曹 艷，陳建軍，李 玉，梁國祥，賀金虎

(山西柴油機(jī)工業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037036)

0 引言

柴油機(jī)制造業(yè)屬于典型離散制造模式，其零部件經(jīng)歷了材料成型、機(jī)械加工、熱處理強(qiáng)化、系統(tǒng)或整機(jī)裝配等多個(gè)環(huán)節(jié)的制造過程，傳統(tǒng)的“手手相傳”信息臺賬和紙質(zhì)信息傳遞模式由于效率低、準(zhǔn)確度差等信息偏差問題，已對現(xiàn)有生產(chǎn)管理造成了嚴(yán)重影響。通過研究并完善柴油機(jī)產(chǎn)品零部件信息編碼定義，開發(fā)形成信息代碼管理應(yīng)用平臺，貫通于工藝、生產(chǎn)、質(zhì)量、售后等各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的信息化流程管理，對企業(yè)生產(chǎn)過程中有效控制產(chǎn)品成本、制造質(zhì)量、生產(chǎn)效率等具有極大的支撐作用，促進(jìn)了企業(yè)從傳統(tǒng)制造向數(shù)字制造模式的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 信息化編碼規(guī)則的建立

柴油機(jī)制造業(yè)生產(chǎn)過程涉及了“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等多環(huán)境因素，而柴油機(jī)關(guān)鍵零部件作為制造體系中承上啟下的重要載體，貫穿了所有制造環(huán)節(jié)和相關(guān)職能管理部門，為此，本文重點(diǎn)針對柴油機(jī)零部件編碼進(jìn)行信息化編碼平臺開發(fā)和編碼信息應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)制造過程的綜合管控。柴油機(jī)零部件編碼是利用信息技術(shù)對制造件進(jìn)行識別與分類管理的有效手段，重點(diǎn)體現(xiàn)在充分定義零部件的結(jié)構(gòu)與特征信息，在各制造環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對制造件的狀態(tài)信息獲取，既方便進(jìn)行信息查詢，又強(qiáng)化了制造質(zhì)量管理和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享分析。對零部件進(jìn)行編碼信息定義，使所有制造件擁有唯一“身份證”，可對產(chǎn)品全生命周期進(jìn)行跟蹤追溯與管理。

1.1 產(chǎn)品零部件代碼結(jié)構(gòu)及編碼方法技術(shù)研究

本文以研究柴油機(jī)零部件信息編碼技術(shù)為重點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零部件身份唯一定義為根本，確保產(chǎn)品全生命周期工作運(yùn)轉(zhuǎn)中數(shù)據(jù)信息流轉(zhuǎn)準(zhǔn)確共享和追溯。為實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)零部件編碼，首先對產(chǎn)品零部件代碼結(jié)構(gòu)及編碼方法技術(shù)進(jìn)行研究，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品零部件代碼結(jié)構(gòu)、編碼方法、代碼分類，應(yīng)能夠滿足柴油機(jī)產(chǎn)品零部件的編碼要求，所賦予的代碼身份要求具有唯一性和準(zhǔn)確性。產(chǎn)品零部件代碼中應(yīng)能夠體現(xiàn)產(chǎn)品類別、組別、順序號、技術(shù)狀態(tài)、批次等信息。

柴油機(jī)產(chǎn)品零部件的代號一般是指產(chǎn)品的零部件名稱，一般由機(jī)型、組別、序列號(部件一般由兩位數(shù)字組成，零件一般由三位數(shù)字組成)構(gòu)成。僅有此構(gòu)成的產(chǎn)品代碼無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零部件身份的唯一性定義，信息追溯性困難。針對這種情況，確定了通過完善產(chǎn)品零部件從材料成型、機(jī)械加工、熱處理強(qiáng)化、整機(jī)裝配等多環(huán)節(jié)的制造過程信息等，來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期工作運(yùn)轉(zhuǎn)中數(shù)據(jù)信息的整合、準(zhǔn)確共享和唯一性、追溯性。

1.2 柴油機(jī)產(chǎn)品零部件編碼標(biāo)準(zhǔn)建立

通過建立完成數(shù)字化編碼管理標(biāo)準(zhǔn)體系，對各型號柴油機(jī)零部件的分類原則、代碼結(jié)構(gòu)、編碼方法、代碼管理、分類與代碼等內(nèi)容進(jìn)行定義。

以下采用7層17位字母和數(shù)字的混合代碼。第1層表示一級分類，第2層表示二級分類，第3層表示產(chǎn)品代號，第4層表示組別，第5層為分組，第6層為順序碼，第7層為特征號。其代碼結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 柴油機(jī)零部件分類代碼結(jié)構(gòu)

具體編碼方法如下：

(1)前兩層按XX20213-2016(XX柴油機(jī)零部件分類與編碼)編制。

(2)第3層按照XXX柴油機(jī)的型號編制。

(3)第4層采用兩位數(shù)字代碼表示，留有適當(dāng)空碼，以備增加或調(diào)整類目用。

(4)第5層采用一位數(shù)字代碼表示，留有適當(dāng)空碼，以備增加或調(diào)整類目用。

(5)第6層采用三位數(shù)字代碼表示，代碼為000～999，采用系列順序碼，用來區(qū)分不同規(guī)格的零部件。

(6)第7層采用兩位數(shù)字代碼表示，代碼為00～99，采用系列順序碼，用來區(qū)分同一零部件改進(jìn)的不同版本。

2 零部件編碼信息管理系統(tǒng)建立

零部件編碼信息管理系統(tǒng)主要由數(shù)字化信息管理運(yùn)行平臺按照柴油機(jī)產(chǎn)品零部件編碼標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行建立和開發(fā)，以產(chǎn)品零部件及整機(jī)管理流程為執(zhí)行準(zhǔn)則，通過開發(fā)數(shù)字化信息編碼管理運(yùn)行平臺，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零部件及整機(jī)編碼和數(shù)據(jù)的整合、共享和信息追溯管理。

2.1 數(shù)字化編碼管理運(yùn)行平臺開發(fā)

產(chǎn)品零部件及整機(jī)信息編碼軟件構(gòu)架是在數(shù)字化編碼管理運(yùn)行平臺進(jìn)行升級改造后獲得的功能實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。該系統(tǒng)在完成數(shù)字編碼標(biāo)準(zhǔn)化體系建立和數(shù)字化編碼管理流程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)流程開發(fā)出編碼標(biāo)準(zhǔn)管理、編碼數(shù)據(jù)管理、編碼規(guī)則管理、編碼數(shù)據(jù)融合管理等功能模塊，實(shí)現(xiàn)對管理流程的數(shù)字信息規(guī)范統(tǒng)一；開發(fā)的編碼物品識別系統(tǒng)、管理運(yùn)行協(xié)同管理和編碼數(shù)據(jù)服務(wù)器中間件等功能模塊，是用于實(shí)現(xiàn)與PDM、MES等系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的主要接口，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)、供應(yīng)商與用戶的數(shù)據(jù)統(tǒng)一的窗口。

圖2 數(shù)字化編碼管理運(yùn)行平臺框架圖

零部件數(shù)據(jù)模型是另一項(xiàng)要管理的重要內(nèi)容，通過編碼數(shù)據(jù)管理的建模功能，定義零部件不同層級數(shù)據(jù)模型的元數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)零部件特征、特性描述方法的建立，為零部件數(shù)據(jù)管理建立基礎(chǔ)。

編碼數(shù)據(jù)管理模塊能夠根據(jù)零部件的編碼標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)模型，并通過零部件的信息輸入界面、數(shù)據(jù)接口和掃描識別設(shè)備等手段實(shí)現(xiàn)零部件相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，軟件能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)結(jié)合編碼標(biāo)準(zhǔn)自動生成零部件編碼，支持零部件分類編碼、批次編碼、單品編碼的生成與管理。零部件編碼及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將組成數(shù)據(jù)包，根據(jù)業(yè)務(wù)要求通過數(shù)據(jù)交換中間件同步到相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

編碼物品標(biāo)識系統(tǒng)以數(shù)字化編碼標(biāo)準(zhǔn)、編碼數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可以定義編碼內(nèi)容的標(biāo)識形態(tài)、規(guī)格，通過二維條碼、文字等形式，結(jié)合條碼打印設(shè)備、激光蝕刻設(shè)備、編碼讀寫設(shè)備，以標(biāo)簽、蝕刻、噴涂等方式將編碼內(nèi)容標(biāo)識于物品載體上。

信息編碼模塊軟件建立的零部件數(shù)據(jù)集中管理方式，能夠匯集零部件在不同部門不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，為查詢追溯、統(tǒng)計(jì)分析提供了良好的條件。

編碼數(shù)據(jù)服務(wù)器中間件是數(shù)字化編碼管理運(yùn)行平臺的關(guān)鍵模塊，服務(wù)中間件依賴數(shù)據(jù)庫進(jìn)行，通過數(shù)據(jù)服務(wù)層向業(yè)務(wù)系統(tǒng)(生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、工藝技術(shù)系統(tǒng)等)提供零部件數(shù)據(jù)同步服務(wù)。

數(shù)據(jù)庫以O(shè)racle 12C數(shù)據(jù)庫管理軟件作為基礎(chǔ)平臺，為全系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)匯總展示。主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和分析數(shù)據(jù)庫。

硬件設(shè)備包括條碼打印設(shè)備、激光蝕刻設(shè)備、讀寫卡設(shè)備、掃描識讀設(shè)備等，它們形成了本系統(tǒng)的基礎(chǔ)物理環(huán)境。

系統(tǒng)軟件技術(shù)特點(diǎn)主要是采用了B/S模式的J2EE技術(shù)架構(gòu)，采用國際主流的JAVA語言進(jìn)行開發(fā)，軟件架構(gòu)具有松耦合性，具有較高的可管理性、可維護(hù)性、可配置性等特點(diǎn)。

2.2 零部件數(shù)字化編碼識別

在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同零部件的特點(diǎn)、企業(yè)業(yè)務(wù)及安全保密等要求，同時(shí)也為了避免多段多次條碼掃描產(chǎn)生的不便或錯誤，更多采用數(shù)據(jù)容量較大的二維碼對零件特征進(jìn)行信息展現(xiàn)。根據(jù)編碼規(guī)則形成零部件二維信息編碼，通過激光蝕刻機(jī)在零部件表面形成的二維碼如圖3所示，可通過掃碼槍進(jìn)行識別應(yīng)用。

圖3 零部件標(biāo)簽蝕刻示例

3 數(shù)字化信息編碼應(yīng)用

數(shù)字化信息編碼是根據(jù)柴油機(jī)產(chǎn)品零部件的制造要求，利用信息編碼管理平臺對產(chǎn)品零部件進(jìn)行身份定義，圍繞制造設(shè)備、制造人員、工裝夾具、加工刀具和檢測工具等制造資源進(jìn)行信息化編碼，按照產(chǎn)品零部件加工制造過程進(jìn)行過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而保證產(chǎn)品零部件加工得到實(shí)時(shí)控制。圖4為以產(chǎn)品零部件為例的數(shù)字化信息編碼應(yīng)用的流程。首先將零部件的名稱、零部件號等信息錄入“數(shù)字化編碼管理運(yùn)行平臺”，系統(tǒng)將自動生成該零部件的編碼信息及二維碼；其次將二維碼通過激光蝕刻的形式在零部件上標(biāo)識；接著通過連接系統(tǒng)的掃描槍對二維碼掃描，該零部件的相關(guān)編碼信息及屬性即可便捷直觀地被讀取。尤其在整機(jī)裝機(jī)后，如需了解單個(gè)零部件的信息，不需要像以前那樣通過層級信息逐步查詢和翻閱大量信息，可直接精準(zhǔn)查找，且信息更準(zhǔn)確全面。

圖4 數(shù)字化信息編碼應(yīng)用流程圖

數(shù)字化信息編碼在柴油機(jī)產(chǎn)品零部件編碼管理層面的應(yīng)用，其圍繞零部件制造過程需求，分為編碼系統(tǒng)管理階段應(yīng)用、編碼數(shù)據(jù)管理應(yīng)用、物品標(biāo)識管理應(yīng)用和系統(tǒng)支撐件管理應(yīng)用等4個(gè)階段，各階段分別對零部件編碼規(guī)則及發(fā)布、編碼數(shù)據(jù)庫后臺管理、編碼標(biāo)識與生產(chǎn)以及與其他數(shù)字化管理平臺數(shù)據(jù)交互進(jìn)行了應(yīng)用功能定制化開發(fā)，根據(jù)編碼協(xié)議功能和要點(diǎn)，形成了各階段應(yīng)用功能。

4 結(jié)語

通過基于信息化的編碼開發(fā)及應(yīng)用研究，使產(chǎn)品零部件身份唯一性的識別得以實(shí)現(xiàn)，滿足產(chǎn)品全生命周期工作運(yùn)轉(zhuǎn)中數(shù)據(jù)信息整合、流轉(zhuǎn)準(zhǔn)確共享，極大地提高了工作效率，縮短了工作周期，降低了工廠生產(chǎn)制造過程中的管理成本，提高了企業(yè)的管理水平、工作效率、服務(wù)能力及競爭力。