張峰

（榆林學(xué)院 信息工程學(xué)院，陜西 榆林 719000）

在飛機(jī)備件管理中，備件的接收/發(fā)送/報(bào)關(guān)、驗(yàn)收與檢驗(yàn)放行、倉(cāng)儲(chǔ)管理在整個(gè)航材管理鏈中起著至關(guān)重要的作用，如果不能保證正確的進(jìn)貨和庫(kù)存控制及發(fā)貨，將會(huì)直接導(dǎo)致管理費(fèi)用的增加，服務(wù)質(zhì)量難以得到保證，從而影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力[1]。傳統(tǒng)簡(jiǎn)單、靜態(tài)的倉(cāng)庫(kù)管理已無(wú)法保證企業(yè)資源的高效利用。如今的倉(cāng)庫(kù)作業(yè)和庫(kù)存控制作業(yè)已十分復(fù)雜且多樣化，僅靠人工記憶和手工錄入，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易出錯(cuò)，給企業(yè)帶來(lái)巨大損失，所以必須要使用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)來(lái)取代人工管理[2]。為了完整地解決倉(cāng)儲(chǔ)管理中的問(wèn)題，在飛機(jī)備件管理中引入二維條碼技術(shù)，對(duì)航材的到貨檢驗(yàn)、入庫(kù)、出庫(kù)、移庫(kù)移位、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集，保證倉(cāng)庫(kù)管理各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的效率和準(zhǔn)確性，確保企業(yè)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握庫(kù)存的真實(shí)數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫(kù)存。通過(guò)科學(xué)的編碼，還可方便地對(duì)物品的批次、保質(zhì)期等進(jìn)行管理。目前，在國(guó)內(nèi)外雖然應(yīng)用了條碼掃描技術(shù)，但都是一維條碼技術(shù)。一維條碼的信息容量很小，僅能容納幾位或者幾十位阿拉伯?dāng)?shù)字或字母，商品/產(chǎn)品的詳細(xì)描述只能依賴數(shù)據(jù)庫(kù)提供，離開(kāi)了預(yù)先建立的數(shù)據(jù)庫(kù)，一維條碼的使用就受到了局限。本文通過(guò)基于無(wú)線PDA和二維條碼技術(shù)，對(duì)原有的飛機(jī)備件管理方案進(jìn)行了一定的改進(jìn)，并在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用，取得了良好的效果。

無(wú)線條碼掃描技術(shù)是一項(xiàng)非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中比較成熟 ，也是目前應(yīng)用比較廣泛和成功的技術(shù)[3]。它利用掃描方式進(jìn)行非接觸式雙向通信，以達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的目的。無(wú)線條碼掃描技術(shù)為快速準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入提供了有效、可靠的手段，它與計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信等一起構(gòu)成了現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。無(wú)線PDA現(xiàn)在最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域是用于與物流相關(guān)的移動(dòng)數(shù)據(jù)的采集，這是手持終端比較成熟的一類行業(yè)應(yīng)用，也是目前手持終端應(yīng)用數(shù)量最多的一種應(yīng)用。

1 二維條碼管理方案及其操作流程

1.1 航材的分類和編碼

根據(jù)本文論述的航材管理目標(biāo)，對(duì)航材進(jìn)行科學(xué)編碼（由于是采用二維條碼，可以在條碼中嵌入航材編號(hào)、名稱、型號(hào)、生產(chǎn)廠商、出廠日期、有效期等信息），在科學(xué)編碼的基礎(chǔ)上，入庫(kù)前打印出航材條碼標(biāo)簽，以便于后續(xù)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的環(huán)節(jié)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集。以條碼為紐帶，有效聯(lián)接各個(gè)環(huán)節(jié)（如采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、銷售等）的數(shù)據(jù)流動(dòng)，利用航材的條碼身份標(biāo)識(shí)和條碼中包含的其他航材信息實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集，保證數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。 利用航材條碼中包含的航材唯一編碼作為索引，通過(guò)整合航材在各個(gè)流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)航材從采購(gòu)、儲(chǔ)運(yùn)、銷售、售后的全過(guò)程進(jìn)行追蹤。

1.2 對(duì)倉(cāng)庫(kù)、貨架、庫(kù)位進(jìn)行編碼

對(duì)倉(cāng)庫(kù)的貨架和庫(kù)位進(jìn)行科學(xué)編碼，用條碼符號(hào)加以標(biāo)識(shí)，并在入庫(kù)時(shí)采集庫(kù)存品所入的庫(kù)位，同時(shí)導(dǎo)入備件管理信息系統(tǒng)。倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)位管理有利于在大型倉(cāng)庫(kù)或多品種倉(cāng)庫(kù)中快速定位庫(kù)存品的位置，有利于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出等管理目標(biāo)及提高倉(cāng)儲(chǔ)的各項(xiàng)作業(yè)（出入庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)、移庫(kù)等）的效率。

1.3 無(wú)線手持終端的應(yīng)用

對(duì)于大型的倉(cāng)庫(kù)，由于很多倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)無(wú)法在計(jì)算機(jī)旁邊直接作業(yè)，可以使用手持?jǐn)?shù)據(jù)終端先分散采集相關(guān)數(shù)據(jù)，后把采集的數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集中批量處理。此時(shí)就需要給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員配備帶有條碼掃描功能的手持?jǐn)?shù)據(jù)終端，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集[4]。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)也可以查詢相關(guān)信息。同時(shí)使用帶有無(wú)線傳輸功能的終端，在倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)員操作的同時(shí)就將掃描采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺浼芾硇畔⑾到y(tǒng)中，確保了數(shù)據(jù)的有效性和及時(shí)性，業(yè)務(wù)員在開(kāi)展相關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)過(guò)程中還可以查詢到系統(tǒng)中的相關(guān)倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 備件管理方案的研究

在備件管理方案中，一個(gè)典型的操作流程是：操作員收到發(fā)料指令，然后輸入系統(tǒng)產(chǎn)生一張揀貨單，倉(cāng)庫(kù)管理員根據(jù)揀貨單揀貨下架并預(yù)裝箱，然后把預(yù)裝箱貨物放到托盤(pán)上，裝箱人員把托盤(pán)上的貨物進(jìn)行理貨/裝箱/形成裝箱單并送到傳輸帶上，檢驗(yàn)人員對(duì)傳輸帶傳過(guò)來(lái)的貨物進(jìn)行檢驗(yàn)/放行，其后，貨物到達(dá)包裝區(qū)，包裝人員對(duì)貨物進(jìn)行包裝后，進(jìn)行發(fā)送/報(bào)關(guān)處理，最后通過(guò)物流貨運(yùn)進(jìn)行發(fā)送，具體發(fā)料現(xiàn)場(chǎng)崗位流程如圖1所示，備件出庫(kù)、檢驗(yàn)放行、發(fā)送管理程序、數(shù)據(jù)邏輯如圖2所示。

3 基于無(wú)線PDA的二維條碼方案

3.1 二維條碼的編碼生成原理

圖1發(fā)料現(xiàn)場(chǎng)崗位流程Fig.1 Post process of sending material on-site

圖2備件出庫(kù)、檢驗(yàn)放行、發(fā)送管理程序、數(shù)據(jù)邏輯圖Fig.2 A diagram of sending spare parts out of worehonse,test&release,sending management procedures,data logic

由于二維條碼中包含了備件數(shù)量等信息，因此揀選完成后要重新打印條碼，更換舊的條碼。中國(guó)物品編碼中心在原國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和國(guó)家有關(guān)部門(mén)的大力支持下，對(duì)二維條碼技術(shù)的研究不斷深入。在國(guó)外相關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，于1997年12月制定頒布了2個(gè)二維條碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 17172-1997《四一七條碼》，GB/T 18284-2000《快速響應(yīng)矩陣碼》[5]。本系統(tǒng)選用的是 PDF417條碼，PDF417的二維條碼樣式如圖3所示。

圖3PDF417的二維條碼樣式Fig.3 Style of PDF417 two-dimensional bar code

PDF417的計(jì)算機(jī)編碼生成原理是：根據(jù)不同的條空比例每平方英寸可以容納250到1 100個(gè)字符，PDF417條碼可以將照片、指紋、掌紋、簽字、聲音、文字等凡可數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼，PDF417條碼具有多重防偽特性，它采用密碼、軟件加密及利用所包含的信息如指紋、照片等進(jìn)行防偽，因此具有極強(qiáng)的保密防偽性能[6]。普通條碼的譯碼錯(cuò)誤率約為2%左右，而PDF417條碼的誤碼率不超過(guò)千萬(wàn)分之一，譯碼可靠性極高；PDF417條碼采用了世界上最先進(jìn)的數(shù)學(xué)糾錯(cuò)理論，如果破損面積不超過(guò)50%，條碼由于玷污、破損等所丟失的信息，可以照常破譯。利用現(xiàn)有的點(diǎn)陣、激光、噴墨、熱敏/熱轉(zhuǎn)印、制卡機(jī)等打印技術(shù)，即可在紙張、卡片、PVC、甚至金屬表面上印出PDF417二維條碼，由此所增加的費(fèi)用僅是油墨的成本，因此又稱PDF417是“零成本”技術(shù)。PDF417條碼的形狀可以根據(jù)載體面積及美工設(shè)計(jì)等進(jìn)行自我調(diào)整。

3.2 二維條碼的生成與打印

本系統(tǒng)中生成PDF417碼是操作人員應(yīng)用備件管理系統(tǒng)，填寫(xiě)備件的信息，如件號(hào)、生產(chǎn)日期、合同號(hào)、名稱、數(shù)量、單位、證書(shū)號(hào)等存入數(shù)據(jù)庫(kù)的特定表中，然后由條碼生成模塊來(lái)讀取并打印條碼。二維條碼的打印模塊的主要流程如下：選擇打印機(jī)端口和打印機(jī)的IP地址，本系統(tǒng)選擇的具有網(wǎng)絡(luò)傳輸功能的打印機(jī)，然后從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取備件的信息，如件號(hào)、生產(chǎn)日期、合同號(hào)、名稱、數(shù)量、單位、證書(shū)號(hào)等，根據(jù)編碼規(guī)則，生成 PDF417條碼的指令代碼，然后把生成的指令代碼通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到二維條碼打印機(jī)上，二維條碼打印機(jī)將 PDF417條碼圖形打印出來(lái)。PDF417打印圖像如圖4所示。

圖4 二維條碼打印樣式Fig.4 Printing style of two-dimensional bar code

4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

本方案應(yīng)用于國(guó)內(nèi)某飛機(jī)制造公司的備件管理系統(tǒng)。它是一種利用無(wú)線手持式條碼掃描終端，對(duì)備件進(jìn)行條碼掃描并且可以根據(jù)手持終端上屏幕顯示的文字提示，進(jìn)行揀選的系統(tǒng)。其特點(diǎn)是人機(jī)互動(dòng)，無(wú)線連接。工作人員不斷將掃描信息及文字信息，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，傳輸給服務(wù)器，經(jīng)處理后的信息又反饋給工作人員，工作人員能夠高效地對(duì)對(duì)象進(jìn)行揀選，降低分揀差錯(cuò)率，使用方便快捷。系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖Fig.5 Structure diagram of system logic

該系統(tǒng)由工作站計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、Web應(yīng)用服務(wù)器、交換機(jī)、路由器以及無(wú)線基站和無(wú)線PDA組成。根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要選擇摩托羅拉 SYMBOL MC9090數(shù)據(jù)采集器的移動(dòng)數(shù)據(jù)終端，內(nèi)置Windows Mobile 2003操作系統(tǒng)，可以通過(guò)Web瀏覽器直接查看Web頁(yè)面，而無(wú)線基站采用的是無(wú)線路由器。服務(wù)器在 Windows 2008 Server操作系統(tǒng)中運(yùn)行，采用Oracle 11g數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，Web應(yīng)用服務(wù)器是IBM的webshpere7。

4.2 無(wú)線PDA終端程序的設(shè)計(jì)

基于無(wú)線PDA的二維條碼通過(guò)無(wú)線路由器將無(wú)線PDA MC9090與服務(wù)器互聯(lián)，實(shí)時(shí)地傳遞信息。 操作員直接在倉(cāng)庫(kù)貨架上入庫(kù)，生成揀貨單。到達(dá)揀選貨位后，用手持終端掃描貨位條碼，即可查閱該貨位的備件信息。將備件揀選到周轉(zhuǎn)箱中，在手持上點(diǎn)擊下一裝箱按鈕，系統(tǒng)將信息實(shí)時(shí)傳遞到服務(wù)器上。其中，備件下架揀貨流程如圖6所示，無(wú)線PDA終端操作界面如圖7所示。

圖6 備件位置查詢流程Fig.6 Flow chart of spare location query

圖7 無(wú)線PDA終端操作界面Fig.7 Interface of wireless PDA terminal

5 結(jié) 論

為了提高飛機(jī)備件管理系統(tǒng)中航材出入庫(kù)操作的效率，不僅需要優(yōu)化揀貨作業(yè)的順序，而且還需要盡量減輕操作員的操作負(fù)擔(dān)，減少人為誤操作概率。對(duì)于大型的倉(cāng)庫(kù)，由于很多倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)無(wú)法在計(jì)算機(jī)旁邊直接操作，可以使用手持?jǐn)?shù)據(jù)終端先分散采集相關(guān)數(shù)據(jù)，后把采集的數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集中批量處理。所以給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員配備帶有條碼掃描功能的無(wú)線手持?jǐn)?shù)據(jù)終端，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)也可以查詢相關(guān)信息。

本文所提出的一種基于無(wú)線PDA的二維條碼管理方案，它具有高度自動(dòng)化的特點(diǎn)，既能提高揀貨操作的可靠性同時(shí)可縮短運(yùn)行時(shí)間，提高整體效率和備件庫(kù)的吞吐。目前基于該方案開(kāi)發(fā)的飛機(jī)備件管理系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)某飛機(jī)制造企業(yè)安裝使用，今后將根據(jù)用戶的反饋繼續(xù)完善。

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