條碼技術在飛機制造中的應用研究

歐陽平，孫文文

（中航工業洪都，江西 南昌 330000）

條碼技術在飛機制造中的應用研究

歐陽平，孫文文

（中航工業洪都，江西 南昌 330000）

條碼自動識別技術是以計算機、光電技術和通信技術的發展為基礎的一項綜合科學技術，是信息數據自動識別、輸入的重要方法和手段。經過多年的研究與應用，包括條碼打印機、掃描器、遠程數據采集器、各類耗材在內的條碼硬件技術已經日趨成熟。條碼是由一組規則排列的條、空及其對應字符組成的識別標記，由條碼符號和對應字符(包括數字、字母及特殊或專用字符集等)組成，用以表示一定的信息。

信息革命；條碼技術；DPM技術

0 引言

隨著電子商務時代的到來，信息技術無疑已成為企業提高生產效率、增強產品市場競爭力的重要手段。因此，企業針對產、供、銷的各個環節，紛紛實施ERP（企業資源規劃系統Enterprise Resource Planning System）等管理信息系統，以幫助企業提高運作效率及管理水平，使企業能從容應對市場的瞬息萬變，最大程度滿足顧客的需求。然而上層生產計劃管理受市場影響越來越大，企業明顯感到計劃跟不上變化。面對客戶對交貨期的苛刻要求，面對更多產品的改型，訂單的不斷調整，企業決策者認識到，計劃的制訂要依賴于市場和實際的作業執行狀態，而不能完全以物料和庫存回報來控制生產。同時ERP/ MRP軟件主要是針對資源計劃，這些系統通常能處理昨天以前發生的事情（作歷史分析），亦可預計并處理明天將要發生的事件，但對今天正在發生的事件卻往往留下了不規范的缺口，因此，生產的現場管理一直處于黑箱作業的狀態，這已無法滿足今天復雜多變的競爭需要。因此,如何將此黑箱作業透明化，找出所有影響產品品質和成本的問題，提高計劃的實時性和靈活性，同時又能改善生產線的運行效率，已成為每個企業所關心的問題。

在信息時代，信息流是生產企業資源系統的重要組成部分，實時、快速、準確地進行數據的采集和輸入是信息技術發展的必然趨勢,自動識別技術作為一種高新技術正逐漸被人們所接受,并應用于商品流通、物流管理、現代化生產及管理中，尤其是以條碼為核心的信息自動采集技術日益成為企業的競爭策略，在提高生產率、加強質量跟蹤、改善庫存管理、改進售后服務、降低成本、滿足客戶要求與節約勞動力方面有著巨大的作用，成為供應鏈中的信息紐帶。

1 條碼技術簡介

隨著科技的飛速發展，信息革命己經滲透至各個經濟部門，迅速改變著傳統產業及整個經濟的面貌，其間產生了許多新的理念和技術。人們開始關注如何改變手工數據輸入輸出的方法，解決手工輸入輸出費工費時易出錯的問題。條碼自動識別技術就是在此環境下應運而生的，它是以計算機、光電技術和通信技術的發展為基礎的一項綜合科學技術，是信息數據自動識別、輸入的重要方法和手段。經過多年的研究與應用，包括條碼打印機、掃描器、遠程數據采集器、各類耗材在內的條碼硬件技術已經日趨成熟。條碼是由一組規則排列的條、空及其對應字符組成的識別標記，由條碼符號和對應字符(包括數字、字母及特殊或專用字符集等)組成，用以表示一定的信息。迅猛發展的條碼技術是現代信息管理中頗具特色的新秀。

條形碼的研究始于美國[1]，從最初“公牛眼”的問世到一維條碼的廣泛使用、二維條碼的深入研究，迄今為止，條碼類型已不下幾十種。現今的條碼不僅可作為一般商品的標識代號，而且可用于防偽。條碼防偽的重點在于條碼編碼以及條碼內信息數據的加密算法。用于防偽技術的條碼在編碼規則上與普通公開的條碼算法、校驗位的制定是有所區別的。隨著電子信息和激光等高新技術的綜合滲透，條碼技術已廣泛應用于各行業中。

大家所熟知的是條碼在服務零售業的運用，即條碼系統在超市中的運用，從家樂福、易初蓮花等世界著名的大型超市到國內的聯華、工農商等連鎖超市，從縱向到橫向，從商品的流通、供應商的選擇到客戶及員工的管理，都已經充分利用了條碼。在POS (pointofsale)系統中，條碼功能可謂發揮到了極致。

在工業領域(這里主要指生產各環節)條碼的應用國外已有許多成功范例，而國內相對滯后。在國內，大多數企業僅僅在產品最終離廠前的發貨標簽上應用條碼，這個條碼主要是在客戶返維修產品時才發揮作用，而條碼更有效的作用是在生產過程中對在制品的標識和跟蹤。

2 條碼技術在國內外飛機產品上的應用

2.1 國外情況

美國國防部2003年開始實施物資唯一標識項目（IUID，Item Unique Identification），致力于準確、高效、及時地管理、發放軍需物資，從而提高國防采辦、降低人為錯誤、控制管理成本、增加物流配送的透明度、提高后勤維護保障效率。IUID項目應用條碼等自動識別技術提高數據采集效率，通過廣域工作流（WAWF，Wide AreaWork Flow）把物資的主要標識信息注冊到國防部，確保信息在全壽命周期的完整性和準確性。

2.2 國內情況

國內中航某公司已開發了集成化信息平臺數字化制造系統 （以下簡稱CPS），CPS集成了科研計劃管理、條碼管理、產品數據管理、項目集成管理、績效管理等系統，利用條碼管理系統給飛機零件賦予唯一編碼如圖1所示，通過對生產過程中各個流轉環節零件條碼數據的讀取，利用電子看板實現了生產數據信息的實時動態更新，使飛機每一個零件、部件、成件的流轉都能在系統中顯性出來。

該公司通過網絡化生產指揮中心和基于數據的客觀考核與評價機制，實現了對整個生產過程的實時監控和持續改進，使績效考核更具透明性和公正性，促使企業能更高效地進行資源優化配置，實現企業高效發展。

圖1 飛機零件條碼標印

3 條碼技術的應用

條形碼表示產品/零部件的品種，通過特征、功能、參數等把產品區別到型號規格，可在設計、制造、倉儲、維修、外場等信息系統中作為基礎數據共享使用。唯一標識與實物一一對應，可作為基本共用數據在各單位實物管理的相關信息系統中導入使用，并且統一編碼標識范圍越大，其意義越大。物品碼與唯一標識的應用范圍見圖2。

圖2 條形碼與產品零部件唯一標識的應用范圍

3.1 生產過程管理

生產過程管理是一個企業的靈魂,企業產品的好壞主要取決于生產過程的管理和控制。這必然要求對計劃和執行進行精確的對比，即生產過程的每一個環節的數據都要準確記錄，而條碼技術和計算機網絡技術的應用為此提供了可靠的保證。

手工裝配時，每一產品在生產線上有一張單子(看板)，上面記錄著對這一產品的裝配要求，每一道工序，工人按要求裝配完成這一零部件后，填上元件號和員工號，本道工序完成。但在全手工操作時，要完成這些操作，工作量極大、極復雜。在采用了條碼技術后，這些工作可自動完成。如在零部件上都貼上條碼，產品每到一道工序，就可以先掃描產品上的條碼，找出這一產品的具體要求，選擇合適的零部件和工藝要求，并記錄下零件號，這樣做的結果使我們可以滿足客戶各種要求，按客戶的訂單生產[2]。

3.2 質量信息管理

生產過程是對產品直接進行加工的過程，它是產品質量形成的基礎，是企業質量管理的基本環節。產品的質量是設計、制造出來的，生產過程是直接產生質量信息的過程，該過程中收集的質量數據是否準確，直接影響到企業的決策和發展。

當前制造企業生產過程中的質量信息采集主要是通過人工手動記錄，生產現場的所有數據都是人為手工填寫，這些數據有的是經手算匯總，稍微先進點的則是將各種生產報表、單據、窗體數據輸入計算機中進行匯總，這些匯總而來的數據似乎個個真實有效，打印出來的統計圖表張張美觀漂亮，但在這些表象的背后卻是質量數據信息嚴重缺乏實時性、準確性和全面性，而且人為操作使得數據誤差增多，檢查數據源時困難重重。在采用條碼技術后，質量數據可以實現自動采集，避免了人為因素的干擾。如在生產前，建立產品條碼和缺陷代碼，在半成品上貼上條碼，在每一檢驗工序，如發現質量問題，先掃描產品條碼，然后掃描缺陷代碼，使得產品與缺陷信息關聯，實現質量信息的采集，這樣做，管理者可以獲得第一手產品質量信息，為其決策提供可靠數據。

以BOM表為主線，將相關系統串聯起來，應用規范統一的信息編碼作為系統信息共享基礎，采用自動識別技術 （條碼）輔助實現生產制造信息實時管控；重點以PDM、CAPP、MES、科研生產管控、物資供應、IQS系統主導，實物信息與系統信息必須建立對應，在基礎數據、業務流程上實現系統信息的貫通、集成共享；采用統一的編碼體系和標準實現數據的規范統一，共同說“普通話”。

條碼技術應用：以生產任務編號、BOM表、零件的加工路線對實物加工予以實時追蹤，不斷添加零件各制造環節的各種信息（人員、加工、狀態等），在零件制造完成后，根據零件的形狀與特性，進行條碼標印或打碼。

條碼標印、讀取設備與各信息系統集成（包括業務流程固化到相關信息系統）。

3.3 物料配送

將所有使用的裝配零部件建立唯一編碼，附有條碼標簽，并建立嚴格的領料控制，通過ERP日裝配計劃與產品物料清單(BOM,Billofmaterial)來計算領送料，即通過每種類型，將產品裝配計劃分解成為用料計劃，可合理計算材料余量，控制每批產品的材料用量與標準成品的偏差，結合看板拉動，可以極大地改善線邊物料余量和空間位置。對于倉庫、車間在制品等快速盤點，很有必要使用條碼管理，可以大大縮短盤點時間和查找速度。

3.4 后勤保障

信息條碼和唯一標識在裝備后勤保障系統中的共享和使用，避免手工錄入的工作量和失誤，提高數據采集效率和處理速度，幫助部隊準確及時地掌握裝備的狀態、數量、位置等信息，實現軍用資產全程可視化，提高裝備的調配能力、后勤保障能力和信息化管理水平。

4 條碼標識技術——零組件直接標印技術（DPM）簡介

DPM，是直接零件標識的英文縮寫 （DirectPart Marking）。DPM是一種條碼標識技術，可以不經過如加標簽這樣的中間載體，直接作為標識,因此，DPM也可以稱為 “產品直接打標”，DPM標印示例見圖3。與傳統的條碼技術一樣，通過DPM標識生成設備在產品上生成DPM標識，并通過識讀設備讀取標識中的信息，提交給管理信息系統。

圖3 DPM標印示例

航空裝備產品采用DPM技術，可以從研制源頭構建貫徹裝備統一編碼和規范化標識，解決產品標識和描述的不一致問題，促進數字化協同研制、裝備管理和保障等信息交互和共享，提升裝備全壽命周期信息化管理水平。

在裝備全壽命周期范圍內實施DPM，可以促進和簡化序列化物資管理的應用，降低業務管理過程成本。對于研制單位、制造單位和用戶，能促進數字化協同研制、裝備管理和保障等信息交互和共享，支持軍品質量控制、售后服務和維修保障，提升裝備全壽命周期信息化管理水平。航空發動機標印示例見圖4。

圖4 航空發動機標印示例

1）醫藥行業DPM應用

隨著激光打碼標印技術的不斷發展，國內醫藥行業對其產品藥盒、板裝藥、藥瓶、膠囊及貼標的產品批號、生產日期、有效期、防偽碼等信息的激光標記應用越來越多。激光標記的優勢也越來越明顯。醫藥業產品激光標記樣品見圖5。

圖5 醫藥行業DPM標印示例

2）電子產品制造行業的DPM應用

目前我國電子產品制造行業廣泛采用產品直接標印技術，通過對電子元器件、電路印刷版、液晶顯示單元等信息產品的直接標記，及時跟蹤產品的加工生產流程，有效提高了產品批量生產過程中的質量監管，并對產品的庫存管理和售后服務提供了便利的維護方式。電子產品制造行業產品直接標記示例見圖6。

3）汽車制造行業

DPM技術在汽車制造行業中通過以下幾個環節的應用獲得了巨大的利潤價值：

圖6 電子產品制造業DPM標印示例

（1）過程跟蹤：通過生產線各個環節掃描二維碼部件信息，明確跟蹤生產過程中車輛零部件的流動去向實現關鍵零部件信息采集，具有可追溯性。

（2）產品召回：通過生產線掃描二維碼記錄車輛信息，結合MES、TDS系統相關功能，為產品召回提供支持。

（3）零件防偽：通過二維條碼加密，跟蹤高價值部件以防止被盜或偽造，實現防偽功能，解決索賠過程中零件鑒定困難的問題，從而降低三包索賠費用。

（4）故障分析：通過對服務索賠數據的提取、分析，便于質保部門進行故障分析。

汽車制造行業DPM應用示例見圖7。

圖7 汽車制造業DPM標印示例

5 結語

近幾年，航空企業先后實施了ERP、PDM、MES等管理系統，這些系統的投入，確實取得了不錯的效果，但系統之間還是缺少一定的互補，一些關鍵數據也只能通過定時更新，因此有一定的使用局限性，很需要一個中間系統來起橋梁作用，使系統互補，發揮最大的作用，并且也為這些系統提供大量的基礎數據，作為分析、統計的依據。

條碼技術像一條紐帶，把產品生命期中各階段發生的信息聯接在一起，可以促進和簡化序列化物資管理的應用，降低業務管理過程成本。對于研制單位、制造單位和用戶，能促進數字化協同研制、裝備管理和保障等信息的交互和共享，支持產品質量控制、售后服務和維修保障，提升產品全壽命周期信息化管理水平。應用條碼的目的主要是為了實時而準確地獲取信息。在日常生產管理中，及時掌握準確的物料庫存信息、生產狀況、客戶訂單執行情況等，從而對客戶的需求作出快速響應，最大限度地占有市場份額。應用條碼技術，能為加強企業管理提供有效的基礎，克服傳統紙質單據存在的效率低、容易出錯、數據重復錄入、處理延遲和工作量大等缺點，大大提高信息系統基礎數據采集的準確性。同時，在提高產品質量、客觀評價供應商、降低成本、加強市場控制與管理等方面都將起到重要的作用。

實施范圍越大，其數據交互和共享的意義越大，對跨單位應用（如可靠性數據統計和產品質量追溯）的作用也越明顯，可使企業在激烈的市場競爭中處于有利地位。但條碼技術僅僅是協助企業管理的工具，只有在先進管理理念的統籌管理下，才能使條碼技術用得其所，發揮最大威力。

[1]趙洪嶺.編碼技術與應用.2013（2）：1-56.

[2]趙洪嶺.編碼技術與應用.2012（2）：1-32.

>>>作者簡介

歐陽平，男，1980年12月出生，2002年畢業于西北工業大學，高級工程師，一直從事飛行器系統與設計工作。

Research on Application of Barcode Technique in AircraftManufacturing

Ouyang Ping，SunWenwen
(AVICHongdu Aviation Industry Group,Nanchang,Jiangxi,330024)

Barcode automatic identification technique is an integrated technology on the basis of development of computer,optoelectronic technology and communication technology,and is an important approach and means for automatic data identification and input.Over several years'research and application,barcode hardware technology, including code printer,scanner,remote data collector,and various consumables,has been mature.The bar code is a identification mark,consisting of a group of bars,space and related characters arrayed in order,composed of bar symbolsand related characters(including figure,letterand specialoruniqueword set)to express certain information.

information revolution;bar code technology;DPMtechnology

2013-10-06)