CN112766682A - 基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统,包括：第一图形码生成子系统，生成子系统基于用户提交的预期钢材需求生成随时间变化的第一图形码，并将第一图形码发送至用户提交端；第二反馈码接收子系统，接收用户提交端发送的反馈信息，并基于反馈信息对当前时间对应的第一图形码进行修正，生成第二图形码；第三图形码确认子系统，将第二图形码发送至所述用户提交端，并接收用户端发送的确认信息；第四钢材需求分析子系统，基于所述确认信息将所述第二图形码发送至钢材对接系统，所述钢材对接系统基于所述第二图形码包含的对应于当前时间的确认信息，完成对应于当前时间段的钢材套料操作。

Description

基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统

技术领域

本发明属于钢材生产流程控制领域，尤其涉及一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统。

背景技术

目前国内每年桥梁钢结构市场需求量超过250万吨，桥梁板单元占桥梁钢结构量70％以上，武船集团市场占有率约10％(17.5万吨)。而武船集团目前工艺设备数字化、信息化程度较低，工人劳动强度较大，产品质量一致性不高，难以满足武船集团桥梁板单元生产需要。同时，结合行业对生产自动化、数字化、信息化提出更高的要求，为保持武船集团在行业内的领先地位，因此，急需对桥梁板单元生产线进行智能化改造。

套料即在有限的材料面积上尽可能多的使用材料进行生产，将材料利用率提高，减少废料的一种方法。随着材料定额管理的发展趋势，不断提高产品质量的同时，采用新技术和工艺，改进产品的设计，简化产品机构，减轻零件重量，合理选择材料，积极开展节约替代活动，减少加工余量；推广拼接和套料生产等方式，定期、全员的认真审查和修订原材料消耗定额，持续的通过新的，更先进的定额来代替原有定额，提高材料利用率。

经检索，现有技术可实现以分段为单位在系统中对零件信息与材料信息的关联查询，材料追踪功能提供按组立、零部号、套料编码、炉批号、材料证书号等字段的搜索及多字段组合搜索的功能，实现材料信息的追踪，基本的统计汇总、排序功能，以Excel格式下载等功能；现有技术还通过将船体钢板订货放在生产设计阶段，根据钢板预套料及母型船的经验积累进行钢板、型材的预估订货。经典的套料软件包括SIGMANEST以及德国IBE套料软件，美国海宝的PRONEST和NESTMASTER系列套料软件等，其中的SIGMANEST套料引擎被应用得最为广泛，国内的许多套料软件都是基于它的套料引擎进行的二次幵发。

然而，发明人发现，上述现有技术都是在用户需求一次性确定的前提下的进行套料计划。但是，在实际钢材生产过程和需求过程中，用户的需求和实际套料过程都是双向动态变化的，传统的一次性静态确定的套料方法显然已经不能满足实际需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统,包括：第一图形码生成子系统，生成子系统基于用户提交的预期钢材需求生成随时间变化的第一图形码，并将第一图形码发送至用户提交端；第二反馈码接收子系统，接收用户提交端发送的反馈信息，并基于反馈信息对当前时间对应的第一图形码进行修正，生成第二图形码；第三图形码确认子系统，将第二图形码发送至所述用户提交端，并接收用户端发送的确认信息；第四钢材需求分析子系统，基于所述确认信息将所述第二图形码发送至钢材对接系统，所述钢材对接系统基于所述第二图形码包含的对应于当前时间的确认信息，完成对应于当前时间段的钢材套料操作。

具体来说，在本发明的上述各个子系统包括：

第一图形码生成子系统，所述第一图形码生成子系统基于用户提交的预期钢材需求生成随时间变化的第一图形码，并将所述第一图形码发送至用户提交端；

第二反馈码接收子系统，所述第二反馈码接收子系统接收用户提交端发送的反馈信息，并基于所述反馈信息对当前时间对应的所述第一图形码进行修正，生成第二图形码；

第三图形码确认子系统，所述第三图形码确认子系统将所述第二图形码发送至所述用户提交端，并接收所述用户端发送的确认信息；

第四钢材需求分析子系统，所述第四钢材需求分析子系统基于所述确认信息将所述第二图形码发送至钢材对接系统，所述钢材对接系统基于所述第二图形码包含的对应于当前时间的确认信息，完成对应于当前时间段的钢材套料操作；

所述钢材套料操作包括针对当前钢材的多个不同时间节点的不同生产操作，所述生成操作包括钢材整体尺寸确定、钢材切分尺寸确定、钢材识别二维码生成、钢材识别二维码关联、钢材出库以及对应于上述操作的多个第一图形码更新操作。

作为具体应用于钢材套料操作的钢材对接子系统，所述钢材对接子系统由多个功能性系统构成，系统包括LES系统、ERP系统、MES系统以及PDM系统；

其中，LES系统(工程物料优化及管控系统)将预套料生产板材清单传递给ERP进行钢板采购指导；

ERP将板材信息传递LES系统进行管理；

PDM(产品数据管理(Product Data Management))将套料计划及图纸传递给LES系统进行套料管理；

LES将套料结果反馈MES系统(制造运营管理系统)，MES系统进行生产计划排产及报工反馈，并向库存发起用料申请，最终将各生产单元的报工反馈给LES，进行原料、半成品的套料管理。

作为二者结合的具体体现，在每次完成套料操作后，所述LES系统提取套料结果数据，包含零件信息、使用钢板信息、余料信息、NC信息、排样图信息；并更新所述第一图形码。

根据所述钢材切分尺寸确定操作切割完成后，切割完工生成的钢板用料及零件清单反馈回ERP系统；

ERP系统在系统内根据各零件的物料编码，补充工艺工序，下发给MES系统进行后道工序加工；

所述MES系统每完成一道工序报工，就向LES系统发送报工入库申请，LES系统完成入库动作后反馈回ERP库存变动，并更新所述第二图形码。

LES系统旨在管理套料排版信息和生产物料仓储信息的同时，与ERP/MES/PDM进行信息互通，打破以往信息孤岛的模式，实现所有数据信息共享。

LES系统业务流为预套料生产板材清单传递给ERP进行钢板采购指导。ERP将板材信息传递LES系统进行管理。PDM将套料计划及图纸传递给LES系统进行套料管理。LES将套料结果反馈MES，MES进行生产计划排产及报工反馈，并向库存发起用料申请，最终将各生产单元的报工反馈给LES，进行原料、半成品的出入库管理。

LES系统与ERP对接，数据传递是双向的。(1)LES将预套料生成的板材采购清单的数据传递给ERP系统，用于指导采购。(2)ERP系统将板材数据信息传递给LES系统，由LES系统进行入库，对板材进行管理，指导板材的出库与入库。

LES系统与MES对接，数据传递是双向的。(1)LES系统从MES系统获取计划数据，指导现场的工人进行下料和产品进行入库。(2)生产切割完成之后，LES系统将报工信息反馈给MES系统。

LES系统与PDM系统对接，数据传递是双向的。(1)套料工程师通过PDM系统提供的图纸及BOM信息进行套料。(2)套料工程师通过LES系统生成的单个零件图反馈给PDM系统，进行零件库的保存。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统的子系统组合架构图

图2是图1所述系统中的钢材对接系统的结构示意图

图3是图1所述系统实现图形码生成和更新的流程示意图的一个实施例

图4是图1所述系统实现图形码生成和更新的流程示意图的进一步优选实施例

图5是图1所述系统中钢材套料操作的流程示意图

图6是图1所述系统中的钢材对接系统的各个子系统的工作流程示意图

具体实施方式

参见图1，本发明一个实施例的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统的子系统组合架构图。

在图1中，所述第一图形码生成子系统基于用户提交的预期钢材需求(参见图1中数据流1)生成随时间变化的第一图形码，并将所述第一图形码(参见图1中数据流2)发送至用户提交端；

第二反馈码接收子系统，所述第二反馈码接收子系统接收用户提交端发送的反馈信息(参见图1中数据流4)，并基于所述反馈信息对当前时间对应的所述第一图形码(参见图1中数据流3)进行修正，生成第二图形码；

第三图形码确认子系统，所述第三图形码确认子系统将所述第二图形码(参见图1中数据流5)发送至所述用户提交端，并接收所述用户端发送的确认信息(参见图1中数据流6)；

第四钢材需求分析子系统，所述第四钢材需求分析子系统基于所述确认信息将所述第二图形码(参见图1中数据流7)发送至钢材对接系统，所述钢材对接系统基于所述第二图形码包含的对应于当前时间的确认信息(参见图1中数据流8)，完成对应于当前时间段的钢材套料操作；

所述钢材套料操作包括针对当前钢材的多个不同时间节点的不同生产操作，所述生成操作包括钢材整体尺寸确定、钢材切分尺寸确定、钢材识别二维码生成、钢材识别二维码关联、钢材出库以及对应于上述操作的多个第一图形码更新操作。

在每次套料操作完成之后，返回所述第二反馈码接收子系统对当前时间对应的所述第一图形码进行修正的操作(参见图1中数据流9)。

在图1中，第一图形码更新操作对应于所述第二反馈码接收子系统针对第一图形码的修正更新。

在图1基础上，参见图2。

所述钢材对接系统包括LES系统、ERP系统、MES系统以及PDM系统。

LES系统旨在管理套料排版信息和生产物料仓储信息的同时，与ERP/MES/PDM进行信息互通，打破以往信息孤岛的模式，实现所有数据信息共享。

LES系统业务流为预套料生产板材清单传递给ERP进行钢板采购指导。ERP将板材信息传递LES系统进行管理。PDM将套料计划及图纸传递给LES系统进行套料管理。LES将套料结果反馈MES，MES进行生产计划排产及报工反馈，并向库存发起用料申请，最终将各生产单元的报工反馈给LES，进行原料、半成品的出入库管理。

LES系统与ERP对接，数据传递是双向的。(1)LES将预套料生成的板材采购清单的数据传递给ERP系统，用于指导采购。(2)ERP系统将板材数据信息传递给LES系统，由LES系统进行入库，对板材进行管理，指导板材的出库与入库。

LES系统与MES对接，数据传递是双向的。(1)LES系统从MES系统获取计划数据，指导现场的工人进行下料和产品进行入库。(2)生产切割完成之后，LES系统将报工信息反馈给MES系统。

LES系统与PDM系统对接，数据传递是双向的。(1)套料工程师通过PDM系统提供的图纸及BOM信息进行套料。(2)套料工程师通过LES系统生成的单个零件图反馈给PDM系统，进行零件库的保存。

在上述过程中，在每次完成套料操作后，所述LES系统更新所述第一图形码。

所述MES系统每完成一道工序报工，就向LES系统发送报工入库申请，LES系统完成入库动作后反馈回ERP库存变动，并更新所述第二图形码。

结合该系统，系统中提供零件图库在线管理功能，需要套料时，系统会自动将零件图库中的零件图与套料任务进行对比，若存在缺图的情况，系统会提示缺图，直到将零件图补全才能够进行套料流程。

套料完成后，可以提取套料软件中的排样图信息、用料信息、零件信息、余料信息、NC文件(喷粉代码、切割代码)等，进入到LES平台中进行统一管理。

同时可以对NC文件进行自动保存至服务器，和排样图的关联。那么后期，只要对应此NC文件的钢板等信息，都可以在软件查询到套裁图信息，已经套裁图上的零件信息。

套料主管可以对套料员的套料结果进行审核，在审核中，可以实时点击查看排样图，查看其套料情况，查看其套料利用率情况。对于审核通过的，可以对其审核合格，审核不合格的，可以进行驳回重套。

系统支持最低使用利用率作为审核标准，低于设定利用率的排样图及程序会已高亮形式提示，审批人员可自行选择是否下发。

切割程序在通过主管审批之后，由套料部门将程序下发至车间，直接形成车间的切割依据，并形成请料单。避免由传递纸质工单或传送excel表格可能造成的误差和沟通不及时造成的错误，实现无纸化生产。

对于超过板幅的零件，采用将多块板材拼接的方式来满足套料需求。系统支持两块钢板拼接套料，同时将同一个程序的两个部分对应至两块对应的板材，后期能够追踪到具体板材切割的零件详情，减少管理成本。

在一些大型制造业行业，经常会存在零件超过钢板常规板幅的情况，而定制钢板的成本过高，故一般采用常规钢板对超板幅零件进行套料。在LES中，能够将超长的零件截断拆分成多个零件以满足套料需求。

接下来参见图3-图4。

首先，基于用户提交的预期钢材需求参数生成随时间变化的第一图形码；

在本发明的各个实施例中，随时间变化体现在：

所述用户提交的预期钢材需求包括对应于多个不同时间节点的钢材需求规格参数，所述钢材需求规格参数包括钢材尺寸参数和最迟到货时间；

将所述多个不同时间节点中的第一个时间节点和对应该时间节点的钢材尺寸参数关联后生成第一图形码；

所述第一图形码的内容在所述第一时间节点之前保持不变，而在所述第一时间节点之后，更新所述第一图形码的内容。

更具体的，删除所述第一图形码中对应于所述第一时间节点的钢材需求规则参数，加入对应于所述第一时间节点的钢材套料操作内容。

所述第二反馈码接收子系统接收用户提交端发送的反馈信息，并基于所述反馈信息对当前时间对应的所述第一图形码进行修正，生成第二图形码，具体包括：

所述用户提交端接收所述第一图形码生成子系统发送的第一图形码，读取所述第一图形码的当前内容，判断是否需要提交反馈信息；

如果需要，则发送所述反馈信息给所述第二发馈码接收子系统；

如果不需要，则发送确认信号给所述第二发馈码接收子系统。

此时，图3-图4中，所述第二图形码在本次修正中和第一图形码一致(无需修正)。

所述第二反馈码接收子系统与所述钢材对接系统通信；

若所述第二反馈码未接收到所述反馈信息，则所述第二图形码与所述第一图形码相同，并将所述第二图形码发送至发送至钢材对接系统；

所述钢材对接系统完成钢材整体尺寸确定操作，然后更新所述第二图形码的内容，作为第一图形码发送至用户提交端；

所述更新第二图形码的内容包括：删除所述第二图形码中多个时间节点中的第一个时间节点对应的钢材尺寸参数。

所述用户提交端保存所述第一图形码，并在每次提交反馈信息时，先判断所述第一图形码中对应于当前时间节点的内容参数是否有效；

如果无效，则所述第二反馈码接收子系统拒绝接收所述反馈信息。

其中，所述判断所述第一图形码中对应于当前时间节点的内容参数是否有效，具体包括：

判断所述第一图形码中是否存在对应于当前时间节点的钢材需求规格参数，如果不存在，则所述内容参数无效。

图4相对于图3，进一步的，在每一个钢材套料步骤完成之后，意味着当前的状态发生了变化，因此，可通知用户提交端，以体现动态反馈；同时，更新第一图形码，例如，加入此时已经完成的钢材套料操作内容，和/或,接收用户此时变更的规格参数和时间参数信息。

上述操作在每一次套料步骤完成之后均可进行，即参见图5。

图5中，所述钢材套料操作包括针对当前钢材的多个不同时间节点的不同生产操作，所述生成操作包括钢材整体尺寸确定、钢材切分尺寸确定、钢材识别二维码生成、钢材识别二维码关联、钢材出库以及对应于上述操作的多个第一图形码更新操作，并且与用户提交端实时保持反馈联系。

基于上述随时间变化的图形码指示的信息，所述钢材对接系统可以有效完成对应的订单定制操作以及钢材套料过程。

具体的，参见图6。

(1)LES将预套料生成的板材采购清单的数据传递给ERP系统，用于指导采购。

(2)ERP系统将板材数据信息传递给LES系统，由LES系统进行入库，对板材进行管理，指导板材的出库与入库。

(3)LES系统从MES系统获取计划数据，指导现场的工人进行下料和产品进行入库。

(4)生产切割完成之后，LES系统将报工信息反馈给MES系统。

(5)套料工程师通过PDM系统提供的图纸及BOM信息进行套料。

(6)套料工程师通过LES系统生成的单个零件图反馈给PDM系统，进行零件库的保存。

在上述过程中，在每次完成套料操作后，所述LES系统更新所述第一图形码。

所述MES系统每完成一道工序报工，就向LES系统发送报工入库申请，LES系统完成入库动作后反馈回ERP库存变动，并更新所述第二图形码。

结合该系统，系统中提供零件图库在线管理功能，需要套料时，系统会自动将零件图库中的零件图与套料任务进行对比，若存在缺图的情况，系统会提示缺图，直到将零件图补全才能够进行套料流程。

套料完成后，可以提取套料软件中的排样图信息、用料信息、零件信息、余料信息、NC文件(喷粉代码、切割代码)等，进入到LES平台中进行统一管理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，

其特征在于，所述系统包括：

第一图形码生成子系统，所述第一图形码生成子系统基于用户提交的预期钢材需求生成随时间变化的第一图形码，并将所述第一图形码发送至用户提交端；

第二反馈码接收子系统，所述第二反馈码接收子系统接收用户提交端发送的反馈信息，并基于所述反馈信息对当前时间对应的所述第一图形码进行修正，生成第二图形码；

第三图形码确认子系统，所述第三图形码确认子系统将所述第二图形码发送至所述用户提交端，并接收所述用户端发送的确认信息；

第四钢材需求分析子系统，所述第四钢材需求分析子系统基于所述确认信息将所述第二图形码发送至钢材对接系统，所述钢材对接系统基于所述第二图形码包含的对应于当前时间的确认信息，完成对应于当前时间段的钢材套料操作；

所述钢材套料操作包括针对当前钢材的多个不同时间节点的不同生产操作，所述生成操作包括钢材整体尺寸确定、钢材切分尺寸确定、钢材识别二维码生成、钢材识别二维码关联、钢材出库以及对应于上述操作的多个第一图形码更新操作。

2.如权利要求1所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述第一图形码生成子系统基于用户提交的预期钢材需求生成随时间变化的第一图形码，具体包括：

所述用户提交的预期钢材需求包括对应于多个不同时间节点的钢材需求规格参数，所述钢材需求规格参数包括钢材尺寸参数和最迟到货时间；

将所述多个不同时间节点中的第一个时间节点和对应该时间节点的钢材尺寸参数关联后生成第一图形码；

所述第一图形码的内容在所述第一时间节点之前保持不变，而在所述第一时间节点之后，更新所述第一图形码的内容。

3.如权利要求1所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述第二反馈码接收子系统接收用户提交端发送的反馈信息，并基于所述反馈信息对当前时间对应的所述第一图形码进行修正，生成第二图形码，具体包括：

所述用户提交端接收所述第一图形码生成子系统发送的第一图形码，读取所述第一图形码的当前内容，判断是否需要提交反馈信息；

如果需要，则发送所述反馈信息给所述第二发馈码接收子系统；

如果不需要，则发送确认信号给所述第二发馈码接收子系统。

4.如权利要求3所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述第二反馈码接收子系统与所述钢材对接系统通信；

若所述第二反馈码未接收到所述反馈信息，则所述第二图形码与所述第一图形码相同，并将所述第二图形码发送至发送至钢材对接系统；

所述钢材对接系统完成钢材整体尺寸确定操作，然后更新所述第二图形码的内容，作为第一图形码发送至用户提交端；

所述更新第二图形码的内容包括：删除所述第二图形码中多个时间节点中的第一个时间节点对应的钢材尺寸参数。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述用户提交端保存所述第一图形码，并在每次提交反馈信息时，先判断所述第一图形码中对应于当前时间节点的内容参数是否有效；

如果无效，则所述第二反馈码接收子系统拒绝接收所述反馈信息。

6.如权利要求2所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述在所述第一时间节点之后，更新所述第一图形码的内容，具体包括：

删除所述第一图形码中对应于所述第一时间节点的钢材需求规则参数，加入对应于所述第一时间节点的钢材套料操作内容。

7.如权利要求5所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述判断所述第一图形码中对应于当前时间节点的内容参数是否有效，具体包括：

判断所述第一图形码中是否存在对应于当前时间节点的钢材需求规格参数，如果不存在，则所述内容参数无效。

8.如权利要求1-4或6-8任一所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

所述钢材对接系统包括LES系统、ERP系统、MES系统以及PDM系统；其中，LES系统将预套料生产板材清单传递给ERP系统进行钢板采购指导；ERP系统将板材信息传递LES系统进行管理；

PDM系统将套料计划及图纸传递给LES系统进行套料管理；

LES系统将套料结果反馈MES系统，MES系统进行生产计划排产及报工反馈，并向库存发起用料申请，最终将各生产单元的报工反馈给LES系统，进行原料、半成品的套料管理。

9.如权利要求8所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

在每次完成套料操作后，所述LES系统提取套料结果数据，包含零件信息、使用钢板信息、余料信息、NC信息、排样图信息；并更新所述第一图形码。

10.如权利要求8所述的一种基于可识别图形码的钢材全流程追踪与套料反馈系统，其特征在于：

根据所述钢材切分尺寸确定操作切割完成后，切割完工生成的钢板用料及零件清单反馈回ERP系统；

ERP系统在系统内根据各零件的物料编码，补充工艺工序，下发给MES系统进行后道工序加工；

所述MES系统每完成一道工序报工，就向LES系统发送报工入库申请，LES系统完成入库动作后反馈回ERP库存变动，并更新所述第二图形码。

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