王毓敏，郭妙貞

WANG Yu-min，GUO Miao-zhen

（浙江中煙工業(yè)有限責任公司杭州卷煙廠，杭州 310024）

0 引言

隨著現(xiàn)代信息化技術的迅猛發(fā)展，國內的煙草工業(yè)正逐步向信息化與工業(yè)化深度融合發(fā)展。為實現(xiàn)智能化、信息化卷煙，在實施了企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（以下簡稱ERP）、生產制造執(zhí)行系統(tǒng)（以下簡稱MES）等系統(tǒng)之后，又實施了批次管理信息系統(tǒng)（以下簡稱批次系統(tǒng)），進一步提升了企業(yè)信息化水平，然而在批次管理實施過程中，由于在卷煙輔料配送環(huán)節(jié)人工參與操作較多，要完整準確地獲取每件輔料生產全過程信息非常困難。

目前國內有許多優(yōu)秀企業(yè)實施了批次管理，也有許多應用研究成果，但還沒有顆粒度為“單件”的批次管理應用成果。本文通過對MES系統(tǒng)、物流高架庫倉儲系統(tǒng)（以下簡稱WMS）與輔料配送業(yè)務的聯(lián)合改造，將信息技術、物聯(lián)網(wǎng)技術及移動PDA應用到卷煙單件輔料流轉過程，實現(xiàn)了單件批次管理，達到了物料快速追蹤，精確定位，重現(xiàn)物料流轉過程，減少產品質量追溯量的目的。

1 卷煙輔料配送特點

輔料配送是指按照機組生產計劃將卷接包機組需要的輔料，按時、按量保質、連續(xù)地運送到指定工位的過程。目前煙草工業(yè)企業(yè)的自動化生產水平較高，基本實現(xiàn)了從原輔材料入庫至成品出庫全過程的自動化設備聯(lián)接，但在卷煙生產環(huán)節(jié)的成型、卷接包裝等各工序間有明顯的停頓和等待時間，工序之間有一定量的在制品儲存，其實質還是離散型生產。圖1為卷包生產與輔料配送流程圖。如圖所示，卷包生產主要工序的輔料都是由輔料高架庫配送。輔料高架庫的主要作業(yè)環(huán)節(jié)是輔料的搭配和配送。

圖1 卷包生產、輔料配送流程圖

正常情況下，輔料配送由WMS自動完成，但在某些特殊情況，如輔料高架庫故障、生產特殊卷煙品牌時會人工參與配送輔料，以及換牌后處理尾料托盤時的同一輔料多次操作問題。

綜上所述卷煙輔料配送特點是自動作業(yè)與人工操作相互交融。正因為有了人工參與操作，各信息系統(tǒng)就難以準確、全面的獲取生產信息。

2 單件批次管理現(xiàn)狀與優(yōu)勢

2.1 單件批次管理定義與現(xiàn)狀

批次管理是指產品從原材料投入到交付出廠的整個生產制造過程中，實行嚴格按批次進行的科學管理，它貫穿于產品生產制造的全過程。是在大規(guī)模批量化生產過程中，對產品品種、質量、產量、成本、生產周期等進行有效控制而采用的一種管理方法。在具體操作過程中，要合理的確定批次容量，當批次量確定為“單件”時，即為單件批次管理。

隨著企業(yè)信息化水平的逐步提高，國內各行業(yè)內的優(yōu)勢企業(yè)均實施了批次管理，這些企業(yè)批次管理的批容量按同質性進行劃分，即認為生產原料、生產條件、生產工藝相同的產品為同一批次，根據(jù)企業(yè)的實際情況，也有多個相近批次的總和成一個批次或將同一批號按條件拆分成幾個批次的應用情況，但到目前為止還沒有批次數(shù)量為“1”的批次管理。

2.2 單件批次管理優(yōu)勢

單件批次管理數(shù)量是唯一的，管理是終身的，一跟到底，這就促使它跟普通的批次管理相比具體無可比擬的優(yōu)越性：

1）單件批次管理能有效減少流程性生產過程中批次量逐步放大的情況；

2）能精確的追蹤與追溯到每一件物料；

3）能依據(jù)物料批次信息及內部加工過程進行產品的多維度比較分析；

4)能進一步提高物料精細化管理水平，實現(xiàn)物料管理與業(yè)務的外部延伸；

5）能實現(xiàn)靈敏、快速地反映市場、適應市場、服務市場。

質量是企業(yè)生命的源泉，為了立足市場，提高顧客滿意度，在卷煙輔料配送環(huán)節(jié)引入了單件批次管理，旨在質量問題發(fā)生時能迅速準確地查出原因，精確確定追溯范圍，從而將卷煙成品報廢數(shù)量與顧客投訴率降到最低。

3 單件批次管理應用情況研究

3.1 批次管理信息系統(tǒng)

實現(xiàn)單件批次管理必須要有專門管理物料批次的信息系統(tǒng)——批次管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)以全流程全物料范圍為研討對象，但其本身沒有任何業(yè)務數(shù)據(jù)，需要通過接口獲取其他信息系統(tǒng)的基礎信息、生產信息。在煙草工業(yè)企業(yè)主要有八個業(yè)務流程：

1）原煙接收、分選到打葉復烤成品下線全過程；

2）片煙梗絲薄片接收、倉儲、到耗用全過程；

3）香精香料收貨、混合調配到混合液耗用全過程；

4）卷煙輔料從收貨、倉儲、配送到機臺耗用的全過程；

5）煙絲制絲批次生產全過程；

6）濾棒成型以及濾棒耗用全過程；

7）卷包盒煙、件煙到調成品調撥出庫全過程；

8）聯(lián)營加工煙從生產下線、收貨到調成品調撥出庫全過程。

批次系統(tǒng)自動結合各業(yè)務系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)與業(yè)務流程的聯(lián)合改造消除各大流程的業(yè)務盲點，在打通八大業(yè)務流程的基礎上，實現(xiàn)煙草工業(yè)企業(yè)生產流程的全線貫通。

3.2 卷煙配送批次改造

只有全生產過程進行有效的單件批次管理改造后，才能實現(xiàn)單件批次管理。輔料配送是批次管理八大業(yè)務流程之一。如圖2所示，此環(huán)節(jié)主要通過對ERP、MES、WMS三個信息系統(tǒng)及相關業(yè)務的聯(lián)合改造實現(xiàn)單件批次管理，批次改造的重點是輔料搭配、入庫、儲存、出庫、機臺耗用、退料、尾料處理及其他各種人工操作，改造目標是準確、完整的獲取業(yè)務流程中所有的生產信息，并將數(shù)據(jù)接口給批次系統(tǒng)。

4 單件批次管理應用難點

在卷煙輔料配送過程實施單件批次管理時，由于單件批次信息量大、實物流動性強、人工介入操作多，遇到一些難點。

圖2 輔料配送流程示意圖

4.1 批次信息難以快速識別

卷煙輔料品種多達十多種，每個品種產地均不少于兩家，每天消耗的輔料數(shù)以萬計，單件批次的信息量非常大。輔料搭配主要通過人工介入方式完成，用有限的人力去識別海量的單件批次信息顯然不具備可操作性。批次信息難以快速識別就成應用中遇到的第一難題。通過摸索與試驗，嘗試通過設計大件號來解決此難題。通過對輔料供應商的延伸管理，要求其在生產過程中記錄每個單件輔料批次信息（簡稱小件號），同時為每個輔料輸送運輸單元（以下簡稱來料托盤）設立一個大件號，由供應商負責建立大件號與小件號的對應關系，并將此信息傳至批次系統(tǒng)。這樣在輔料搭配時只要識別大件號信息并將其與輔料托盤綁定，再將托盤信息接口至批次系統(tǒng)，就能追蹤到每件輔料。

4.2 實物與批次信息一致性難以保證

解決了信息識別問題，隨之而來的卻是實物與信息一致性問題。大件號是貼或放在來料托盤上的條形碼，在輔料搭配完成后，來料托盤的實體也隨之消失，大件號就失去了與實物的對應關系。因此當輔料托盤搭配完成后，就不能隨意變動托盤內的輔料，要保證輔料搭配時大件號信息與實物一致性主要有三種做法：

1）數(shù)量一致的單品種輔料托盤

搭配托盤輔料數(shù)量與來料托盤的輔料數(shù)量相同，搭配時通過物聯(lián)網(wǎng)技術進行大件號識別、托盤信息綁定即可入庫存放。

2）數(shù)量不一致的單品種輔料托盤

搭配托盤輔料數(shù)量與來料托盤的輔料數(shù)量不相同，通過托盤搭配要求設計，在保證信息與實物一致性前提下，獲取較高的托盤搭配效率。例如：托盤輔料搭配數(shù)設計為來料托盤輔料數(shù)量的一半，同時要求供應商在每件來料托盤的兩側都貼上此件輔料的大件號，搭配托盤時將來料托盤放中間，搭配托盤放兩邊，各取一半的輔料搭配到托盤上，保證每個托盤上都有大件號信息。

3）混搭托盤

混搭托盤在設計時每個托盤不能超過兩種搭配輔料，否則在操作時很難保證實物與信息的一致性?；齑钔斜P每種輔料的搭配數(shù)量在保證匹配性的前提下，數(shù)量應為來料托盤輔料數(shù)量的偶數(shù)倍。托盤搭配要求根據(jù)具體情況，運用目識、防呆等管理方法進行設計。

4.3 信息的準確性、及時性、完整性難以保證

卷煙輔料配送過程自動化作業(yè)與人工操作相互交融，自動化作業(yè)有信息系統(tǒng)記錄生產信息，人工操作環(huán)節(jié)存在信息記錄不準確、記錄不及時、甚至是沒有記錄的情況，如信息系統(tǒng)不能將輔料配送整個流程的信息都記錄下來，批次系統(tǒng)就不能完整的追溯到每件輔料的生產過程，嚴重時可能追蹤或追溯不到輔料。此時需要根據(jù)信息系統(tǒng)邊界劃分，確定各種人工操作對應的信息系統(tǒng)，利用手持移動PDA及信息接口技術獲取所有人工操作的信息，將人工操作與自動作業(yè)的信息串聯(lián)起來都接口給批次管理系統(tǒng)，保證追蹤與追溯到每件輔料。

4.4 尾料批次信息無法識別

尾料是指卷煙生產換牌后已送至生產機組還未用完的輔料，因輔料托盤搭配完成后，大件號信息就與托盤信息綁定在一起，后續(xù)輔料托盤的任何變動已無法對大件號進行實物操作，為防止托盤與大件號對應信息丟失與錯亂，主要可采取了以下三種處理方式：

1）立即使用

當大件號對應的小件號全部使用完畢，大件號就沒有存在的意義。因此當尾料量較少，短時間內能夠用完，就人工發(fā)放給生產同種成品的生產機組使用。

2）保持原樣

當尾料量較大，短時間內不能用完，則保持托盤尾料狀態(tài)，經過尾料托盤垛型整理，直接回庫存放，此時托盤的實物與信息沒有改變，能保證實物與信息的一致性。

3）重生大件號

當以上兩種處理方式都不適合時，只有獲取每件輔料的信息并重新生成大件號，并將大件號與單件輔料對應關系信息接口至批次系統(tǒng)。

4.5 單件批次管理信息處理難點

1）PDA難以傳送接口數(shù)據(jù)

批次系統(tǒng)只要獲取輔料配送過程中幾個關鍵節(jié)點信息，就能追蹤與追溯輔料配送的全過程。為達到輔料批次的快速識別及實物與信息的一致性，許多關鍵節(jié)點操作都使用手持PDA進行掃碼操作，PDA能及時將操作信息通過無線網(wǎng)絡傳遞給各自的信息系統(tǒng)，但用PDA將信息接口給其它信息系統(tǒng)則非常因難。通過實踐，摸索出了兩種較為簡單的處理方法。其一在客戶端開發(fā)相應的信息確認界面，以人工確認的方式將信息接口給其他信息系統(tǒng)；其二開發(fā)定時服務功能，以自動的方式定時將信息接口給其他信息系統(tǒng)。

圖3 杭煙應用實例

2）信息系統(tǒng)難以分辯出入庫原因批次改造前輔料高架庫只需將改變庫存的出入庫信息接口給其他信息系統(tǒng)，批次改造后為追溯輔料配送的全過程，批次系統(tǒng)需要所有的出入庫信息，方便質量事故的后續(xù)原因分析。在進行輔料庫作業(yè)時操作人員知道每種輔料出入庫的原因，但許多原因系統(tǒng)較難分辯，通過梳理，確定輔料高架庫出入庫主要原因有入庫、回庫、生產出庫、強制出庫、降級、物料外運、報廢等，而對系統(tǒng)不能分辯的原因（如物料外運與報廢）通過WMS改造通過人工確認方式完成。

5 應用實例

通過MES與WMS緊密配合，信息系統(tǒng)對整個卷煙輔料配送過程的各種操作進行管理，并將關鍵生產信息接口至批次系統(tǒng)，支撐其正常運行，圖3是浙江中煙工業(yè)有限責任公司杭州卷煙廠的應用實例。

圖號說明：

①為輔料收貨

遠程倉庫運輸輔料到車間，MES收貨后，實物放至車間輔料暫存區(qū)。

②為輔料配盤

根據(jù)實收輔料，MES創(chuàng)建托盤搭配任務單并將其接口給WMS。人工根據(jù)任務單進行托盤搭配，通過WMS手持PDA掃碼將輔料的輔料代碼、大件號、數(shù)量等信息與托盤號進行關聯(lián)。

③為輔料托盤入庫儲存

配盤完成的托盤可直接入輔料高架庫儲存，也可經托盤備料掃碼放至備料區(qū)。托盤放至備料區(qū)目的是在輔料高架庫故障時，備料區(qū)還能供應輔料托盤至生產機臺。托盤備料掃碼的目的是將托盤配盤信息接口給MES，由MES進行管理。

④為托盤確認掃碼

輔料托盤由輔料高架庫或人工配送至生產機臺，托盤到達生產機臺后機臺操作工通過MES手持PDA對托盤進行掃碼確認。

⑤為單件輔料掃碼

機臺操作工在使用每一件輔料時，通過MES手持PDA進行掃碼以獲取小件號。

⑥為托盤退料掃碼

凡機臺未使用完需退的輔料，由材料統(tǒng)計員對所退輔料數(shù)量進行確認，由機臺操作工對零料托盤進行掃碼確認。零料托盤實物人工移至暫存區(qū)，零料托盤信息由材料統(tǒng)計員通過MES選擇各機組對應的零料托盤進行數(shù)據(jù)維護。

⑦為尾料處理

如前所述有立即使用、保持原樣、重生大件號三種處理方式。

⑧為重生大件號

重新生成大件號后有重新用于托盤搭配與退貨至遠程倉庫兩種處理方式。

⑨為托盤回庫

尾料處理的零料托盤及備料區(qū)的整托盤，可通過MES手持PDA進行掃碼并將托盤信息接口給WMS，由WMS入庫儲存。

⑩為生產信息接口給批次系統(tǒng)

只要將托盤進出輔料高架庫、托盤進備料區(qū)、托盤確認掃碼、機臺單件輔料掃碼、重生大件號、退貨這幾個環(huán)節(jié)的生產信息接口給批次系統(tǒng)，批次系統(tǒng)就能對整個輔料配送、儲存、使用過程進行追蹤與追溯。

6 結束語

通過在卷煙輔料配送環(huán)節(jié)實施單件批次管理，全面梳理了輔料配送環(huán)節(jié)各種業(yè)務操作，并將其全部納入信息系統(tǒng)進行管理，進一步提升了企業(yè)的信息化應用水平，達到了物料快速追蹤，精確定位，重現(xiàn)物料流轉過程，減少產品質量追溯量的目的。同時良好的基礎信息支持，有效地支撐了批次管理信息系統(tǒng)的運行，為企業(yè)特別是煙草工業(yè)企業(yè)實施批次管理改造提供一定的參考依據(jù)。

[1] 賀曉萌.批次管理下多品種制造企業(yè)生產流程精益化研究[J].機械,2011(10).

[2] 張芬衛(wèi),杜朋,楊亞非.離散制造企業(yè)MES中的生產數(shù)據(jù)采集實踐[J].機械設計與制造,2011(3).

[3] 馬俊戴,由宗.煙草企業(yè)物流管理流程的規(guī)劃與應用[J].數(shù)字技術與應用,2011(1).

[4] 王宏鋁.淺析批次管理在浙江中煙的實現(xiàn)思路[J].現(xiàn)代商業(yè),2010(33).

[5] 程君永.批次管理在存貨計價和庫存管理中的分析[J].信息與電腦,2009(12).

[6] 鄭嘵海.卷煙輔料物流與柔性生產[J].物流技術與應用[J].2009(9).

[7] 莊西鳳,潘燕華,唐東旭,蔣薇薇.離散制造業(yè)生產物流管理信息模型研究[J].機床與液壓,2009(6).