CN110378582A - 一种生产全过程双向追溯方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产全过程双向追溯方法与系统，所述方法包括构建追溯的数据表、定义批次单件混合追溯规则、追溯链生成及追溯查询与展示。所构建的数据表包括物料实体表和物料关系表，分别存储物料信息和工序间的物料关系。首先基于制造BOM指定不同的物料采用的追溯规则，在生产过程中，根据工艺规划追溯要求，自动拆分工单，开工操作时对人、机、料、法、环等数据进行记录，一道工序完成后记录质量检验信息，进入下一道工序。在接收查询时，采用树状图的方式进行追溯展示。本发明建立了批次与单件混合应用的数据追溯链，能够实现生产全过程可视、可控、可追，可广泛用于食品、药品、汽车零部件等多种类型企业，能够满足管理部门对企业的监控要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产全过程双向追溯方法与系统，属于信息领域，适用于对产品过程有追溯需求的企业。
背景技术
生产过程及供应链全流程的追溯已经成为食品药品、汽车零部件、精密设备等多个行业刚性需求。如2015年国家食品安全法修订以后，牛奶、桶装油、高端白酒成为全过程追溯的试点行业；汽车主机厂对供应商进行资质考察时，零部件企业是否具有追溯系统成为关键考核项。
生产企业普遍存在生产环节多，基础管理薄弱等问题，原材料、生产过程数据、检测数据、配送情况没有进行信息化管理，无法达到国家要求的追溯要求。个别基础条件较好的企业虽然实施了“可追溯+”、“一物一码”等建设项目，但更侧重在原材料和消费环节的物料追溯，并没有全面管理企业生产过程数据，尚存在追溯链条上的信息断点；产品追溯方法通过条形码、二维码、RFID等作为批次或单件的身份标签，无法自动记录生产过程信息。另外，目前国内示范项目搭建的追溯原型系统，投入较大，尚缺乏能在大量中企业进行快速实施、快速应用的性价比较高的以国产自有技术为核心的综合管理系统。
当前追溯方式单一、固定，不能适应不同场合对于分批、批次及单件混合管理等复杂生产模式下的追溯管理的问题；并且缺乏对人、机、料、法、环等数据的综合采集，信息流不畅通，展示方式不直观。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种生产全过程双向追溯方法与系统，搭建混合式追溯数据模型，实现生产全过程的批次和单件管控混合模式下的双向追溯，以满足汽车零部件、基础件、装备、食品等各行业对批次追溯和单件追溯的不同要求。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述的一种生产全过程双向追溯方法，包括如下步骤：
(1)构建追溯的数据表结构，包括物料实体表和物料关系表；所述物料实体表的属性包括物料ID、物料编码、物料条码、生产批次号、工序操作人员、设备编号、操作工艺规程、环境参数、质量检验信息和时间戳，所述物料ID存放了原材料、半成品或成品的内码用于数据库链接；所述物料关系表包括上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；
(2)对批次-单件混合追溯规则进行定义，基于制造BOM，对产品下的组成物料进行定义，指定不同的物料分别采用批次、单件追溯模式；
(3)对于一个生产计划，追溯链从原材料开始，通过添加原材料的批次号进行原材料标识，在生产过程中，根据工艺规划追溯要求，则对工单进行分批处理，自动拆分工单；在工人对拆分后的工单进行开工操作时，自动在物料实体表中记录工单对应的人员、设备、物料、操作规程、环境信息，打上时间戳；在一道工序完成后，中间需要质检暂停点时，在质检或班组长确认后，记录质量检验信息，进入下一道工序，在物料关系表中关联上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；最后一道工序完成后，根据质量检验规程，在检验合格后，物料进入半成品库或成品库；
(4)在接收到正向追溯、反向追溯以及对中间任意工序节点的生产信息查询时，依据物料信息及物料关系采用树状图的方式进行追溯展示，在追溯树中，每个节点代表生产过程中的一个工序，点击工序节点，会显示追溯详细信息，包括工序名称、物料编码、开始时间、完成时间、所属仓库、加工设备、检验参数，构成该工序节点的全息地图。
作为优选，所述步骤(2)中如果一个产品的中间零件只要有一个做了单件追溯标记，则该零件相关的后续零件都做单件追溯标记。
作为优选，在生产加工过程中，物料及工单依靠条码或RFID进行标识与跟踪，通过扫枪或读卡器对物料或工单进行识别。
本发明所述的一种生产全过程双向追溯系统，包括：
数据存储单元，用于存储追溯相关的数据表，包括物料实体表和物料关系表；所述物料实体表的属性包括物料ID、物料编码、物料条码、生产批次号、工序操作人员、设备编号、操作工艺规程、环境参数、质量检验信息和时间戳，所述物料ID存放了原材料、半成品或成品的内码用于数据库链接；所述物料关系表包括上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；
批次-单件混合追溯规则定义单元，用于对批次-单件混合追溯规则进行定义，基于制造BOM，对产品下的组成物料进行定义，指定不同的物料采用的追溯规则，包括批次追溯、单件追溯或不追溯；
追溯信息生成单元，用于生成生产全过程的追溯信息，对于一个生产计划，追溯链从原材料开始，通过添加原材料的批次号进行原材料标识，在生产过程中，根据工艺规划追溯要求，则对工单进行分批处理，自动拆分工单；在工人对拆分后的工单进行开工操作时，自动在物料实体表中记录工单对应的人员、设备、物料、操作规程、环境信息，打上时间戳；在一道工序完成后，中间需要质检暂停点时，在质检或班组长确认后，记录质量检验信息，进入下一道工序，在物料关系表中关联上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；最后一道工序完成后，根据质量检验规程，在检验合格后，物料进入半成品库或成品库；
以及，追溯查询与展示单元，用于在接收到正向追溯、反向追溯以及对中间任意工序节点的生产信息查询时，依据物料信息及物料关系采用树状图的方式进行追溯展示，在追溯树中，每个节点代表生产过程中的一个工序，点击工序节点，会显示追溯详细信息，包括工序名称、物料编码、开始时间、完成时间、所属仓库、加工设备、检验参数，构成该工序节点的全息地图。
有益效果：本发明通过分析批次和单件管控混合模式下的追溯方法，提出分批和单件结合的规则定义，定义了不同的追溯模式，给出了追溯数据结构，定义了追溯业务操作流程，可以满足汽车零部件、基础件、装备、食品等各行业对批次追溯和单件追溯的不同要求，具有通用性。与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、搭建混合式追溯数据模型，同时支持批次和单件混合追溯模式，定义追溯模式；2、自动拆分工单，细化到每个半成品对应一个工单，通过工单记录数据流转；3、把人、机、料、法、环等信息关联到工单，形成完整数据链；4、搭建追溯链数据库结构，采用树状结构进行追溯链管理；5、支持对追溯树的正向查询和反向查询，采用树状结构展示追溯树，支持追溯报告生成。
附图说明
图1为批次-单件混合追溯示意图。
图2为批次-单件混合追溯规则定义图。
图3为双向追溯示意图。
图4为追溯数据结构示意图。
图5为追溯业务流程示意图。
图6为系统构造的追溯树及详细信息示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明实施例公开的一种生产全过程双向追溯方法，主要包括追溯数据结构、混合追溯规则定义、追溯业务流程、追溯展示几个步骤。为了便于理解本发明的技术方案，首先对实际生产过程中涉及到的单件与批次混合追溯的场景进行说明。
在实际生产过程中，产品追溯大部分情况是一个种混合模式，即既有单件也有批次追溯的综合应用场景。如在前期工序，原料投产通常按批次进行管理(食品行业管控面粉的批号；机械加工管理钢材的炉号)，随着后续工序的展开，物料逐步分批，最后在产成品阶段，实现对产成品单件的标识和信息记录。
以某汽车零件为例，单件-批次追溯混合的追溯方式由图1展现。由图1可以看出，在一个产品的中间零件中只要有一个零件做到了单件标识，该零件相关的后续零件就都应该做到单件标识，最终整个产品就可以做到单件追溯，而如果一个产品的每个零件都是批次的零件，那么产品也将只能做到批次追溯，而且产品的批次数量是所有零件批次数量当中最小的一个。在从产品原材料到成品的过程中，追溯力度在逐渐变强，追溯内容也越来越细。任何零件的批次数据都会使产品的追溯更加准确。
单件追溯的零件数量一定是一个，但是批次追溯的零件数量也可能是一个，在系统中此零件的性质仍然属于批次追溯。
在追溯方向上，存在从产成品到原料的正向追溯，也需要进行从原料到产成品的逆向追溯。双向追溯的过程如图3所示。
具体地，本发明实施公开的一种生产全过程双向追溯方法，包括如下步骤：
(1)构建追溯的数据表结构。如图4所示，表结构主要包括两部分内容：
物料实体表，主键物料ID存放了物料(原材料、半成品、成品)的内码用于数据库链接，其他键值存放了物料的编码、条码号和批次号等其他附加信息。
物料关系表，存放了上道工序的物料ID和下道工序的物料ID。
基于上述表结构可以通过链式结构将物料追溯关系链接起来，描述物料追溯关系的一对一、一对多、多对多的现实情况。具体的，数据结构定义如下：
(2)批次-单件混合追溯规则定义。根据工艺规划配置生产全过程的各工序对应的原材料、半成品或成品的批次信息。具体实现为图2系统界面中，在工艺管理模块对产品制造BOM进行展开，逐项定义BOM中的各项物料是批次追溯、单项追溯还是普通(不做追溯管理)。该规则作为后续生产计划执行时的追溯依据。
(3)构造追溯链，生成生产全过程的追溯信息。具体地，追溯链表的构造步骤如下：
1.根据生产计划生成针对加工全流程中每个工序的工单(Worksheet)，工单下发到工位。
2.操作工在工位终端上接收工单，选择开工。追溯系统核对物料号和生产批次号等信息。把工位对应的人、机、料、法、环等信息记录到数据结构中，打上时间戳，与工单进行关联。
3.本道工序完成后，追溯系统进入下一道工序，中间需要质检暂停点，在质检或班组长确认后，进入下一道工序，同样记录人、机、料、法、环信息，形成完整的工位信息。
4.最后一道工序完成后，根据质量检验规程，在检验合格后，物料进入半成品库或成品库。
追溯操作过程如图5所示：
生产过程追溯从原材料开始，原材料在ERP系统的存货档案中进行维护，通过添加原材料的批次号仅进行原材料标识。对于外协件和采购件中的关键重要件，同样在ERP的存货档案中进行维护管理。
追溯系统的关键信息载体是工单，系统中根据主生产计划，遵照BOM(物料清单，如图例中一种产品由A、B、C、D四种物料组成)和工艺路线主生产计划进行拆分，生成每一种物料的批次卡，批次卡上包含了物料名称、批次号、物料数量、开工时间、加工工人等信息，工人依据此批次卡，从原材料库中领取物料。
后续生产中，根据工序要求，如果需要对物料进行分批，则在追溯系统中对批次工单进行分批处理，批次的最小单位是单件或最小包装。追溯系统根据批次单位自动拆分工单，同时记录分批前后的对应关系。
工人对拆分后的工单进行开工操作，追溯系统自动记录生产过程中的人员、设备、物料、操作规程、环境数据等信息，这些数据在数据库中与工单进行关联。
在生产加工过程中，物料及工单可以依靠条码或RFID进行标识与跟踪，通过扫枪或读卡器对物料或工单进行识别。
(4)追溯查询与展示。追溯系统根据上述数据结构和工艺流程，形成完整的追溯链，记录产品中每种零件从原料投产到生成产品的全过程。在追溯展示上，采用树状图的方式进行展示，如图6所示。
在追溯树中，每个节点代表生产过程中的一个工序，点击工序节点，追溯系统会显示追溯详细信息，包括工序名称、物料编码、开始时间、完成时间、所属仓库、加工设备、检验参数等，构成该工序节点的全息地图。
追溯树结构支持正向追溯、反向追溯，以及对中间任意工序节点的生产信息查询。查询结果可以生成对应追溯报告。
本发明实施例提供的一种生产全过程双向追溯系统，包括：
数据存储单元，用于存储追溯相关的数据表，包括物料实体表和物料关系表；
批次-单件混合追溯规则定义单元，用于对批次-单件混合追溯规则进行定义，基于制造BOM，对产品下的组成物料进行定义，指定不同的物料采用的追溯规则；
追溯信息生成单元，用于生成生产全过程的追溯信息，对于一个生产计划，追溯链从原材料开始，通过添加原材料的批次号进行原材料标识，在生产过程中，根据工艺规划追溯要求，则对工单进行分批处理，自动拆分工单；在工人对拆分后的工单进行开工操作时，自动在物料实体表中记录工单对应的人员、设备、物料、操作规程、环境信息，打上时间戳；在一道工序完成后，中间需要质检暂停点时，在质检或班组长确认后，记录质量检验信息，进入下一道工序，在物料关系表中关联上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；最后一道工序完成后，根据质量检验规程，在检验合格后，物料进入半成品库或成品库；
以及，追溯查询与展示单元，用于在接收到正向追溯、反向追溯以及对中间任意工序节点的生产信息查询时，依据物料信息及物料关系采用树状图的方式进行追溯展示。本实施例的双向追溯系统与上述追溯方法实施例技术构思一致，具体细节可参考上述方法实施例。
本发明的追溯系统，通过定义分批与追溯规则，建立批次与单件混合应用的数据追溯链，形成覆盖生产者、消费者、监管者三位一体的综合集成系统。生产者通过本系统，可以对原材料、车间生产过程参数、检测、物流、销售等全过程环节进行控制，做到生产过程可视、可控、可追(追溯)；消费者通过本系统提供的终端应用，可以了解产品全部生产过程和质量管控方式；监管者通过本系统，可以对原材料和生产过程进行检查。本发明可广泛用于食品、药品、汽车零部件等多种类型企业，能够满足管理部门对企业的监控要求。例如，汽车零部件企业通过追溯系统，能够快速锁定部件质量影响范围，对比以前全批召回的处理方式，大大节省了成本。
Claims (5)
1.一种生产全过程双向追溯方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)构建追溯的数据表结构，包括物料实体表和物料关系表；所述物料实体表的属性包括物料ID、物料编码、物料条码、生产批次号、工序操作人员、设备编号、操作工艺规程、环境参数、质量检验信息和时间戳，所述物料ID存放了原材料、半成品或成品的内码用于数据库链接；所述物料关系表包括上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；
(2)对批次-单件混合追溯规则进行定义，基于制造BOM，对产品下的组成物料进行定义，指定不同的物料采用的追溯规则，包括批次追溯、单件追溯或不追溯；
(3)对于一个生产计划，追溯链从原材料开始，通过添加原材料的批次号进行原材料标识，在生产过程中，根据工艺规划追溯要求，则对工单进行分批处理，自动拆分工单；在工人对拆分后的工单进行开工操作时，自动在物料实体表中记录工单对应的人员、设备、物料、操作规程、环境信息，打上时间戳；在一道工序完成后，中间需要质检暂停点时，在质检或班组长确认后，记录质量检验信息，进入下一道工序，在物料关系表中关联上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；最后一道工序完成后，根据质量检验规程，在检验合格后，物料进入半成品库或成品库；
(4)在接收到正向追溯、反向追溯以及对中间任意工序节点的生产信息查询时，依据物料信息及物料关系采用树状图的方式进行追溯展示，在追溯树中，每个节点代表生产过程中的一个工序，点击工序节点，会显示追溯详细信息，包括工序名称、物料编码、开始时间、完成时间、所属仓库、加工设备、检验参数，构成该工序节点的全息地图。
2.根据权利要求1所述的一种生产全过程双向追溯方法，其特征在于，所述步骤(2)中如果一个产品的中间零件只要有一个做了单件追溯标记，则该零件相关的后续零件都做单件追溯标记。
3.根据权利要求1所述的一种生产全过程双向追溯方法，其特征在于，在生产加工过程中，物料及工单依靠条码或RFID进行标识与跟踪，通过扫枪或读卡器对物料或工单进行识别。
4.一种生产全过程双向追溯系统，其特征在于，包括：
数据存储单元，用于存储追溯相关的数据表，包括物料实体表和物料关系表；所述物料实体表的属性包括物料ID、物料编码、物料条码、生产批次号、工序操作人员、设备编号、操作工艺规程、环境参数、质量检验信息和时间戳，所述物料ID存放了原材料、半成品或成品的内码用于数据库链接；所述物料关系表包括上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；
批次-单件混合追溯规则定义单元，用于对批次-单件混合追溯规则进行定义，基于制造BOM，对产品下的组成物料进行定义，指定不同的物料采用的追溯规则，包括批次追溯、单件追溯或不追溯；
追溯信息生成单元，用于生成生产全过程的追溯信息，对于一个生产计划，追溯链从原材料开始，通过添加原材料的批次号进行原材料标识，在生产过程中，根据工艺规划追溯要求，则对工单进行分批处理，自动拆分工单；在工人对拆分后的工单进行开工操作时，自动在物料实体表中记录工单对应的人员、设备、物料、操作规程、环境信息，打上时间戳；在一道工序完成后，中间需要质检暂停点时，在质检或班组长确认后，记录质量检验信息，进入下一道工序，在物料关系表中关联上道工序的物料ID和下道工序的物料ID；最后一道工序完成后，根据质量检验规程，在检验合格后，物料进入半成品库或成品库；
以及，追溯查询与展示单元，用于在接收到正向追溯、反向追溯以及对中间任意工序节点的生产信息查询时，依据物料信息及物料关系采用树状图的方式进行追溯展示，在追溯树中，每个节点代表生产过程中的一个工序，点击工序节点，会显示追溯详细信息，包括工序名称、物料编码、开始时间、完成时间、所属仓库、加工设备、检验参数，构成该工序节点的全息地图。
5.根据权利要求4所述的一种生产全过程双向追溯系统，其特征在于，所述批次-单件混合追溯规则定义单元中，如果一个产品的中间零件只要有一个做了单件追溯标记，则该零件相关的后续零件都做单件追溯标记。
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