条码在军工企业中的应用

数控加工中心是一个流程化的生产车间，只有对各种生产数据（工件、刀具、工装、加工机床、工序内容）、人员信息、质量信息进行实时采集，管理信息系统才能根据采集的数据对人员、设备、物料等进行动态管理和生产过程进行实时跟踪，及时生成各种统计、核算信息，为管理者决策提供有效的依据。但数控加工中心在信息的采集方面大多沿用传统的人工输入方式，存在费时、费工、不准确、实时性差等问题。影响了数控中心的人员、设备、物料等资源使用情况的动态跟踪，成为制约各信息系统发挥作用的重要因素。

条码技术是一种自动识别技术，具有输入速度快、准确率高等特点，条型码技术作为信息管理系统的数据录入手段已成为必然趋势。条型码技术应用较为复杂，不仅涉及到硬件设备，更涉及到相应的软件系统是否开发成功、管理模式的更新和应用环境的好坏。该项目的目的旨在通过条码技术的应用，使数控加工中心各计算机应用系统的数据采集更为准确、快速、及时，为提高企业信息化水平发挥重要的作用。

2、系统目标和要求

数控加工中心条码技术应用项目的目标是主要通过对工件、工装、刀具等单一对象的唯一条码标识，提高人工对象识别及生产管理信息和工艺信息采集的准确性和快速性，提高工作效率，同时通过条码技术在生产管理过程中的应用，使生产管理流程规范化、标准化、自动化。

具体目标是建立一个数控加工中心条型码应用原型系统，实现基本工艺信息条码的标识，打印及录入功能，实现对工装、刀具、零件等实物的条码标识，为以后逐步实现制造业信息化信息物流的管理和控制提供有效的基础保障。并在部分条件成熟的部门或应用系统中得到应用，逐步实现对零件加工过程的动态跟踪和对制造资源进行有效配置，达到提高提高生产效率的目的。

数控加工中心条码技术应用项目要求所开发的物流信息管理系统，对产品物料、生产过程实现条码信息实时管理，使物流管理信息系统信息资源与企业已经具备的信息管理系统之间实现信息交换的无缝连接。

3、实施方案和途径

3.1   系统框架

数控加工中心条码应用系统在功能上采用层次与模块相结合的结构。系统的总体框架模型为三层模块化结构，包括网络层、网络数据库管理系统层、系统应用层三个层次，网络系统和网络数据库管理系统构成基本运行环境，在条码翻译模块基础上，根据应用要求配置各应用系统。系统总体结构如图1所示。

3.2 技术方案和技术途径

3.2.1 条码技术应用流程设计

3.2.1.1工装出入库管理中的条码技术应用流程设计

由于数控加工中心不是工装的制造源头单位，只是工装的使用单位。因此数控加工中心采用条码技术对工装的管理有一定的局限性，主要对工装整体（不具体到工装的配件）的出入库及现场流通过程进行跟踪。同时考虑现场条码技术的应用的滞后性及现行工装管理流程，主要考虑通过工装实物上粘贴条码的方式实现对工装的唯一标识，同时在工装履历表上粘贴对应条码来实现对工装出入库的符合性验证及跟踪。

工装入库：新工装入库时，根据合格证将工装各项参数录入数据库；然后，物料管理系统产生标识每一个工装的唯一二维条码标签，贴到工装履历表上，入立体库存放。

工装出库：工人手持工艺信息卡到工装库，管理员扫描工艺信息卡上的条码，便将工装信息自动录入物料管理系统；系统自动查询工装存放位置取下工装，经核实无误后，随工装出库。

工装返还：工人将工装送到工装库，管理员扫描工装条码，管理员检查工装状况，将工装入库，物料管理系统自动处理使用信息。

3.2.1.2刀具出入库管理中的条码技术应用流程设计

刀具的品种规格众多、使用寿命短、出入库频繁，对刀具进行条码管理不仅能提高刀具出入库的快捷性，而且是对刀具的使用跟踪及刀具寿命管理的有效辅助手段。但由于刀具的规格大小各异，条码粘贴困难，同时由于刀具的圆柱粘贴表面，给条码的识别造成一定的困难。根据目前数控加工中心刀具配送管理过程中采用刀套、刀具整体配送、整体回收的特点，通过在刀具盒或刀套上粘贴条码标识刀具的方法，实现对刀具的使用跟踪。

刀具入库流程：新刀具入库时，根据合格证将刀具各项参数录入数据库；然后，刀具管理系统产生标识每一把刀具的唯一二维条码标签贴在刀具盒上，最后入立体库存放。

刀具出库流程 ：工人手持工艺信息卡到刀具库，管理员扫描工艺信息卡上条码，便将刀具信息自动录入；系统自动查询刀具存放位置取下刀具，扫描刀具盒上的条码，经核实无误后，生成一个二维码标签挂在刀套上，随刀具出库。 

刀具返还流程：工人手持刀具到刀具库，管理员扫描刀套上条码标签，刀具入库，系统自动处理使用信息。

3.2.1.3现场管理中条码技术应用流程设计

现场管理过程需要对工人、机床、工装、刀具、工艺规程、NC程序等制造资源进行调度、验证，对其使用过程进行规范、跟踪、监控，通过工艺信息卡上通过条码标识各种加工资源，记载这些加工资源的使用顺序。现场管理中条码技术应用流程设计利用条码识读快速准确的特点进行设计的，具体流程如图2。

采用参数调用方式采集串口中的条码信息，然后将信息传入到各个相关的管理系统中，达到与其它系统无缝连接的目的。

采用条码翻译控件和关联程序方式与各应用系统进行数据通信，实现数据的条码输出和录入。

条码信息系统主要功能模块

n 系统管理模块：担负着基础信息管理以及系统内部集成与外界相关系统集成的重要职责。包含条码信息的数据环境设置、条码格式指定、权限管理、用户登录、模板设置、以及数据浏览、条码打印模板设置等，并对条码输入进行端口设置、输入有效状态等进行控制。

n 工艺信息管理：对工艺信息数据（如零件图号、毛坯等）实行电子化管理，摆脱传统的单一的FO管理模式。能对零件的工艺规程进行电子化阅读和输出，方便现场及生产控制部门的信息发放、收集和处理。信息的处理涉及对CAPP信息的处理、通信和解码，工艺信息内容的检索、条码模板编制、条码预览、条码输出、条码输入以及信息的反向检索。其中也包括对输入输出内容的数据完整性约束和容错处理。

n 工序信息管理：工序信息模块是对零件工艺信息的工序级的补充，除了工艺信息模块的特征内容外，还涉及到该工序所使用到的设备名称、设备型号、工装型号、检验标识、检验记录以及该工序的工序号及数据识别编码。

n 工步信息管理：工步信息模块是工序信息的进一步细化，对每一工序的内容进行单一工步的分隔。以明确操作步骤、顺序以及每一工步所使用的刀具名称、刀具图号、刀具规格、NC程序文件名等。工步信息模块的处理过程是工艺路线、工艺信息、工序信息等模块的综合体现及运用。

n 条码生成软件模块： 条码生成软件模块需要系统底层的支持，还需要进行模板的定制。条码的系统支持模块是调用Bartender软件来实现的。而模板的定制需要根据需求来进行。如工艺模板、工装模板、刀具模板等都必须制定相应的格式。每一种格式都必须符合一定的编码规则。以实现我们所需要的打印信息。这可以借用软件脚本控制语言来实现多个打印方式的功能，如工艺条码的生成等。

热转印条码打印机的驱动程序模块

n 扫描器数据接收及处理软件模块：扫描器数据接收及处理主要是对串口进行操作，包括数据信息的侦测、数据接收、解码、发送、清除等功能。在数据接收方面具有中英文及字符等的识别和处理功能，防止出现乱码。在发送方面不仅要求对指定窗口进行输入外，还要求对基于WINDOWS系统的可输入窗口都能不加限制的输入。如除了本程序能接受扫描器输入外，还能对记事本、Word等字处理软件进行输入。数据的解析过程相对较为复杂。程序形式可以两种形式出现：集成和关联

n 与成飞信息管理系统的接口软件模块：为了有效实现各信息管理系统的数据通信，必须统一设置各系统与条码系统的编码规则。根据这一编码规则，制定各系统所有需用的信息条码模板。编制相关脚本，控制输入输出的信息流，达到数据通信的目的，在此基础上才能实现对条码信息进行打印、扫描等工作。然后通过扫描器数据接收及处理关联模块，实现对串口数据的自动侦测和发送，保证有数据输入时，能快速、准确地发送给各信息系统对应接口。该关联除了完成这些功能外，还应具备条码内容的校验、串口设置等功能。

4、突破的关键技术和技术创新点

4.1条码工艺模板定制

条码工艺模板是条码系统正常运行的基础。其制定原型是基于生产实际的。如刀具条码、工装条码等。传统的条码应用一般为一维条码，这种条码与二维条码相比，其内容形式较为单一，储存的内容有限，不能进行加密传输，纠错性差，一旦设计定型后，其信息内容扩展也容易受到条码大小的限制。正是如此，二维条码的优越性就发挥出来了。

模板的定制首先要对条码标签进行选型，以确定标签的大小、介质。这就需要考虑条码张贴的位置、工作环境和实际工作中需要传输的信息量，由工作环境可以确定条码标签的介质类型，如是否抗潮、抗腐蚀、抗冲击、抗冲蚀等；由张贴位置可以确定标签的大小、碳带的大小和打印机类型；由信息量可以对标签的大小进行一定的调整。

条码标签的大小确定以后，就需要考虑条码信息的表现形式。标签上的信息有两种：明码和条码。明码是给人看的，除了一般的信息以外，还具有一定的纠错信息。保证条码在外力破坏以后能对该信息进行检索和恢复。条码就是指打印在条码中的符号信息，其中的信息只能由扫描器数据接收及处理软件模块来进行处理。

当条码选型完成以后，就需要进行条码模板的定制。这是整个模板定制的重要环节。对于刀具、工装来说，其编码规则和打印页面较为简单，而对于工艺信息来说，就显得复杂得多。因为工艺信息是用A4页面进行打印的，其排列打印不同于标签条码。需要程序控制其换行、换页、控制局部的信息的可见性，实现工艺信息中多工序、多工步的连续打印。打印内容覆盖了刀具、工装、机床、操作者、零件路线、工序信息、工步信息等多个子系统中所需的条码信息。

这对于传统的条码模板来说，可以说是从未遇到过的。连软件提供方和专业条码服务提供商都不能提供解决方案。经过我们的大量实验，运用脚本控制语言和在打印数据中进行特殊处理，最终实现了工艺条码的模板定制。达到了预期的目的。

5、结束语

条码技术作为一个成熟技术，在国外的工业企业中已经得到广泛应用，国内部分企业在库存管理、备件管理、物流管理中也得到初步应用，但条码技术在数控机加工行业中的应用还处于起步阶段。本项目根据条码技术及成飞数控加工中心各管理信息系统的特点，建立了条码技术在工装、刀具、现场管理过程中的应用流程，解决了条码解释系统与各应用系统之间的集成技术问题。目前条码技术在成飞数控加工中心工装、刀具的库存管理中已得到了实际应用。其应用情况及效益具体体现为：

（1）提高了工装、刀具编号输入的速度及准确性；

（2）降低了劳动强度，大大减少了操作人员的工作量；

（3）提高了工装、刀具的出入库效率及信息采集的准确性；

（4）操作简便、快捷，使生产管理流程规范化、标准化、自动化。