制造企业批号质量追溯问题与对策研究_管理科学论文 摘要：针对批号质量追溯中产品批号磨损造成的产品追溯信息缺失、追溯链“批号孤岛”、拆批、并批和混批造成的在制品管理混乱等问题，在分析问题原因的基础上，提出了相应的解决方案，并对方案的可行性，成本和约束条件进行了研究，最后结合具体的应用案例说明了该研究方案的实用性 关键词：批号管理 质量追溯 数据共享 在制品管理 1 概述 目前大多数制造企业在产品质量追溯方面普遍采用批号追溯的方式批号包括物料批号和生产批号，物料批号偏重于物料管理使用，其目的是使物料管理达到更细致层面，还常与物料的属性结合使用；生产批号，可用于追踪、保值期管理、质量管理等方面，一些行业还要结合序列号使用现在很多行业里面一般会把物料批号和生产批号合二为一例如：汽车行业的批号，食品行业的批号[1]在电子、机械、仪器行业，企业通过批号和序列号可以追踪产品质量问题和进行售后服务[2] 在企业引入ERP、MES、PDM等系统后批号管理变得更加的方便和快捷，利用批号在计算机中可以方便的查询每种产品的用料情况、加工过程信息，从而实现产品向前和向后的快速追溯[3]。
批号管理也有一些不足之处，例如产品批号及顺序号的磨损会使产品的追溯信息缺失，也使对质量事故的追溯变得困难；“批号孤岛”是借用“信息孤岛”一词演化而来，是指由于批号编制上的独立性，造成批号的使用范围仅仅局限于本企业内部，出现企业之间的追溯信息断层虽然此种情况在两家企业协商后一般都可以解决，但造成了追溯时间和精力上的浪费；此外，拆批、并批、混批之后造成的在制品管理混乱是批号质量追溯的又一问题 对于上述批号产品质量追溯问题，本文提出了二次标记式批号、批号衔接编制和拆批、并批、混批解决方案 2 制造企业批号质量追溯的现存问题 批号产品管理方式将产品的使用原料、加工过程等信息包含在小小的编号之中，对在制品的现场管理、质量问题的追溯管理都带来了很大的方便[4]，但批号管理和追溯的方式存在的问题也在一定程度上困扰着很多企业 对于制造企业而言很多易磨损部件同时也是很多机器上的重要部件，客户往往对其有严格的追溯要求，而当部件发生磨损时其上的产品批号及序列号有时也被一同磨损而导致无法识别 在使用过程中产品发生质量问题时大多数需要对导致问题的部件沿供应链进行逆向的追溯对于深层次的问题需要在企业之间进行质量追溯，但由于企业文化、工作习惯和商业保密等原因企业在批号编制时往往各自为政，上游企业的批号下游企业一般都很难“解读”，在此种情况下需要与编制该批号的企业进行必要的沟通，当被沟通企业不认同沟通企业提出追溯请求时，极易出现扯皮的现象使追溯无法进行，也大大降低了产品质量追溯的效率。
拆批、并批和混批的问题也是企业在批号管理时常常会遇到的问题，对于数据操作层面而言批号的修改不是什么困难的问题，然而实际的物品由于拆批、并批和混批的操作，造成现场批号管理中物卡不符、流转文件遗失等现象时有发生，给在制品的管理和企业日后对产品的质量问题追溯带来了不小的影响对于此种情况企业一般采用流转卡的方式解决，并强制规定“单随物走”，保证流转卡与相应的批次一一对应，但这样做仍然存在很多问题 3 制造企业批号质量追溯问题的对策研究 针对上述使用批号及顺序号进行产品质量追溯中遇到产品批号及顺序号磨损、批号上下游企业无法衔接，以及拆批、并批和混批带来的现场在制品管理混乱的问题，提出了以下对应的解决方案 3.1 二次标记式批号——针对于批号磨损问题 对于一些批号在产品使用中较易磨损的部件，有两种对策：一是在零件的另一个部位再打制一个相同的号码作为原批号和序列号的备份，当原批号和序列号磨损时可以读取备份号码这种方式的使用有很大的局限性，因为鉴于零件表面光洁度以及零件尺寸等的要求限制，很多零件不允许或无法打制备份批号；第二种方法是使用二次标记式批号，即在与批号同零件的不同部位再加打一个可以和批号对应的记号，通过此记号可以推算出或是查到相应的批号。
一些工艺流程复杂的产品往往都有较长的批号和序列号，号码的长度越长其造成磨损而无法识别的概率也就越大二次标记式批号就是在追溯性要求比较严格而又无法进行备份批号打制的零件上，在与批号不同的部位打制另外一个比现有批号短得多、小的多的相关标记，此标记在编码格式、打制方式上均可与原号码不同，如采用激光码等方式由于只是对单一批号进行再标记，所以其长度和零件上的原号码相比要短得多、小得多例如用三到四位的字母对批号进行顺序编码标记如果需要此种追溯的产品数量不多的话，可直接采用给原有号码编制序列号的方法，诸如用AAA标识第一个批号，AAB标识第二个批号，以此类推……这样就有17576种组合，若用四位字母即有456976种组合可以为这些重要的批号专门编制一个其序列号与原批号和序列号对应的文档，当批号和序列号损坏或磨损时，可以读取同零件上的二次标记查到对应的批号（如图1）当然有条件的企业可以采用激光刻制等更为先进的标注手段需要指出的是企业在采用PDM等系统之后也可以直接用二次标记的代码代替原批号和序列号，但此时该标记磨损的现象仍然存在，并且很多企业员工习惯用批号加序列号而不习惯用全序列号的方式，因为相对序列号而言批号的相应字母往往有一定的标识意义，员工较为容易记忆和理解。
二次标记的代码由于在编码规则、长度、标记方式上都与原批号有很大的差异，故要实现二次标记一般需要建立新的代码打制系统建立系统的成本根据代码的需求的不同会有较大的区别例如激光二次标记显然要比普通的方式成本高得多，此外还要考虑二次代码系统维护和人工操作等费用，如果这些费用的总和大于由于该零件无法追溯造成的后续损失的话，那么系统的建立是得不偿失的下面是对这一问题从成本角度进行决策的数学研究 假设零件的设计寿命为L，二次标记系统的使用期限为P，原批号及序列号被磨损而无法识别的概率服从参数为λ的指数分布，其概率密度函数为：f（t）=λe-λt，则该零件在设计寿命周期内发生追溯标识无法识别的概率为F（t）=λe-λtdt由于二次标识后追溯信息丢失的可能性大大减少，为了便于理解和简化计算设原批号和二次标识同时磨损而又同时无法识别的概率为零，该零件在设计寿命周期内发生故障而引起追溯事故的概率服从另一个指数分布，其概率密度函数为：g（t）=ke-kt，则在设计寿命周期L内该零件发生质量事故而又无法追溯的概率为：φ（t）=f（t）dtg（t）dt，通过追溯事故的原因避免类似事故再度发生而为企业挽回的损失为： Y=QNφ（t） =QNf（t）dtg（t）dt =QNλe-λtdtke-ktdt Q——每个故障零件引起的客户赔偿费用 N——在期限P内预计生产该类零件的总数 与二次标记系统建立运行的总费用比较得到的最终决策函数 如下： φ（t）=M R-Y =M R-QNλe-λtdtke-ktdt M——新标记打制系统建立费用 R——使用期限P内的系统维护及人工费用 当φ（t）>0时，用于建立新的标记打制系统以及打制过程的费用高于该类部件由于无法追溯造成的损失，此时从成本的角度考虑新的标记打制系统没有必要建立。
当φ（t） 由于在整个加工过程中固定批次的零件总是存放在放置于固定的搬运小车中，而此时流转卡及其他相关的流转文件便可以固定在该小车上当批次内的零件数量较多一辆小车无法搬运时，可以放置于某个小车组的多个小车之中，小车组内的小车再以顺序编号如1-1小车，1-2小车，1-3小车同属第一个小车组，其内放置着同批次的A类零件需要做分批操作时将分开的几批零件分别放入标识不同批次的小车之中，要并批时则将不同批次的零件放入同一小车或小车组之中，对于混批的零件在需要混批数量不大的情况下可以在小车内设置醒目的隔段及标识来区分插入的批次以上的操作都要在文件或是制造信息系统中做相应的记录改动，以便后续对产品的跟踪 为了适合不同大小和形状的产品，小车也可以设计成车体的长宽可以调解从而调整车体内容积的方式若车间内设备附近的空间狭小，则可以将小车的车厢用隔段一分为二，一个隔段放置代加工或装配的零件，另一个隔段放置已经加工好的零件，并且两个隔段上分别做上醒目的标记来区分流转卡可以放置于小车较醒目的地方，并将流转卡在小车上的安放位置设计成既方便取用又不易散落的形式 在采用“车随物走”的方式进行产品批次管理的时候，小车内的零件随着小车按照工艺路线进行顺序加工，此时各个小车内放置的零件数量多少对于整个生产线平衡有重要的影响。
当小车内装载的零件数量过多时，会使一些设备负荷过重，而另一些设备可能处于闲置状态数量过少又会使设备闲置，或是时常需要对工装夹具，刀具及设备的运行状态进行调整，因此需要通过适当的方式来确定小车内应当放置的零件数 设某企业有n批次物料待加工成零件或产品，该企业共有加工设备m台，Cij表示第i台设备每小时加工第j批零件的个数，bk表示每辆小车中可以容纳第k批零件的个数，小车的最大设计容积设为Z，构造约束矩阵： 则Ak=表示第k台设备的一个加工时间，当Z增大时bi的值也随着增大，故Ak值也将增大矩阵中的“0”元素表示该设备不用来加工对应的零件，既不存在改该道工序同样地设pij表示第i台设备加工第j批零件的生产准备时间，则与上述矩阵对应的生产准备时间矩阵为： 则Dkpki表示第k台设备总的工作准备时间，那么每台设备及操作人员总的工作时间为Yk=Ak Dk，要使人员和机器不处于闲置状态那么Yk≥（假设每批产品的计划加工时间均大于一个工作日） 由于很多工序如切割、车铣等都可能使零件加工前后的数量发生改变[8]，设dij表示第i批物料（零件）预计分配到第j台设备上加工的数量，则可以得到每批零件的总加工时间矩阵： 那么Gi=便表示第i批原料（或零件）全部加工完成所需的总时间。
在场地允许的情况下设定的Z值要尽量大于dij个零件占据的空间如果dij个零件占据的空间值过大，要调整Z的值，使其值尽量为Z的整数倍再设Ji表示第i批原料（或零件）的计划完成时间，那么必须保证Gi≤Ji，即保证加工在计划的时间内完成，故在设计小车的容量Z时要满足上述所有的约束要求 上述矩阵中的参数Gi，Ji，m，n，bi，…bn，pij，dij均可以从产品工艺文件和生产计划文件中直接获得 采用“车随物走”的在制品管理方式，不仅有利于批号的管理，还可以规范车间的物流状况，减少在制品在车间内的堆积现象对车间管理流程的标准化，操作人员工作量的衡量也都具有重要的意义 4 结论 通过对批号追溯过程中产生的三大问题：产品批号磨损、批号上下游企业不衔接、拆批并批和混批造成的在制品管理混乱的深入思考和分析，提出了“车随物走”的解决方案，对企业在制品的现场管理有一定的参考价值 参考文献： [1]梁明哲.企业批号管理之谈［EB/OL］. [2]cityhunter.金蝶K/3中批号管理的应用介绍［EB/OL］. [3]李超.质量追溯信息管理系统的设计和实现[D].山东济南：山东大学，2007年4月． [4]覃学强.企业管理实务[M].电子科技大学出版社.2007年03月第一版. [5]黄健宇.企业的产品标识系统[J].机械工业标准化与质量.2006年01期：19-22. [6]黄婕.制造企业产品质量追溯系统研究[D].湖北武汉：武汉科技大学，2006年5月．。