前言
目前家電行業(yè)的競爭達(dá)到了空前的白熱化階段，企業(yè)使出了渾身的解數(shù)來爭取獲得客戶的青睞。差異化戰(zhàn)略、品牌戰(zhàn)略、多元化戰(zhàn)略等各種市場拓展戰(zhàn)略被行業(yè)內(nèi)企業(yè)廣泛應(yīng)用，然而當(dāng)在所有的細(xì)分市場中競爭都十分激烈的時(shí)候，這些戰(zhàn)略在某種程度上都顯得蒼白無力。于是所有的競爭歸結(jié)到了成本的競爭。此外來自客戶的壓力也越來越大。由于客戶討價(jià)還價(jià)的能力越來越高，企業(yè)為了保住客戶不得盡量滿足客戶的各種不同需求，例如允許客戶察看客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)情況；允許客戶暫停生產(chǎn)線上的客戶產(chǎn)品；向客戶承諾極高的成品率等等。
于是許多企業(yè)采用了ERP系統(tǒng)，同時(shí)采用了現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)來整合與監(jiān)控各種生產(chǎn)資源，希望來降低成本同時(shí)能追溯產(chǎn)品的制造，但是很多企業(yè)發(fā)現(xiàn)采用這種方式效果并不十分理想。
一、 問題分析
導(dǎo)致上述的目標(biāo)與結(jié)果不一致的原因可能來自多個(gè)方面，可能是ERP選型的問題；可能是管理的問題；可能是應(yīng)用不得當(dāng)?shù)膯栴}。這些原因在本文中將不作論述，本文中將對其中的一個(gè)最大的原因——數(shù)據(jù)收集方法進(jìn)行分析。
目前的大多數(shù)家電企業(yè)使用的數(shù)據(jù)收集方式可以大致分為三種類型，主要的手段是通過條碼來實(shí)現(xiàn)。第一種，在物料投入生產(chǎn)線時(shí)通過記錄物料的條碼來記錄何種物料何時(shí)投入到哪條生產(chǎn)線、產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束之后通過定義的好的條碼來表示何種產(chǎn)品何時(shí)從哪條生產(chǎn)線產(chǎn)出。第二種，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。主要方式是將目前工序的物料或配件與前一道產(chǎn)生的半成品通過條碼掃描器掃描條碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在后一道的工序上采用同樣的方式進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這樣生產(chǎn)過程中的物料信息通過一個(gè)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起。第三種，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對一個(gè)主要部件產(chǎn)生對應(yīng)條碼，其他所有的物料或配件在作業(yè)中全部通過條碼數(shù)據(jù)采集器收集條碼數(shù)據(jù)來與該主部件的條碼產(chǎn)生關(guān)聯(lián)關(guān)系。以上的三種方式在現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集端軟件的作用純粹記錄并保存數(shù)據(jù)。在應(yīng)用端，用戶通過查詢界面來搜索相關(guān)信息。
第一種數(shù)據(jù)收集方式只能追蹤到產(chǎn)品使用的物料種類、產(chǎn)品投入產(chǎn)出時(shí)間、作業(yè)生產(chǎn)線而無法獲得作業(yè)過程中的信息，同時(shí)對于物料的追蹤也很難到批次級。第二種方式可以收集到作業(yè)中的信息，但是一旦物料信息中有一環(huán)出錯(cuò)那么所有的該環(huán)之前的信息將無法追溯。特別是在處理逆向物流時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的問題。此外當(dāng)工藝或者工序順序進(jìn)行調(diào)整之后，軟件端的改動(dòng)也將是非常大的。第三種方式在信息方面可以實(shí)現(xiàn)完全的追溯，但是對于一些生產(chǎn)過程中存在如果主批號被覆蓋的情況就無法適用。同時(shí)如果調(diào)整了生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品等那么對系統(tǒng)的改動(dòng)工作量也是非常大的。
以上的三種方式都是在一定的需求情況下產(chǎn)生的，但是目前對于許多企業(yè)來說數(shù)據(jù)收集的目的發(fā)生了變化，導(dǎo)致這三種方法都無法滿足現(xiàn)在的需求。對于一些代工企業(yè)來說，他們的客戶會(huì)要求能夠了解在制品的分布情況，要求當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生問題時(shí)候能夠追溯到使用的物料的批次，要求能夠迅速暫停某種產(chǎn)品的生產(chǎn)，要求能夠迅速的調(diào)整生產(chǎn)工藝等等。這些要求使得目前通常使用的數(shù)據(jù)收集方法不能夠提供足夠的信息支持ERP系統(tǒng)來完成這些目標(biāo)。對于擁有自有品牌的企業(yè)，迫于市場或法規(guī)的壓力，企業(yè)對于自己的生產(chǎn)部門也提出了上述各種要求。下面將對在新的需求狀況下的新方法進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
二、 建議方法
由于目前的數(shù)據(jù)收集的最終目的產(chǎn)生了變化，形成了新的需求。所以現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集的內(nèi)容必須包括：
在制品數(shù)據(jù)：
? 作業(yè)動(dòng)作（開始、結(jié)束、終止、暫停等）
? 作業(yè)人員（操作人員）
? 作業(yè)資源（設(shè)備、設(shè)備狀態(tài)、專用工具、載具等）
? 作業(yè)工序（生產(chǎn)線、工位）
? 產(chǎn)品數(shù)據(jù)（投入量、產(chǎn)出量、工藝條件、作業(yè)批次等）
? 作業(yè)異常（故障、作業(yè)中產(chǎn)品報(bào)廢等）
? 在線存放（批次等待所處位置）
物料數(shù)據(jù)：
? 物料批號
? 物料狀態(tài)（使用中、用完、拆分）
? 物料對應(yīng)作業(yè)產(chǎn)品
? 物料使用人員
? 物料不良信息（不良物料批次、發(fā)現(xiàn)工序、發(fā)現(xiàn)人員等）
產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)：
? 檢測工序
? 檢測人員
? 檢測操作（開始、結(jié)束、終止等）
? 檢測工具（設(shè)備、特定用具等）
? 產(chǎn)品合格/不合格
? 產(chǎn)品不良現(xiàn)象種類
? 產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)（物理或化學(xué)特性）
? 檢測的產(chǎn)品批號、數(shù)量、不良數(shù)
在內(nèi)容增加的同時(shí)，對于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的靈活性與擴(kuò)展性也提出了新的要求。所以我們建議根據(jù)ISA95的標(biāo)準(zhǔn)在ERP的level 4層與數(shù)據(jù)收集的level 1層加入MES涉及的level 3與部分level 2層。如果純粹考慮到產(chǎn)品制造信息的追溯可以選用“資源定義”、“流程管理”、“作業(yè)管理”功能。“資源定義”指定義資源（設(shè)備、人、工具）的各種屬性。“流程管理”指定義各種產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，并提供用戶自編輯修改流程的功能�！白鳂I(yè)管理”包括作業(yè)指派、作業(yè)執(zhí)行、數(shù)據(jù)收集。通過資源定義可以預(yù)設(shè)生產(chǎn)線上使用的各種資源，將各種資源預(yù)先與各種產(chǎn)品作業(yè)流程中的各個(gè)工序建立聯(lián)系，這樣系統(tǒng)就可以預(yù)先可以獲得許多原本需要通過現(xiàn)場的數(shù)據(jù)收集要提供的信息。在實(shí)際的作業(yè)中產(chǎn)品通過作業(yè)指派被分配到各生產(chǎn)線或工作中心，通過作業(yè)執(zhí)行功能提示作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)收集的信息，同時(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集功能將通過硬件收集到的信息轉(zhuǎn)換記錄到產(chǎn)品的作業(yè)流程中。
通過上述的方式優(yōu)點(diǎn)在于：首先，產(chǎn)品投入時(shí)系統(tǒng)只要產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部ID，然后將所有的物料信息都與該ID關(guān)聯(lián)，由于該ID對應(yīng)于某個(gè)產(chǎn)品的批次并與產(chǎn)品預(yù)定義的作業(yè)流程相關(guān)，這樣作業(yè)中所有的物料信息之間建立了一個(gè)網(wǎng)狀的關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過任何一個(gè)物料的條碼就可以追蹤到相關(guān)的產(chǎn)品或物料的信息。其次，由于資源與產(chǎn)品流程已經(jīng)預(yù)先建立了關(guān)聯(lián)，當(dāng)數(shù)據(jù)收集的時(shí)候可以不收集各種資源的信息，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在資源與使用的物料之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。當(dāng)流程與資源發(fā)生變化的時(shí)候，只要在基礎(chǔ)定義段進(jìn)行操作就能夠改變以后生產(chǎn)中資源與物料之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，而無需在數(shù)據(jù)收集端進(jìn)行改變。此外，當(dāng)數(shù)據(jù)收集的點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，可以通過在流程定義中改變“數(shù)據(jù)收集”與否的選項(xiàng)來簡單實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集點(diǎn)的變更。
三、 詳細(xì)說明
家電行業(yè)的生產(chǎn)模式都是流水線生產(chǎn)，因此在流水線生產(chǎn)模式下，數(shù)據(jù)收集一般以條碼的方式為主，但也可能存在一定量的設(shè)備連線（測試設(shè)備）數(shù)據(jù)收集。由于流水線方式工序與工位是固定的，這樣每個(gè)工位使用的設(shè)備與工具也是基本固定的，所以通過在上位系統(tǒng)中預(yù)設(shè)定可以自動(dòng)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)信息。
生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)收集與產(chǎn)品追蹤，可以分為兩種形式：
1． 有主批號
主批號指生產(chǎn)過程中說有的信息收集以該主批號為主線。從現(xiàn)場收料開始，有一個(gè)確定的主批號作為在制跟蹤的目標(biāo)，其他原材料附著其上。例如，電腦主板的組裝，主批號附加在母板上，整個(gè)生產(chǎn)過程中的信息都與該批號關(guān)聯(lián)。
主批號可以附著在產(chǎn)品上、制令單上或?qū)?yīng)的載具上。主批號需要在產(chǎn)品投入時(shí)候就產(chǎn)生，該通過與主批號的條碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)可以將附屬信息通過數(shù)據(jù)收集，保存在數(shù)據(jù)庫中。
在生產(chǎn)執(zhí)行開始時(shí)，如有執(zhí)行清單（來自于MES），可驗(yàn)證主批。在執(zhí)行中，如執(zhí)行清單中的批次有對應(yīng)的輔料，通過讀取條碼驗(yàn)證輔料。例如可以先讀取輔料的條碼，再讀取批次的條碼，表示該批次使用該輔料。在線上掃描時(shí)，系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)記錄批次加工時(shí)間、裝配的其他原材料、生產(chǎn)線號、作業(yè)人員等。
如沒有執(zhí)行清單，需在系統(tǒng)設(shè)置中設(shè)置每個(gè)掃描槍的“前綴號”所表示的“生產(chǎn)線、工位”信息，系統(tǒng)以這種方式記錄生產(chǎn)加工信息。對于輔料的驗(yàn)證，同樣可以通過讀取條碼，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)對信息進(jìn)行解析后進(jìn)行核對或?qū)⑿畔鬟f給對料系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。
對于現(xiàn)場的數(shù)據(jù)來說，有/沒有執(zhí)行清單的主要區(qū)別在于掃描器是否必須固定工位，是否需要在條碼中預(yù)設(shè)生產(chǎn)線與工位信息。一般來說對于沒有執(zhí)行清單的情況，設(shè)定以及掃描器的使用相對會(huì)不靈活。
操作人員的信息收集，可以有兩種方式：員工上工時(shí)，在上工界面選擇生產(chǎn)線、工位，掃員工條碼，系統(tǒng)將生產(chǎn)線與員工對應(yīng)。這種可避免每次作業(yè)時(shí)，掃描員工條碼。每次作業(yè)時(shí)，都要掃一次員工碼。采用何種作業(yè)人員信息收集方式，與生產(chǎn)線的實(shí)際管理方式有關(guān)。
采集質(zhì)量信息的方式可以是：在作業(yè)臺(tái)面附近貼良品/不良品條碼標(biāo)識，可采集產(chǎn)品良或不良的質(zhì)量數(shù)據(jù)。對于離線的質(zhì)量檢測，可獨(dú)立設(shè)置主機(jī)，帶幾個(gè)掃描槍，收集質(zhì)量數(shù)據(jù)。
對于一些不要求精確到具體數(shù)值的測量信息可以通過預(yù)設(shè)定范圍，用掃描器掃描代表不同范圍的條碼來記錄。如果數(shù)據(jù)需要具體記錄，則可以采用人員輸入或者測量設(shè)備連線的方式。
收集的質(zhì)量數(shù)據(jù)，可進(jìn)入質(zhì)量管理系統(tǒng)，作進(jìn)一步的質(zhì)量確認(rèn)。特別是存在不良品的情況下，該產(chǎn)品、半成品、物料需要進(jìn)入質(zhì)量管理流程。
當(dāng)一個(gè)作業(yè)執(zhí)行清單完成后，可在主機(jī)前確認(rèn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也可作調(diào)整，調(diào)整的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)，對應(yīng)存儲(chǔ)以便對照。
2． 無主批號
由于裝配流程中原材料或在制品在半成品、成品的位置發(fā)生變化，造成跟蹤批號轉(zhuǎn)換，這樣就無法確定生產(chǎn)中的主批號。所以數(shù)據(jù)收集方式需要作相應(yīng)的調(diào)整。
一般對于半成品，在其本身加工的過程中，可以設(shè)定一個(gè)主批號，這樣半成品的數(shù)據(jù)收集方式與“有主批號”的情況相同。
當(dāng)半成品的轉(zhuǎn)到另一條生產(chǎn)線于其他半成品組裝的時(shí)候，該半成品的批號在后續(xù)組裝過程中可能不被作為主批號。具體處理時(shí)可以在采用該半成品的工步上，在組裝前將該半成品的批號，與該流水線的產(chǎn)品的主批號關(guān)聯(lián)。
當(dāng)生產(chǎn)過程中有執(zhí)行清單時(shí)，執(zhí)行清單如果是指定到批次，那么可以通過整個(gè)制造過程的采用的材料與執(zhí)行清單進(jìn)行關(guān)聯(lián)來驗(yàn)證批次、物料與作業(yè)。如果執(zhí)行清單只標(biāo)識該線的產(chǎn)成品數(shù)量，可以在每一個(gè)批次投入流水線時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)批號，批號的條碼可以附在載具、塑料板等上，制造過程中的人員、設(shè)備、材料信息全部與該批號作關(guān)聯(lián)。該批號并不一定需要有實(shí)際意義，主要作用是作為ID，將所有的信息建立關(guān)聯(lián)。當(dāng)產(chǎn)品或半成品在完成后，該批號被附著在包裝、成品/半成品或者最終使用的載具上。
當(dāng)生產(chǎn)過程中無執(zhí)行清單時(shí)（一般為整個(gè)生產(chǎn)中的某些半成品生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線所有產(chǎn)出的半成品可以確保都被使用，并且生產(chǎn)的產(chǎn)量與速度固定），需要在作業(yè)開始時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)作為識別的批號，由于沒有作業(yè)清單，因此作業(yè)過程中無法進(jìn)行批次驗(yàn)證，作業(yè)人員先掃當(dāng)前原材料批號，裝配前或后再掃該工步的產(chǎn)成品的批號。
對于作業(yè)人員的信息收集方式與“有主批號”的情況相同。質(zhì)量數(shù)據(jù)收集的方法基本也同“有主批號”的情況相同，只是關(guān)聯(lián)時(shí)會(huì)與制令單號或者是自動(dòng)產(chǎn)生的批號作關(guān)聯(lián)。
四、 關(guān)于硬件選擇一些建議
在家電行業(yè)中根據(jù)不同的產(chǎn)品生產(chǎn)流水線的采用的傳輸方式也會(huì)不同。例如，對于家電配件企業(yè)在制品的傳輸多采用手工的方式，而對于整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)來說更多的是采用自動(dòng)傳送流水線的方式。對于不同的傳送方式，數(shù)據(jù)收集的硬件也會(huì)有所區(qū)別。一般對于手動(dòng)傳送來說數(shù)據(jù)收集的速度可以相對較低，而自動(dòng)傳輸情況下對于數(shù)據(jù)收集的速度要求較高。所以當(dāng)手動(dòng)傳輸時(shí)一般可以采用手持式的掃描器（硬件成本較低），自動(dòng)傳輸時(shí)最好采用固定的條碼掃描器（硬件成本高）且對解碼速度與讀碼準(zhǔn)確度要求高。一般家電行業(yè)企業(yè)的日產(chǎn)量都比較大，所以要求條碼打印機(jī)能夠提供高的打印速度。
具體的硬件選用還需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)線的布局來確定，在實(shí)際使用中往往是多種硬件結(jié)合使用才能達(dá)到最佳效果。
五、 結(jié)束語
本文簡略的對目前的常用的數(shù)據(jù)收集方式的一些問題進(jìn)行了分析與說明，并提出一種更為靈活的處理方法。不過，筆者認(rèn)為各種數(shù)據(jù)收集的方法本身并無優(yōu)劣之分，主要是要根據(jù)數(shù)據(jù)收集的最終目的來確定適合的方法，不能僅為了收集數(shù)據(jù)而就事論事的為之。
注）關(guān)于“資源定義”、“流程管理”、“作業(yè)管理”的詳細(xì)說明可以參閱MESA的ISA 95。