standard中文版。

（2）数据量与带宽。系统数据量估算为数据表空间站1 024M，数据索引表的空问为1 024M，预计每天的数据平均增量为2.4M。系统网络带宽设计为100M -1 000Mn

3.5 一期建设：备件仓储管理系统

（1）基础信息管理

①供应商管理。对备品备件供应商信息进行全面管理，建立供应商人员档案，支持从上位系统同步供应商主数据。②备件编码。对备件进行编码管理，为每一类备件生成唯一编码。③货位管理。用户能对货位进行编号定义，编码的代码分为三段，分别对应货位的行、列、层信息；支持货位状态的冻结管理。

（2）采购业务管理。根据公司以往年度、月份采购计划和库存情况制定月度采购计划。如车间急需某种备件，则在系统巾编制临时采购计划。

（3）库存管理

①入库管理。操作员手工录入或从上位系统自动下载收货单后，检查備件品规及数量相关信息并进行拍照，WMS系统将入库信息与拍照信息进行绑定，分配货位，生成人库任务，操作员按照提示，分别将不同类型的备件搬运至不同类型仓库。②出库管理。操作员手工录入或从上位系统自动下载出库单后，选择出库单，运行波次，系统产生下架任务。自动货柜自动完成出库，人工库由工人按照RF提示，进行出库操作。③库存查询。方便快捷查询备件的库存数量、备件损坏量、已分配备件数量等信息。此外，系统还提供按照备件状态、货位状态、货位使用率、托盘号等查询功能。④库存报警。系统对库存中超过存储期限、超过高低库存的托盘信息进行预警，提醒作业人员及时处理。备件的存储期限或高、低库存，可由用户自行定义。

（4）内部作业。①盘点管理。系统支持不同存储级别的盘点，包含库房盘点、库区盘点、货位盘点、按物料盘点、货物抽检盘点等。②移库管理。当产生移库任务时，系统提示需扫描的信息（移人货位、移出货位、备件编码等），作业人员按提示操作后，系统自动更新信息。④越库管理。当新到备件急需使用时，备件管理员可以申请越库任务，备件管理员在出库口取出备件，用手持RF记录信息后再将剩余的备件申请入库。

（5）报表管理。主要包括：出/入库统计日报、月报、年报、库存报表、质检和盘点报表、备件消耗统计报表等，并可进行报表导出和下载。

（6）日志管理。系统记录关键操作（如删除、修改货位信息）的日志信息，并提供可视化查询界面，方便异常排除及责任追溯。

（7）设备跟踪监控。实时监控各设备的使用状态，并可人工录入各设备上零部件的正常保修时间，预警提示维修人员及时处理设备故障，若涉及零部件的更换，则先报废原有零件并重新录入换上备件的信息。否则，维修人员只需进行正常的设备检修和零件保养。

3.6 二期建设：数据采集与分析系统

SCADA是Supervisory Control And Data Acquisi-tion System（数据采集与监视控制系统）的缩写，借助实时数据库、OPC以及分布式处理等先进的物联网技术，实时采集系统远端各专业类型设备的关键点数据，进行数据筛选，过滤，统计，分析，计算，实现对设备运行情况自动、连续的监视，管理和统计分析，为安全运行提供必要的辅助决策信息。同时，借助3D仿真技术移人系统，清晰地展现复杂设备的内部结构、判断设备运行情况。

SCADA系统属于典型的分布式计算机应用系统，在系统中，体系结构是软件系统中最本质的东西，良好的体系结构意味着系统能够高效稳定的工作。图2为SCADA系统架构图。

数据采集由PLC进行，包括读取传感器数据，按SCADA的通信需求传送设备的状态报告。SCADA系统会配合分散式数据库使用，其中的数据元素称为标签或点。一个点表示一个单一的输入或输出值。

SCADA的主要功能包括辅助决策、自动采集、自动推送、智能分析、智能存储（如图3所示），能实现对设备数据的采集和对设备的监控，并对采集到的数据进行分析，提取真正对用户有用的信息。

（1）自动采集。系统提供自动采集数据的功能，可自动、实时的从PLC上获取设备数据，并能及时对获取的数据进行有效的处理。

（2）自动推送。系统能将检测到的异常情况进行警报推送，让现场操作人员及时知晓设备异常情况，并对设备进行故障排查和维修处理。当设备到了指定的维保时间，系统自动推送维保需求，提醒相关人员对设备进行维保操作。

（3）智能存储。系统能将自动采集和分析得出的数据进行存储，对一定时间外的数据进行压缩处理，节省数据库的存储空间。

（4）智能分析。根据设备运行记录自动分析出设备在固定时期内的故障次数，故障原因及设备维修情况，分析设备运行趋势，预测设备未来运行情况，对设备可能出现的故障进行预警。

（5）辅助决策。对设备维保信息及工作绩效进行分析，计算出该台设备在固定时期内的有效工作时间、工作效率、故障次数、设备故障率，支撑管理决策。

4 系统功能未来拓展

4.1 备件精细化管理

备件管理系统总体上满足了企业的功能和性能需求，但站在企业长远发展的角度上，备件管理应该进一步细化。这种细化不只是通用备件和专用备件的笼统划分，而是按价格、关键程度、备件使用数量、备件服务设备等对备件进行划分，优先关注重要设备备件的库存，而不是对所有库存一视同仁。在备件管理信息化之后，可进一步将备件与设备进行有机结合，挖掘备件管理信息化的潜能，真正实现备件管理信息化的意义。

4.2 移动系统功能应用

将备件管理系统功能以手机APP的方式来实现，提升用户的操作体验，方便用户随时控制备件的收货、上架、下架、庫存调整、备件盘点、巡检、点检等操作，并能以短信的方式将任务执行结果及时发送到管理人员手中。对于操作人员，他们只需登录APP查看相应的任务信息，根据提示进行操作，如此大大减少了信息的传递时间，提高了任务的执行效率。

4.33D技术应用

随着科技的不断发展，工业4.0早已进入我们的视野，3D技术又是近几年的研究热点，将3D成像技术与监控设备结合后，新的备件管理平台就能实现设备的动态监控，用户可更为直观地看到设备的工作状态及工作细节。

5 总结

备件管理在企业管理中越来越重要，建立相应的备件管理机制和必要的设施，科学合理地确定备件的储备品种、储备形式和储备定额，平衡供给与需求，满足日常需求以及生产周期的不确定性需求，重点做好关键设备维修所需备件的供应工作，缩短修理时间、减少机器损失，供应质量优良的备件，保证修理质量和修理周期，提高设备的可靠性，从而节约生产成本，提高企业经济效益。

应以备件存货和消耗为管控重点，通过故障维修管控、备件库存管控、备件消耗管控、入库管控、报废管控等，对备件从计划到采购、验收、入库、出库上机、下机、修复、报废回收等，形成了完整的闭环管理系统，进一步降低了备件消耗和备件存货，为安全生产保供提供支撑。

备件管理系统的出现使备件管理过程更加透明化、规范化和系统化，备件摆放整齐有序，实现定置定位管理。将备件管理与设备管理联合起来形成立体的设备备件管理，提高了备件计划的准确性；通过计划跟踪分析，实现备件到货与生产的无缝对接；加强备件入库后的消耗跟踪，通过消耗评估分析提高计划准确性；事前定规则、事中监督、事后评价，促进备件计划科学性，降低资金占用，提高领用效率，提升精细化管理水平，进一步提升企业信息化管理水平。