物料全寿命周期管理系统的应用

2022-09-06李咏昕

冶金动力 2022年4期

李咏昕

（河钢宣钢设备能源部，河北张家口 075100）

引言

宣钢公司的ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）系统在2008 年上线运行，采用SAP公司的产品，通过MM（Materials Management，物料管理）模块实现了部分物料管理功能。以采购、库存管理为基础是SAP系统MM 模块整体解决方案的最基本结构。通过采购申请、采购订单、收货和库存管理、发票校验等流程使得整个业务管理能够集成到一个统一的系统平台上进行控制，同时SAP 系统物料管理模块也是与财务管理、项目管理、设备管理等其他业务进行着数据充分共享的信息系统，是EPR后勤系统最重要的部分。

但物料出库后的备用、上线使用、修复、报废等环节，无法通过MM 模块实现有效管控，根据宣钢公司的统计结果来看，物料出库后直至报废的过程占物料从采购入库到报废的全寿命周期中的60%以上，一些大型关键设备、备件此过程的占比甚至更高，意味着相当部分物料全寿命周期中的大部分过程无法有效管控。并且由于MM 模块基于物料编码进行物料管理，在不同供应商供应的同种物料出现质量问题时，无法实现快速、准确溯源。

宣钢公司提出，建立物料全寿命周期管理系统，利用二维码技术，真正实现“一物一码”。在二维码中记录物料全寿命周期中的各个环节的信息，通过PDA、手机、网页等终端，可以随时完成对物料全寿命周期的管控。

1 二维码特性及赋码原理

二维码是采用一种特定的几何图形，按照一定的规律通过二维方向的平面分布的黑白相间图形来记录数据符号信息的，使用多个与二进制相对应的黑白几何形体来表示文字数据信息，通过光电扫描设备或者图象输入设备来自动识读以实现信息自动处理［1］。在种类繁多的二维条码中，宣钢公司采用QR 二维码。QR 码具有一维条码所具有的识别功能以及其它二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图象等各种文字信息、保密防伪性强等优点［2］。QR 码中的“QR”指的是Quick Response 的缩写，即快速响应，这种二维码能够快速被读取［3］。与之前的条形码相比，QR 码还能存储更丰富的信息，包括对文字、URL 地址和其他类型的数据加密。QR 码比其他二维码相比，还具有识读速度快、数据密度大、占用空间小的优势。

为了实现“一物一码”以及和目前ERP 系统进行数据交互，在物料质检合格后，从ERP 系统读取物料的物料编码、采购订单编号、采购员、使用单位、供应商等信息，为每一个入库物料申请唯一的二维码，通过激光打标机，将二维码镭雕在入库物料本体上。为了保证“一物一码”，建立二维码分配服务器，响应打标机的主动请求，分配并返回不重复的二维码。建立用于数据存储与验证的WEB 服务器，存储已生成的二维码相关信息，并可以通过多种终端方式访问。

开发智能手机APP 软件，完善原始系统的不足与个性化。使手机完善其功能，为用户提供更丰富的使用体验的主要手段。物料全寿命周期管理系统所使用的APP 是一款运行在安卓系统环境下的应用软件，是物料全寿命周期管理系统中实现人机交互、设备状态存档的主要操作终端，苹果手机用户通过关注钢源信息公众号进入微信端实现操作。PDA基于4G网络与远端服务器进行数据通信，实现物料各个移动过程以及当前状态传输至服务器、实时更新存储、调取信息等功能。PDA 机身配置远红外二维码扫描装置，通过对物料二维码的扫描，调取并显示物料信息和最近状态，由管理员执行操作以改变物料状态，见图1。

图1 物料全寿命周期管理系统APP改变物料状态操作界面

利用激光打码技术，其中激光打码机硬件包括：计算机主机、打码机主机、显示器、激光器；打码软件运行在计算机windows 操作系统界面实现对打标机的控制。宣钢物料全寿命周期管理项目采用HANS LASAER MARKING SOFTWARE 6.0 系统对物料进行激光打码，该系统是一个基于矢量图形打标并具备扩展文字处理、精确绘图和精美打标功能的打标控制软件。工作过程是由计算机调取后台物料信息，并编辑制作相应的打标文件、控制振镜的运动以便通过激光将打标文件的内容扫描在工件的表面、控制声光Q开关的调制频率、控制打标的速度等等。

宣钢材料、备件类物料共有95 大类，按照表面材质分类有：金属、漆面、塑料、木质、PVC、玻璃、橡胶等，按照不同物料表面材质进行参数设定，在物料表面打出清晰、易读的二维码。为了达到双重保险功能，为每个二维码配置相应字母和数字组合的SN 码，在二维码读取失败时可手动输入SN 码进行操作，见图2。

图2 不同材质物料表面二维码和SN码

2 与ERP系统的交互

物料全寿命周期管理系统，在申请二维码、收货、发货环节需要与ERP 系统进行数据交互，通过与ERP 系统建立接口，从ERP 系统读取和回传数据，保证库存收发与ERP系统保持同步、一致。

开发PC 端展示界面，应用网页设计页面，将物料数据信息以网页形式展示给用户，同时用户可根据个人需求，通过网页条件输入功能从数据库中调取物料数据信息进行展示。实现物料全寿命周期过程中所需各项信息的跟踪与查询，为物料管理提供数据依据，见图3。

图3 PC端物料查询界面

做好宣钢自主开发接口技术，开发ERP 系统物料主数据下传物料库存管理系统接口及程序。每日定时执行该下传程序，自动下传物料主数据，以保证物料库存管理系统物料主数据与ERP 端同步；开发ERP 系统采购订单下传物料库存管理系统接口及程序；采购订单审批通过后自动触发下传功能，采购订单相关信息全部下传物料库存管理系统，以备收发货业务使用；开发物料库存管理系统物料移动上传ERP 系统接口及功能。库管人员通过PDA 扫码进行出入库操作，操作信息通过接口上传给ERP 系统，ERP 通过接口功能程序自动创建出入库物料凭证，免去人工输入环节；消息返馈下传物料库存管理系统接口。创建物料凭证时各种业务原因导致的报错消息及时反馈回库管人员，更正后可重新上传再次创建的凭证。见图4。

图4 数据交互示意图

3 配置介绍

激光打码机：光纤激光打标机是运用现今世界上先进的激光技术研制而成的新一代激光打标机系统。采用光纤输出激光，再经高速扫描振镜系统实现打标功能。用于接收服务器下传物料数据，对收货物料进行激光镭雕二维码。

服务器：用于与宣钢ERP 进行数据交互，接收PDA 上传扫码信息，向激光打标机下传物料数据，并储存物料数据。

PDA 和手持终端：用于对物料二维码进行识别并上传物料状态、未知等信息。

用户PC：用于向用户展示物料全寿命周期系统的数据，物料状态，厂区设置及系统内部人员权限配置等。

物料全寿命周期管理系统网络图见图5。

图5 物料全寿命周期管理系统网络图

4 物料全寿命周期管理系统运行流程

4.1 收货

物料打码后，库管员通过PDA 扫码进行收货。收货时记录收货时间、库存地点、货架号、层号、库管员等信息，收货确认后，自动触发ERP 系统的收货功能，完成ERP 系统对采购订单的收货，ERP 库存实时更新。

4.2 发货

使用单位领用物料时，库管员通过PDA 扫码进行发货。发货时记录发货移动类型、成本中心、领用车间、领用人员等信息，发货确认后，自动触发ER系统的发货功能，ERP库存实施更新。

4.3 备用

当物料发货后不能立即上线使用的，使用单位住主管人员通过PDA 扫码，进行备用操作。记录物料备用暂存位置、保管人员等信息。由于部分物料需要等待停机检修时更换以及必要数量的机旁备用，设置备用环节，原则上应尽量减少备用物料的数量，防止以领代耗，形成二级库存。从此环节起，物料全寿命周期管理系统不再与ERP 系统进行数据交互，而且在本系统内完成对物料后续环节的管控。部分物料需要装配后备用，物料全寿命周期管理系统具备设计为，可以通过树状结构来实现多个物料的组合，统一进行二维码信息的维护、更新，并可以逆向进行多个物料组合的拆分。

4.4 上线

当物料上线安装使用时，使用单位主管人员通过PDA 扫码，进行上线操作。记录物料的安装时间、安装位置、安装人员等信息。

4.5 下线

当物料下线时，使用单位主管人员通过PDA 扫码，进行下线操作。记录物料的下线时间、下线原因等信息。因生产实际需要暂时下线作为备用的物料，需要选择备用功能，进行上述的备用操作。

4.6 修复

当下线物料需要修复时，需要使用单位主管人员通过PDA 扫码，进行修复操作。记录物料的修复时间、修复内容、承修单位、验收人员等信息。修复成功的物料，需要选择备用功能，进行上述的备用操作。

4.7 报废

当下线物料经鉴定，确无继续使用和修复价值后，需要使用单位主管人员通过PDA 扫码，进行报废操作。记录物料的报废时间、报废原因、报废鉴定人员等信息。至此，该物料的全寿命周期结束。

5 物料全寿命周期管理系统的在物料管理中的作用

5.1 实现物料全寿命周期管理

通过引入二维码技术，在物料本体上镭雕二维码，对物料进行唯一身份标识，并记录物料全寿命周期中各个环节信息，将目前ERP 系统无法进行有效管控的发货之后的环节，实现系统管理，形成从物料收货、仓储、发货、备用、上线、修复、报废的全寿命周期闭环控制。

5.2 实现及时、准确溯源

在未建立物料全寿命周期管理系统前，部分物料尤其是标准类物料在发生质量异议时，由于供应商和供货批次较多，通过ERP 系统的物料编码查询，无法快速、准确的确定供应商和供货时间。尽力物料全寿命周期管理系统后，每一个物料都有一个二维码作为唯一标识，再发生质量异议时，通过扫描二维码，实时查询供货商、采购员、采购订单号、入库日期、领用日期、上线日期等关键信息，做到及时、准确溯源。