生產物流是按照工廠布局、產品生產過程和工藝過程的要求，實現原材料、配件、半成品等物料在工廠內部供應庫與車間、車間與車間、工序與工序、車間與成品庫之間流轉的物流活動。這種物流活動是與整個生產工藝過程伴生的。企業沒有生產就沒有生產物流可言，生產物流的不暢通也會導致生產停頓。
市場競爭的加劇和顧客個性化需求的增加對離散制造企業生產的柔性要求越來越高，生產過程管理變得日趨復雜，在這種情況下，對企業內部生產物流管理的要求也就越來越高，而保證生產物流的連續性與信息流的一致性，是準時交貨的前提。在當前工業化與信息化并進的大環境下，大多數企業都通過信息化來提升企業的管理水平和競爭力。相關調查表明，通過實施信息化，可使企業管理人員減少1／5—1／3，庫存占用資金減少20％。加班減少1／3，紙片信息單據減少50％等等。目前對離散制造企業生產物流信息化的研究較多，但都缺少對離散制造企業生產物流信息化的整體規劃，基于此，本文分析構建出離散制造企業生產物流的信息模型，指導企業進行生產物流管理信息系統開發，加快離散制造企業生產物流信息化進程。
1 離散制造業生產物流需求分析
隨著顧客個性化需求的增加，現代離散制造企業生產由原先的大量生產逐漸轉為多品種成批生產。生產的品種多，批量和交貨期又各不相同，往往多個訂單、多種成品交叉生產，工藝路線和設備配置非常靈活，有臨時插單或取消訂單現象，導致生產物流管理日趨復雜。如果生產物流不暢通就可能發生停工待料，出現設備產能過剩或不足，人員加班，生產成本高等問題。因此，企業亟需通過實時掌握生產現場物流流轉的實際情況，根據企業內部人、機、料的狀態以及訂單的執行情況，與其他部門協調，最終實現企業生產過程的高效、暢通。
生產物流管理系統并不是一個孤立的系統，圖1反映了它與企業內部其他子系統之間的信息交換關系。生產物流是由生產計劃與調度系統產生的作業計劃和加工工票驅動，而PLMIS通過統計工票信息，反饋加工進度、訂單進度、人／機信息到計劃系統，從而使計劃部門能夠根據現場加工進度、設備利用率等實際情況及時調整計劃；PLMIS提供的訂單進度信息，保證業務人員與客戶的實時溝通；產品設計及工藝系統為PLMIS提供工時定額、材料定額基礎數據，PLMIS為前者提供工人工時信息，作為以后修改工時定額的參考依據；PLMIS與工裝設備管理系統處理同步更新狀態；物資系統為PLMIS提供物料，PLMIS發現缺料現象應及時發送至物資系統，保證物資供給；財務部門利用工時信息計算生產成本；人力資源部門利用工時信息及工人加工情況評定薪資及獎金。
圖1 PLMIS與其他系統集成框架
2 系統功能建模
物料進入車間后，以在制品的形式經過搬運、等待、加工、完工檢驗等活動不斷地流轉，合格在制品轉入下道工序，不合格在制品轉入次品處理流程。當在制品需要入庫時，稱此時的倉庫為中間庫，進入中間庫的在制品稱為半成品，此外當生產能力不足時，生產部門可能申請外協加工，將部分生產任務外包，外協件完工也入中間庫。經過多道加工工序，進入車間的物料(原材料、半成品、外協件等)最終成為成品，經檢驗合格后入成品庫，不合格品轉入次品處理流程。
通過上述對離散制造企業生產物流過程活動的梳理和分析，得出離散制造企業生產物流管理信息系統功能模型(見圖2)。具體分析如下：
(1)車間管理
①在制品管理包括在制品狀態數量跟蹤、在制品盤點、在制品轉交管理。實現車間在制品的透明化，便于調度部門及時反饋現場情況和計劃部門做出相應的計劃調整。
②生產跟蹤與控制包括對加工進度、配套性跟蹤、設備狀態、工人狀態的實時跟蹤。獲得的信息反饋給現場調度人員，調整優化生產過程。
③生產統計包括定單進度、產量、返修返工統計、廢品統計、設備工時、設備利用率、工人工時、工人加工不良率統計，為銷售部門、財務部門、人力資源部門和質量管理等部門提供及時準確的基礎數據。
(2)中間倉庫管理
主要是對進入中間庫的外協件、半成品進行管理。通過對中間庫的管理，對于過期、超儲、呆料及時預警，保證物料快捷、高效出入庫，實現生產過程的暢通。
圖2 離散制造企業生產物流管理信息系統功能模型
①合格半成品、外協件和廢品的入庫管理對入庫的物料進行明細記錄，包括入庫類型、時間、數量、批次、貨位、送料人等信息。
②物料的出庫管理主要記錄出庫明細，包括出庫時間、數量、批次、領料人等信息。
③庫存管理可以按查詢條件(如批次、時間段、產品等)統計庫存數量，對于過期、超儲、呆料及時預警。
④盤點報告的登記對盤點的實際結果和記錄的電腦帳進行對帳，生成盤點報告，發現問題及時處理。
此外，在車間和中間倉庫管理的過程中都伴有裝卸搬運作業。需要根據人員以及設備的實時狀態分配任務，這些人員和設備的工時統計數據作為物流成本、產品成本和工人工資核算的基礎數據。
3 系統數據建模
將數據分為一次數據和二次數據。一次數據即原始數據，指直接記錄生產過程的數據，一般以單據的形式存在，如入庫單、出庫單、生產工票等；二次數據指將一次數據經過分類、匯總之后產生的數據，一般以報表的形式存在，如反映物料庫存狀況的庫存明細帳。所構建的生產物流管理的數據模型如圖3所示。
圖3數據模型的建立為共享數據庫的設計和信息系統的集成提供數據管理和控制。生產物流管理關系模型如下：
R．入庫單(工程號：批次號：零部件號，入庫單號，入庫類型，入庫時間，入庫數量，倉庫編號，送料人編號，貨位號，倉管員工號，...)；
R．出庫單(工程號，批次號，零部件號，出庫單號，出庫類型，出庫時間，出庫數量，倉庫編號，領料人編號，貨位號，倉管員工號，...)；
民盤點單(工程號，批次號，零部件號，庫存量，盤點人，盤點時間，倉庫編號，...)；
R．工票(工程號，批次號，零部件號，工票編號，投入數量，員工編號，設備編號，工裝編號，...)；
R．檢驗記錄(工程號，批次號，零部件號，檢驗單號，工序號，檢驗項目，質檢員編號，檢驗設備編號，合格數量，次品數量，廢品數量，...)；
R．車間轉交單(工程號：批次號：零部件號，工序號，數量，...)；
R.退料補料單(工程號，批次號，零部件號，工序號，退料數量，補料數量，...)；
R.廢品統計(工程號：零部件號：批次號，工序號，投入數量，廢品數量，廢品率，...)。
4 系統實現關鍵技術
4．1 自動識別技術
自動識別技術能夠快速、準確地提供企業管理信息系統所需的生產現場信息。全球權威市場調研機構Gartner公司認為，自動識別技術能夠幫助ERP系統提高50％的效益。
目前使用的自動識別技術有條形碼和RFID無線射頻識別技術。條形碼技術是將數據編碼成可以用光學方式閱讀的符號，經過印刷技術生成機讀的符號，而能被掃描器和解碼器識別的一項自動識別技術。RFID技術是一種非接觸方式自動識別技術，典型的RFID系統由射頻電子標簽(Tag)、讀寫器或閱讀器(Reader)以及應用系統(包括連接線路)3部分構成。電子標簽中一般保存有特定格式的電子數據。閱讀器可無接觸讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，然后通過計算機及網絡實現對產品識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能(見圖4)。
圖3 生產物流管理信息系統數據模型
RFID技術相對于條形碼技術有以下優點：
(1)RFID讀寫器可同時辨識讀取數個RFID標簽，條形碼則1次只能掃描1個；
(2)RFID標簽體積小，形狀多樣；
(3)RFID標簽耐久性強，對水、油和化學藥品等物質具有強抗污染能力，條形碼的紙張載體則極易被污染、脫落或折損；
(4)RFID標簽內儲存的數據可以重復新增、修改、刪除，條形碼印刷之后則無法更改；(5)RFID技術能穿透性通信，而條形碼掃描儀必須在沒有物體阻擋的近距離才可識別，需要人工參與；
(6)RFID標簽最大容量可從幾個字節到數兆字節，而且還在不斷擴大，因此可以表示多項信息，可脫離后臺數據庫快速準確地傳遞信息。
圖4 RFID系統
4．2技術路線
信息采集端通過RS232或RS485通訊接口與上級計算機相連。將RFID電子標簽封裝后貼在隨物料流轉的托盤上，在標簽中寫入該批物料所對應的工程號、批次號、零部件號、投入數量以及工藝路線等信息；在一道工序開始時，首先讀取標簽中的工藝信息，核對工序與數量無誤后開始加工，工序完工檢驗后，寫入該道工序號、檢驗結果信息等；在入庫時需要寫入送料人、貨位、數量、搬運機器等信息，出庫時先讀取標簽內信息與出庫單核對，核實之后再讀取貨位信息，更新后臺數據庫中的貨位狀態，寫入領料人、時間等信息。每次操作均需將讀寫器讀取和寫入的信息傳至后臺數據庫中，及時更新數據庫中的信息，方便相關人員進行查詢、匯總。系統采用C／S模式，與B／S模式相比具有交互性強、響應速度快、存取模式安全的特點。以SQL 8erver 2005作為后臺數據庫，應用程序開發采用快速開發工具Delphi7．0。
5 結束語
建立了離散制造企業的生產物流管理信息系統信息模型，結合先進的RFID技術給出系統實施的技術路線，以此指導開發信息系統。所開發信息系統能夠對企業資源(人、機、料)進行實時跟蹤和查詢，為生產及其他管理部門提供及時、準確的反饋信息，實現物流與信息流的統一，提高企業的管理水平和市場競爭力。
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本文標題：離散制造業生產物流管理信息模型研究
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