CN115099377A - 一种基于条码的航空零部件制造协同管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于条码的航空零部件制造协同管理系统和方法，包括：条码生成规则管理模块，主要针对零部件制造的各个阶段和业务，根据各类条码规则，在系统中自动生成唯一标识条码；条码打印管理模块，根据条码生成规则设置的信息，自动生成条码信息，条码识别管理模块，针对企业价值创造全过程，实现意义对应；在识别的过程中，使用条码扫描枪、手机或Pad的供应链协同App对设备或单据条码进行扫描，记录关键工序和业务流信息，将条码信息自动获取到系统中，完成信息的收集、存储；统计分析管理模块，根据扫码存储的各类信息在产品总装配完成后，对关键工序进行统计分析，实现基于条码的全制造过程的物流和装机信息追溯。

Description

一种基于条码的航空零部件制造协同管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种零部件制造管理方法与系统，具体涉及的是基于条码进行航空零部件制造协同管理全流程追踪的系统及方法。

背景技术

航空零部件加工处于产业链中游，主要从事将材料/毛坯通过钣金/机加为精密零件，然后将零件装配为部件交付主机厂，同时为零部件加工提供辅助性的工装和夹具。航空“转包”生产是全球航空飞机及发动机制造商普遍采用的一种基于“主制造商-供应商”的供应链合作模式。在全球转包生产形式下，飞机及发动机制造商主要负责总体设计和细节设计，承担主要结构件和系统间设计和制造工作，并负责最后的总装。供应商根据主制造商需要参与具体各个部件的生产制造中。主制造商通过合同约定以及考核的方式对供应商的进度、质量、成本和交付进行严格管理。

在此背景下，主机厂从经济性和专业分工的角度考虑，未来将更聚焦于设计、总装和试飞业务，更多的配套需求逐渐从内部扩散出来，航空零部件业务将采用分包外部协作的形式交由体系外的专业化供应商代工。对于航空零部件制造过程目前处于黑盒状态，主承制商无法有效、实时、便捷、全生命周期的获知航空零部件的全部信息。在信息系统中，信息的生产、加工都是由计算机完成的，但在实际工作中的状态和数据采集是一个工作量大的劳动，信息采集的准确度有待提升，造成信息获取的脱节滞后，影响产品的均衡生产和交付，牛鞭效应巨大，更无法有效进行各类制造、销售、仓储等数据的统计分析。

条码技术是电子与信息科学领域的高新技术，研究如何将计算机所需的数据用一组条码或者二维码表示，以及如何将条码所表示的信息转变为计算机可读的数据。条码技术的成熟在物流和生产管理过程中可以大范围地得到应用，充分利用条码设备简单、准确率高的特点，解决物流和生产管理系统中海量数据的采集、检索和管理的难题。

发明内容

本发明为解决航空零部件制造全生命周期中信息协同共享效率较低、管理水平落后的问题，利用条码操作简单、信息采集速度快、可靠性高、设备结构简单、操作方便、成本低等优点构建航空零部件制造协同管理方法和系统，通过条码作为数据线索集成各类数据，完成业务操作节点信息收集及系统统计分析，解决企业内部与供应商之间零部件制造的信息孤岛问题，实现所有环节信息的无缝链接，完成航空零部件制造全流程信息追踪，为科学排产、智能生产、数字生产提供良好的数据基础。

本发明的技术方案是：一种基于条码的航空零部件制造协同管理系统，主要包括条码生成规则管理、条码打印管理、条码识别管理、统计分析管理等功能模块。

条码生成规则管理，主要针对零部件制造的各个阶段和业务，根据各类条码规则，在系统中自动生成唯一标识条码，条码既可以是一维码也可以是二维码，作为条码载体(如原材料、零件、成件、单据等)的信息输出来源。编码定义规则时根据国军标、航标、企标以及实际业务需要，进行灵活的条码规则定义，完成条码规则的制定。

条码打印管理，根据条码生成规则设置的信息，自动生成条码信息，对于生成后的条码，主要根据条码类型(一维、二维条码)的不同和不同条码标刻设备进行集成，输出生成的条码到条码载体上，包括碳带、条码纸、激光打码刻字机等。系统根据条码规则自动生成条码并存储到数据库中，同时传递给条码打印机等输出设备输出到条码载体上，将条码载体粘贴或直接打印到实物，随实物进行信息的流转。

条码识别管理，区别于传统的物流条码识别、资产条码盘点使用功能，航空零部件制造协同的条码识别主要是针对零部件价值创造、增值全过程管控。在航空零部件制造过程中涉及到不同的业务场景，如主承制商原材料的入库、原材料出库，供应商制造原材料下料、毛坯加工移交、分卡、机加、热表、钣钳等工序，半成品、成品的零部件在主承制商的装配、部件的总装业务，同时在零部件加工、装配过程中存在同一家供应商多次加工或不同供应商针对同一件零部件进行不同工序处理的业务，需要对任务、实物、单据等实现意义对应，防止出现多做、漏选、错拿等现象的发生，主承制商和零部件制造商分别需要对实物、合格证等条码的识别，并且关联每阶段识别到的零部件加工状态与所处阶段。在识别的过程中，使用手机或Pad的供应链协同App、条码扫描枪对设备或单据条码进行扫描，记录关键工序和业务流信息，将条码信息自动获取到系统中，完成信息的收集、存储。

受部分企业保密要求、配套产品来源复杂等条件导致主承制商和供应商所处的网络环境复杂、信息传递存在断层，离散型制造业传统的扫码识别获取的信息只能在一家企业、一个独立的局域网内进行流转。使用制造协同管理系统扫码获得或附加的信息通过数据脱密、数据摆渡、数据还原形式可在不同网络间完成信息传递，例如在互联网环境下协同管理系统收集的供应商的制造加工状态信息快速协同到主承制商内网环境下，突破物理隔绝导致的信息传递受阻，完成主承制商对供应商任务监控、打开制造过程黑盒、提高协同管控效率。

统计分析管理，根据扫码存储的各类信息在产品总装配完成后，主承制商员工根据零部件归档清册要求的项目，扫描装配清单上实物的条码，进行产品质量复查，其包含关键件指令归零情况、关键工序执行情况、质量证明文件归档、不合格品审理归零情况、各种实验报告归档情况等，按用户要求和产品档案管理要求，归档生成质量档案。对关键工序进行统计分析，全流程追踪航空零部件的生命周期，实现基于条码的装配过程、生产制造过程、材料下料、采购到货信息的全制造过程的物流和装机信息追溯。

根据本发明的另一个方面，还提出一种基于条码的航空零部件制造协同管理方法，包括如下步骤：

步骤一，供应商或主承制商根据零部件制造所属的阶段和对应的各类标准，配置各阶段条码生成规则，在到货、入库、出库、制造需要不同的条码规则，并且前后阶段的条码在系统中进行业务关联，以便于追溯；

步骤二，当零部件处在制造的不同阶段时手工或自动生成条码信息，并将生成的条码信息进行存储，同时传递给条码打印机等输出设备输出到条码载体；

步骤三，将条码与条码标刻设备进行集成，输出生成的条码到条码载体，利用各类条码标刻和打印设备打印出各类条码或将条码打印到实物，各类条码随实物进行流转；

步骤四，根据打印的各类条码，利用扫码枪或终端的供应链协同App，进行条码的扫描和识别，根据制造的阶段获取条码信息完成业务操作；

步骤五，在获取到条码信息后，将各类业务信息存储到供应链协同管理平台，同时更新到对应的业务系统，完成信息的收集反馈和记录保存；

步骤六，在零部件制造、装配完成后，对零部件全生命周期信息进行追溯，利用扫码记录的各类信息，定义统计规则和算法，完成数据信息的统计分析。

有益效果：

综上所述，本发明基于条码技术构建了构建航空零部件制造协同管理方法和系统，实现了跨企业和组织的供应链协同业务信息收集；创新性的用条码技术实现了在移动领域内的制造黑盒透明化、制造进度信息传递敏捷性；创新实现企业与上下游供应商的信息化主动服务管理模式，解决了信息传递慢、协同效率低的问题。实现航空零部件生产制造过程全覆盖、生产过程信息连续同步、单据实物匹配一致、资源信息透明共享、支撑产品信息追溯，保证连续生产、均衡交付，提高生产管理效率，降低生产运营成本，显著提升生产管理水平和产能。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的条码管理业务操作流程图；

图3为本发明的扫码业务操作流程图。

具体实现方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1所示为根据本发明提出的一种基于条码的航空零部件制造协同管理系统。

为条码管理模块功能框架图，主要包括条码生成规则管理、条码打印管理、条码识别管理、统计分析管理等模块。

条码生成规则管理，主要针对零部件制造的各个阶段和业务，根据各类条码规则，在系统中自动生成唯一标识条码，条码既可以是一维码也可以是二维码，作为条码载体(如原材料、零件、成件、单据等)的信息输出来源。编码定义规则：根据国军标、航标、企标以及实际业务需要，进行灵活的条码规则定义。

条码打印管理，根据条码生成规则设置的信息，自动生成条码信息，对于生成后的条码，主要根据条码类型(一维、二维条码)的不同和不同条码标刻设备进行集成，输出生成的条码到条码载体上，包括碳带、条码纸、激光打码刻字机等。系统根据条码规则自动生成条码并存储到数据库中，同时传递给条码打印机等输出设备输出到条码载体上，将条码载体粘贴或直接打印到实物，随实物进行信息的流转。

条码识别管理，航空零部件制造协同的条码识别主要是针对零部件价值创造、增值全过程管控。在航空零部件制造过程中涉及到不同的业务场景，如主承制商原材料的入库、原材料出库，供应商制造原材料下料、毛坯加工移交、分卡、机加、热表、钣钳等工序，半成品、成品的零部件在主承制商的装配、部件的总装业务，同时在零部件加工、装配过程中存在同一家供应商多次加工或不同供应商针对同一件零部件进行不同工序处理的业务，需要对任务、实物、单据等实现意义对应，防止出现多做、漏选、错拿等现象的发生，主承制商和零部件制造商分别需要对实物、合格证等条码的识别。

在航空零部件制造中存在带料加工，由主承制商负责提供原材料或毛坯。厂内制造协同管理系统根据计划系统生成的任务将数据加密、数据摆渡、数据脱密传递到互联网协同管理系统；供应商在互联网协同管理系统领取加工任务，加工任务对应的原材料已被粘贴或激光刻印条码；供应商人员在主承制商出库环节完成扫码与信息统计，信息记录到厂内的协同管理系统；供应商在互联网协同管理系统实时收集信息，在制造下料、加工时进行关键工序的扫码与内容反馈；如存在一个毛坯生产多个零部件，在不同零部件再次分别粘贴条码，条码信息在系统中集成毛坯条码信息，保证信息的不断层传递；在识别的过程中，使用条码扫描枪、手机或Pad协同App对设备或单据条码进行扫描，记录关键工序和业务流信息，将条码信息自动获取到系统中，以采取相应的处理措施。完工后的零部件通过扫码反馈返工信息；所有的互联网协同管理系统数据通过数据加密、数据摆渡、数据脱密流转到厂内协同管理系统；零件由供应商送交主承制商再次入库时扫码记录入库信息；在零部件在主承制商厂内进行部装、总装时，扫码记录主要的零件、部件装配信息；将零部件由任务下派、任务领取、毛坯领取、制造加工、返厂入库、部装总装等主承制商内外部信息统一收集汇总记录，达到零部件全生命周期信息管理。

统计分析管理，根据扫码存储的各类信息在产品总装配完成后，档案管理员按型号的产品归档清册要求的项目，扫描装配清单上实物的条码，进行产品质量复查，其包含关键件指令归零情况、关键工序执行情况、质量证明文件归档、不合格品审理归零情况、各种实验报告归档情况等，按用户要求和产品档案管理要求，归档生成质量档案。对关键工序进行统计分析，全流程追踪航空零部件的生命周期，实现基于条码的装配过程、生产制造过程、材料下料、采购到货信息的全制造过程的物流和装机信息追溯。

图2为本发明的条码管理业务操作方法流程图，根据零部件加工所处的业务阶段或节点，配置条码信息，通过对条码信息的扫描和信息收集，从而实现对零部件制造全流程信息追溯。

步骤一，供应商或主承制商根据零部件制造所属的阶段和对应的各类标准，配置各阶段条码生成规则，例如在到货、入库、出库、制造等阶段可能需要不同的条码规则，在库房仓储阶段，包括原材料的入库、盘点、出库使用仓储条码管理，通过物料编号、牌号、炉批号、规格、技术条件、热处理状态、生产单位、生产日期等确定唯一的物料序列号，物料序列号由15位0-9的数字构成，第1位数字为物料类别编码，第2-3位为物料小类编码，第4-11位为长日期编码，第12-15位为流水码；在下料阶段，由于无法考虑关键件、下游制造车间能力等信息，引入“毛料序列号”作为下料中心毛坯的唯一标示，衔接“物料序列号”与“生产序列号”；在生产阶段，存在依据一本工艺指令文件加工多个零件，如果有工程更改或超差等质量问题的情况，需要进行分卡处理，同时生成新的生产序列号，在新分出来的任务卡和零件都需要重新标印，此后该零件和任务卡都以新条码进行流转，在原始条码基础之上增加后缀进行分卡管理；在装配过程中，由于涉及到将不同的零部件进行装配加工，装配序列号包含成套件序列号即按机型简码+成套件号+架次号作为唯一标示；AO序列号，按机型简码+AO号+架次号作为唯一标示，在系统中衔接前道工序的零部件生产序列号；并且前后阶段的条码在系统中进行业务关联，以便于追溯。

步骤二，在步骤一的基础之上，当零部件处在制造的不同阶段时手工或自动生成条码信息，并将生成的条码信息进行存储，同时传递给条码打印机等输出设备输出到条码载体；

步骤三，在步骤二完成之后，与条码标刻设备进行集成，输出生成的条码到条码载体，利用各类条码标刻和打印设备打印出各类条码或将条码打印到实物。各类条码随实物进行流转。

步骤四，根据步骤三中打印的各类条码，利用扫码枪或终端的供应链协同App，进行条码的扫描和识别，根据制造的阶段获取条码信息完成业务操作。

步骤五，在获取到步骤四中识别的信息后，将各类业务信息存储到供应链协同管理平台，同时更新到对应的业务系统，完成信息的收集反馈和记录保存。

步骤六，在零部件制造、装配完成后，对零部件全生命周期信息进行追溯，利用扫码记录的各类信息，定义统计规则和算法，完成数据信息的统计分析，提升管理水平。

图3为本发明利用扫码枪或移动终端进行扫码业务操作流程图，根据物料表面打印或激光打码的条码，零部件以条码为媒介，进行工序的扫码、重要工作节点信息记录、数据流转，从而实现实物流与信息流的融合。

步骤一，供应商或主承制商用户使用扫码枪或供应链协同App，打开需要进行业务操作的功能模块，选择其中具体的功能菜单，点击后打开扫码界面。对准物料所附带的条码(一维码或二维码)，系统自动针对条码信息识别。

步骤二，在步骤一基础上，如果扫码识别成功，则根据扫码后得出条码信息，自动识别条码所处的工序阶段，根据不用的工序阶段要求，填报本阶段所需要的信息，如出库时确定出库数量、出库日期、领用单位与人员；制造加工时记录关键时间节点和处理的OA工序；部装阶段记录使用的零部件和装配指令完成情况；总装阶段记录大部件的装配完工进展，同时在装配完成后可追溯全部件的生命周期。扫码成功后用户可选择继续扫码或结束扫码操作。

步骤三，在步骤一基础上，因条码污损、打印模糊或其他原因，如果不能成功扫码，则弹出页面以便于用户选择手工填写条码信息。

步骤四，在步骤三基础上，用户选择“是”，则需要手动输入条码相关信息，系统进行信息识别；如果用户选择“否”并且不再使用手动输入条码，则重新选择是否继续扫码页面。重复步骤二，如果操作成功同样根据业务操作要求，自动填充或手动填写本次操作所需业务信息，记录更新相关模块信息。如果扫码失败则提示用户是否继续进行二次操作。在继续扫码页面，用户选择继续扫码或者结束扫码工作，重复步骤一，继续扫码则重新开始扫码流程；选择扫码结束则本业务整个扫码操作结束。

本发明实现了对航空零部件制造协同全生命周期数据收集、追溯和管理，充分利用条码设备简单、准确率高的特点，解决物流和生产管理系统中海量数据的采集、检索和管理的难题，同时解决了信息传递慢、协同效率低的问题，提高了协同制造的管理水平。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (6)

1.一种基于条码的航空零部件制造协同管理系统，其特征在于，包括：

条码生成规则管理模块，主要针对零部件制造的各个阶段和业务，根据各类条码规则，在系统中自动生成唯一标识条码；

条码打印管理模块，根据条码生成规则设置的信息，自动生成条码信息，对于生成后的条码，主要根据条码类型的不同和不同条码标刻设备进行集成，输出生成的条码到条码载体上；系统根据条码规则自动生成条码并存储到数据库中，同时传递给输出设备输出到条码载体上，将条码载体粘贴或直接打印到实物，随实物进行信息的流转；

条码识别管理模块，针对企业价值创造全过程，包括入库、出库、下料、移交、分卡、机加、热表、钣钳业务，需要对任务、实物、单据实现意义对应，防止出现多做、漏选、错拿现象的发生，主承制商和零部件制造商分别需要对实物、合格证条码进行识别；在识别的过程中，使用条码扫描枪、手机或Pad的供应链协同App对设备或单据条码进行扫描，记录关键工序和业务流信息，将条码信息自动获取到系统中，完成信息的收集、存储；

统计分析管理模块，根据扫码存储的各类信息在产品总装配完成后，主承制商员工根据零部件归档清册要求的项目，扫描装配清单上实物的条码，进行产品质量复查，按用户要求和产品档案管理要求，归档生成质量档案；对关键工序进行统计分析，全流程追踪航空零部件的生命周期，实现基于条码的装配过程、生产制造过程、材料下料、采购到货信息的全制造过程的物流和装机信息追溯。

2.一种基于条码的航空零部件制造协同管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，供应商或主承制商根据零部件制造所属的阶段和对应的各类标准，配置各阶段条码生成规则，在到货、入库、出库、制造需要不同的条码规则，并且前后阶段的条码在系统中进行业务关联，以便于追溯；

步骤二，当零部件处在制造的不同阶段时手工或自动生成条码信息，并将生成的条码信息进行存储，同时传递给条码打印机等输出设备输出到条码载体；

步骤三，将条码与条码标刻设备进行集成，输出生成的条码到条码载体，利用各类条码标刻和打印设备打印出各类条码或将条码打印到实物，各类条码随实物进行流转；

步骤四，根据打印的各类条码，利用扫码枪或终端的供应链协同App，进行条码的扫描和识别，根据制造的阶段获取条码信息完成业务操作；

步骤五，在获取到条码信息后，将各类业务信息存储到供应链协同管理平台，同时更新到对应的业务系统，完成信息的收集反馈和记录保存；

步骤六，在零部件制造、装配完成后，对零部件全生命周期信息进行追溯，利用扫码记录的各类信息，定义统计规则和算法，完成数据信息的统计分析。

3.根据权利要求2所述的一种基于条码的航空零部件制造协同管理方法，其特征在于，包括：

所述条码既是一维码或是二维码，作为条码载体的信息输出来源，编码定义规则时根据国军标、航标、企标以及实际业务需要，进行条码规则定义，完成条码规则的制定。

4.根据权利要求2所述的一种基于条码的航空零部件制造协同管理方法，其特征在于，包括：

所述统计分析管理模块，进行产品质量复查，包含关键件指令归零情况、关键工序执行情况、质量证明文件归档、不合格品审理归零情况、各种实验报告归档情况。

5.根据权利要求2所述的一种基于条码的航空零部件制造协同管理方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

在到货、入库、出库、制造阶段需要不同的条码规则：

在库房仓储阶段，包括原材料的入库、盘点、出库使用仓储条码管理，通过物料编号、牌号、炉批号、规格、技术条件、热处理状态、生产单位、生产日期确定唯一的物料序列号，物料序列号由15位0-9的数字构成，第1位数字为物料类别编码，第2-3位为物料小类编码，第4-11位为长日期编码，第12-15位为流水码；

在下料阶段，引入“毛料序列号”作为下料中心毛坯的唯一标示，衔接“物料序列号”与“生产序列号”；

在生产阶段，存在依据一本工艺指令文件加工多个零件，如果有工程更改或超差质量问题的情况，需要进行分卡处理，同时生成新的生产序列号，在新分出来的任务卡和零件都需要重新标印，此后该零件和任务卡都以新条码进行流转，在原始条码基础之上增加后缀进行分卡管理；

在装配过程中，涉及到将不同的零部件进行装配加工，装配序列号包含成套件序列号即按机型简码+成套件号+架次号作为唯一标示；AO序列号，按机型简码+AO号+架次号作为唯一标示，在系统中衔接前道工序的零部件生产序列号；并且前后阶段的条码在系统中进行业务关联，以便于追溯。

6.根据权利要求2所述的一种基于条码的航空零部件制造协同管理方法，其特征在于，所述步骤四，根据打印的各类条码，利用扫码枪或终端的供应链协同App，进行条码的扫描和识别具体包括：

步骤4.1，供应商或主承制商用户使用扫码枪或供应链协同App，打开需要进行业务操作的功能模块，选择其中具体的功能菜单，点击后打开扫码界面。对准物料所附带的条码，系统自动针对条码信息识别；

步骤4.2，如果扫码识别成功，则根据本次扫码的业务要求，自动填充或手动填写本次业务操作所需信息，记录更新相关模块信息，扫码成功后用户可选择继续扫码或结束扫码操作；

步骤4.3，在步骤4.1基础上，因条码污损、打印模糊或其他原因，如果不能成功扫码，则弹出页面以便于用户选择手工填写条码信息；

步骤4.4，在步骤4.4的基础上，用户选择“是”，则需要手动输入条码相关信息，系统进行信息识别；如果用户选择“否”并且不再使用手动输入条码，则重新选择是否继续扫码页面；重复步骤4.2，如果操作成功同样根据业务操作要求，自动填充或手动填写本次操作所需业务信息，记录更新相关模块信息；如果扫码失败则提示用户是否继续进行二次操作；在继续扫码页面，用户选择继续扫码或者结束扫码工作，重复步骤4.1，继续扫码则重新开始扫码流程；选择扫码结束则本业务整个扫码操作结束。

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