賈紅艷

（中鐵十七局集團有限公司山西太原 030006）

1 引言

在“互聯(lián)網(wǎng)＋”等信息化技術蓬勃發(fā)展的形勢下，利用信息化技術助力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理，切實提高管理效率，必然成為重要手段，甚至上升到發(fā)展戰(zhàn)略高度［1］。目前國內(nèi)大部分鋼筋加工配送中心，雖然已采用鋼筋集中加工配送的現(xiàn)代化管理模式，卻仍然存在重硬件而輕軟件的弊端，生產(chǎn)的設備已基本能滿足鋼筋商品化配送的要求，但是在信息化管理方面差距還很大，制約了鋼筋加工配送行業(yè)的發(fā)展。

歐美、新加坡等成型鋼筋應用發(fā)達的地區(qū)，已經(jīng)進入成型鋼筋組合構件加工配送階段［2］，特別是橋梁、樁基、板、墻等標準化程度較高的組合構件基本上實現(xiàn)了在工廠內(nèi)組合成型，然后配送到工地現(xiàn)場進行安裝。并且，成型鋼筋工廠能夠為施工現(xiàn)場提供全過程技術服務——從圖紙翻樣、優(yōu)化鋼筋、料單轉化、過程控制、配送交付到最后的安裝驗收。

石家莊鋼筋加工公司是中鐵十七局集團在石家莊正定新區(qū)獨立設置的鋼筋集中加工配送公司，主要完成石家莊地鐵項目的鋼筋制品配套生產(chǎn)服務。石家莊地鐵三號線一期兩邊段、三號線二期東延段、一號線二期北延段及正定新區(qū)預留工程，共計24個站，1個車輛段，車站鋼筋用量總計約22萬t。鋼筋主要用于車站圍護樁、鋼筋網(wǎng)片、暗挖段鋼格柵、車站主體結構。鋼筋集中加工配送，可有效實行工廠化模式生產(chǎn)，提升地鐵施工現(xiàn)場安全、文明施工水平，更好地控制鋼筋加工質(zhì)量，提升企業(yè)總體形象［3］。

石家莊鋼筋加工公司建廠初期的生產(chǎn)流程可以簡單描述為：鋼筋供應商供應各種規(guī)格批次的鋼筋原材，客戶將技術交底給加工公司的工程部，由技術人員根據(jù)圖紙確定下料任務，交由工人進行領料、下料，并進行加工生產(chǎn)，最后由工程部質(zhì)檢后將制品配送到施工現(xiàn)場。大部分業(yè)務都是人工操作完成，信息技術運用較少，管理中存在以下幾個突出問題：

（1）鋼筋原材采購計劃由人工統(tǒng)籌，難免出現(xiàn)疏漏。

（2）生產(chǎn)過程中很多數(shù)據(jù)靠人工記憶和手工記錄費時費力，并且容易出錯，給企業(yè)帶來損失。

（3）管理人員在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中的大量信息文件存放在個人電腦中，工作效率低下。

（4）管理人員在生產(chǎn)現(xiàn)場盯控，才能掌握現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，耗時耗力。

（5）傳統(tǒng)原材入庫及配送出庫都是靠人工現(xiàn)場記錄，然后再統(tǒng)計到電子表格，容易出現(xiàn)差錯。

（6）傳統(tǒng)設備操作由工人在操作屏上輸入加工信息參數(shù)，對工人要求高；每臺設備獨立工作，管理人員無法快速全面掌握生產(chǎn)動態(tài)。

（7）生產(chǎn)技術交底由標段交給工程部，再轉發(fā)給生產(chǎn)班組長，組長再分類交代設備操作員，多級交底容易出現(xiàn)錯誤。

為了解決上述問題，十七局集團公司專門成立《鋼筋加工配送信息化管理系統(tǒng)》研發(fā)組，并且就此課題申報了2016股份公司的科研計劃，開始針對石家莊鋼筋加工公司鋼筋加工配送管理量身定制一套網(wǎng)絡化軟件平臺系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設計

為了滿足石家莊鋼筋加工公司生產(chǎn)管理的需求，設計一套基于B/S架構［4］的加工廠管理配送系統(tǒng)，將鋼筋制品從原料采購、加工、質(zhì)量檢驗、出庫、施工方收貨的整個過程進行信息化、電子化、網(wǎng)絡化的跟蹤管理，提高管理效率。使用該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量從原材檢驗到生產(chǎn)加工的可追溯管理［5］，同時可以對鋼筋進行套裁優(yōu)化，提高原料使用率。

B/S架構最大優(yōu)點是運行維護比較簡單［6］，能滿足不同人員在不同地點以不同的方式訪問和操作同一個數(shù)據(jù)庫，面向用戶群體廣，系統(tǒng)維護成本低，后期維護升級時，只需在服務器端重新部署軟件，不用發(fā)布新的客戶端程序［9］。系統(tǒng)整體建立在微軟的ASP.NET平臺，采用MVC框架，開發(fā)工具選用VS 2013，開發(fā)語言主要是C#和 JS（Java Script），數(shù)據(jù)庫選用微軟的SqlServer 2008R2。PDA客戶端軟件是一個獨立的Android應用程序。

2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

在整個鋼筋公司內(nèi)建設局域網(wǎng)絡，辦公室架設服務器，部署交換機，設立多個工作信息點，庫房、送貨處鋪設1～2個信息點進行數(shù)據(jù)錄入與采集。每個信息點配置1臺工業(yè)計算機，PDA（Personal Digital Assistant）手持終端掃描設備按需配置，如圖1所示。

圖1 管理系統(tǒng)網(wǎng)絡架構

在生產(chǎn)車間內(nèi)，結合原有的視頻監(jiān)控線路，鋪設有線的聯(lián)網(wǎng)線路。根據(jù)車間的實際面積和位置，放置多個路由器，使每臺數(shù)控加工設備都可以連入生產(chǎn)管理系統(tǒng)。除了有線局域網(wǎng)外，在辦公室交換機級聯(lián)12路（根據(jù)生產(chǎn)點）無線路由設備，各個信息采集點通過無線網(wǎng)卡的方式聯(lián)入局域網(wǎng)內(nèi)。如果生產(chǎn)車間超過100 m，可采用路由器級聯(lián)的方式。PDA設備采用無線網(wǎng)絡802.11b［7］進行實時數(shù)據(jù)采集。

2.2 系統(tǒng)硬件配置

本管理系統(tǒng)需要配置1臺服務器和多臺工作電腦終端、網(wǎng)絡交換機、PDA設備、打印機、掃描儀等各種所需硬件設備，見表1。

表1 系統(tǒng)硬件配置

2.3 系統(tǒng)主要功能模塊的設計

鋼筋加工配送業(yè)務有很強的流程性［8］，這正是信息技術處理的特長所在。

將生產(chǎn)職能按照職能部門的分工進行生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)的定義，劃分功能模塊，如圖2所示。

2.4 數(shù)據(jù)庫設計

根據(jù)上述基本業(yè)務流程中產(chǎn)生的表單數(shù)據(jù)，建立相應的業(yè)務信息表，依據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)需求建立基本信息表、業(yè)務邏輯表等。

3 軟件系統(tǒng)的開發(fā)

軟件分為兩大部分，主體系統(tǒng)在PC端運行，PDA端設置原材和產(chǎn)品的出、入庫管理模塊。主要分為系統(tǒng)管理、合同備案、訂單管理、采購管理、原材管理、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品管理、庫存管理和配送車輛跟蹤等九個功能，涵蓋鋼筋廠的原材采購入庫、加工生產(chǎn)、產(chǎn)品配送三個主要管理業(yè)務。

3.1 軟件界面設計

系統(tǒng)的用戶界面基于B/S的WEB頁，界面是展示給用戶的最直觀的部分［9］，網(wǎng)頁的主體色調(diào)采用了集團公司標識中的鐵建藍。

圖2 系統(tǒng)功能模塊劃分

網(wǎng)頁布局采用常見的三幅式，頂部為Banner區(qū)，顯示系統(tǒng)Logo和用戶信息、提示消息；左邊的導航欄采用手風琴式菜單，可折疊二級菜單；右邊為主體顯示區(qū)域，多功能頁面使用Tab標簽疊加顯示。

3.2 功能模塊開發(fā)

根據(jù)前期對系統(tǒng)業(yè)務流程的分析，課題研發(fā)組對系統(tǒng)開發(fā)任務進行了分工，基本按照系統(tǒng)管理、合同管理、訂單管理、采購管理、原材管理、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品管理、庫存管理、配送車輛跟蹤等模塊來進行詳細的設計和代碼編程。

3.2.1 系統(tǒng)用戶的設計與管理

根據(jù)用戶所在的職能部門劃分不同的角色，按照角色劃分權限。

3.2.2 系統(tǒng)管理

菜單信息、權限信息和系統(tǒng)的備份屬于軟件系統(tǒng)的設置功能；人員信息、部門信息、倉庫信息、貨架、加工班組、公司信息、配送車輛屬于鋼筋加工廠信息范疇；涉及到產(chǎn)品加工合同和加工訂單管理方面的信息有客戶、工程、配送地點。原材的管理需要錄入材料基本信息、供應商、生產(chǎn)廠家、檢測單位等。根據(jù)產(chǎn)品類型的不同，可以區(qū)分加工工藝流程，所以分為鋼筋籠、鋼筋網(wǎng)片、彎箍結構筋和彎曲結構筋。

3.2.3 合同管理

可以“添加”、“修改”、“刪除”合同的內(nèi)容。合同記錄信息可以用來輔助統(tǒng)計和管理生產(chǎn)活動過程中原材和產(chǎn)品信息。

3.2.4 訂單管理

（1）產(chǎn)品技術交底

根據(jù)客戶提供的產(chǎn)品技術交底，設計產(chǎn)品圖形錄入界面，最終形成機器的加工參數(shù)。

按照一次錄入?yún)?shù)可多次使用、多個構件通用的原則，將產(chǎn)品分為組合型產(chǎn)品和單一型產(chǎn)品。機器可完成構件的加工，只要將產(chǎn)品拆分為構件，再將構件的加工參數(shù)轉變?yōu)闄C器的加工指令，就完成了技術交底錄入功能。按照機器類別，錄入界面劃分為三種：結構鋼筋彎曲、結構鋼筋彎箍、鋼筋網(wǎng)片。

系統(tǒng)提供兩種方式來錄入技術交底信息：技術交底Excel文件導入和圖形化界面錄入。

第一種：圖形化技術交底［10］，實現(xiàn)待加工鋼筋構件的計算機圖形界面錄入，根據(jù)錄入?yún)?shù)動態(tài)生成鋼筋構件圖，結合特定數(shù)控設備的技術協(xié)議，生成訂單的加工參數(shù)表。

第二種：技術交底Excel文件導入，減少二次錄入工作量。結合石家莊鋼筋加工公司的實際應用情況，在其現(xiàn)有技術交底Excel文件格式中增加鋼筋圖形的邊長、角度參數(shù)，使用“導入技術交底文件”接口，軟件將文件中的參數(shù)轉化為結構鋼筋彎曲參數(shù)表或結構鋼筋彎箍參數(shù)表，滿足后續(xù)數(shù)控設備加工需求。

（2）周計劃單

集中加工生產(chǎn)首先要根據(jù)客戶下發(fā)的訂單，排好生產(chǎn)計劃。周計劃單就是按照客戶提供的預計使用時間列出最近一周要加工的產(chǎn)品，指導后邊的原材采購計劃和車間里生產(chǎn)任務規(guī)劃。

3.2.5 采購管理

（1）原材需求計劃單

根據(jù)周計劃單中列出的產(chǎn)品，統(tǒng)計所有產(chǎn)品用到的原材規(guī)格和數(shù)量，按照原材編號匯總出需求量，從而確定原材采購量。計算匯總過程中可根據(jù)經(jīng)驗設置原材損耗率。

（2）原材采購單

采購時，系統(tǒng)會列出采購計劃單中的原材需求數(shù)量和現(xiàn)有原材庫存量，操作人員可以人工決策采購量。

3.2.6 原材管理

（1）過磅單

在一個采購單的原材到貨后進行過磅登記。（2）原材點驗

操作員在PDA端程序進入“原材入庫”界面，將每一捆的原材數(shù)量/重量和鋼筋爐批號填入、提交，錄入原材待檢庫，同時打印、粘貼相應的原材待檢標識。

（3）原材送檢委托

試驗人員根據(jù)審核通過的點驗單和試驗通知單號，完成對應批號原材的檢測委托工作。

（4）原材檢驗單

操作員根據(jù)送檢委托單量和鋼筋爐批號錄入對應的原材檢驗報告號，參照檢驗結果進行入庫和退場處理，同時打印、粘貼原材檢驗標識，代替前面的原材待檢標識。

3.2.7 生產(chǎn)管理

（1）生產(chǎn)任務單

工程部根據(jù)標段的周需求計劃安排生產(chǎn)任務，選產(chǎn)品并填入計劃生產(chǎn)數(shù)量保存，生成單號唯一的生產(chǎn)任務單。

（2）鋼筋領料單

根據(jù)生產(chǎn)任務單，統(tǒng)計加工所需原材綜合下料套裁組合，形成原材領用單。

在統(tǒng)計一個生產(chǎn)任務單的用料時，綜合考慮產(chǎn)品構件的下料長度，以最小尾料作為目標［11］對下料方式進行優(yōu)化組合。

本軟件系統(tǒng)調(diào)用Lingo工具軟件對每一組相同規(guī)格型號的鋼筋下料長度數(shù)據(jù)進行建模和求解，保證原材損耗率最小。

（3）原材出庫

操作員使用PDA設備掃描“鋼筋領料單”和原材標識二維碼，輸入數(shù)量，提交完成出庫操作。

（4）用料匯總

結合“斷料方式表”和“原材出庫表”，使用“貪心算法”，匹配不同的斷料長度和原材檢驗報告號，生成“用料匯總單”，統(tǒng)計出余料信息。

（5）生產(chǎn)料牌單

安排一次生產(chǎn)的產(chǎn)品或構件數(shù)量、生產(chǎn)線、加工人、質(zhì)檢員等，打印出本次任務的所有生產(chǎn)料牌和產(chǎn)品標識牌。

（6）批量生產(chǎn)

把本次生產(chǎn)料牌單中的任務下發(fā)到車間對應的數(shù)控設備，同時生產(chǎn)料牌單發(fā)放給設備操作工人，系統(tǒng)也可以查看數(shù)控設備完成工作狀態(tài)。

3.2.8 產(chǎn)品管理

（1）產(chǎn)品入庫

工程部質(zhì)檢員負責檢驗產(chǎn)品，使用PDA設備掃描其生產(chǎn)料牌或產(chǎn)品標識牌上的二維碼，完成半成品或成品入庫操作。

（2）產(chǎn)品配送計劃

工程部配送員根據(jù)各標段的生產(chǎn)需求和配送線路制定合理的產(chǎn)品分車配送計劃。

（3）產(chǎn)品配送出庫

配送員根據(jù)配送計劃單，指導現(xiàn)場裝車操作，同時要用PDA掃描裝車產(chǎn)品的標識牌，完成產(chǎn)品的出庫。

3.2.9 庫存管理

支持用戶分類查詢系統(tǒng)中的原材和產(chǎn)品庫存信息，可匯總當月物資采購和配送信息。

3.2.10 配送管理

配送車輛安裝了GPS定位系統(tǒng)，管理系統(tǒng)中集成車輛信息追蹤網(wǎng)頁，可以實時查詢每臺車輛的運行軌跡。

4 信息化管理系統(tǒng)的應用效果

2018年10月，信息化管理系統(tǒng)正式在石家莊鋼筋加工公司投入生產(chǎn)，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，對生產(chǎn)管理的提升效果主要有：

（1）通過二維碼掃描代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工紙質(zhì)記錄，操作便捷高效。

（2）自動下發(fā)生產(chǎn)指令，減少交底環(huán)節(jié)和人為錯誤。

（3）應用條碼和二維碼技術，真正實現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量追溯。

（4）系統(tǒng)記錄、統(tǒng)計，能夠快速匯總原材庫存、產(chǎn)品加工、用戶供應等數(shù)據(jù)，隨時掌握生產(chǎn)動態(tài)。

（5）系統(tǒng)的套裁優(yōu)化功能，可以統(tǒng)籌計算不同產(chǎn)品的下料長度，得出優(yōu)化的下料方式，減少鋼筋尾料、廢料，降低原材損耗。

5 結束語

信息作為新的生產(chǎn)要素，既能直接推動生產(chǎn)效益的增長，也能間接影響企業(yè)的發(fā)展［12］?！颁摻罴庸づ渌托畔⒒芾硐到y(tǒng)”彌補了石家莊鋼筋加工公司管理信息化系統(tǒng)的缺失，既提升了企業(yè)現(xiàn)代化管理水平，也提高了生產(chǎn)效率，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。