【正文】 所 在 單 位答 辯 日 期授予學(xué)位單位： 工學(xué)碩士： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院： 2008 年 6 月： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classified Index：TP315U. D. C. ： Dissertation for the Master Degree in EngineeringLOGISTICS MANAGEMENT SYSTEMSUPPORTING PRODUCT ANDMATERIAL TRACING AND TRACKINGCandidate：Supervisor：Academic Degree Applied for：Speciality：Affiliation：Date of Oral Examination：University：Tu CuicuiAssoc. Prof. He TingMaster of EngineeringComputer Science and TechnologySchool of Computer Science andTechnologyJune, 2008Harbin Institute of Technology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，物料種類增加，給企業(yè)的物流管理帶來了新的挑戰(zhàn)。產(chǎn)品售后服務(wù)不佳，缺乏對產(chǎn)品質(zhì)量故障的預(yù)見性。首先通過研究航空企業(yè)的物流管理的特點(diǎn)，提出進(jìn)行追蹤溯源的重要性，然后介紹了批次的概念，闡述了進(jìn)行批次管理的原因并對批次管理的技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹，在此基礎(chǔ)上提出了批次管理模型并給出了模型的形式化定義，接著本文介紹了追溯BOM并研究了支持物料追蹤溯源的物流管理模型。關(guān)鍵詞物流管理；物料追蹤溯源；批次管理I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWith the continuous development of enterprises, the material type increases,has brought new challenge for enterprise39。航空航天企業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的企業(yè)，因此國家對各方面都給予了很大的投入和扶持[1]。合理的物流管理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對企業(yè)各種物料的有效管理，實(shí)現(xiàn)資源的有效配置，降低經(jīng)營成本，而且能夠?yàn)轭櫩吞峁﹥?yōu)質(zhì)的服務(wù)，不僅能為企業(yè)獲得成本優(yōu)勢也能為企業(yè)活得價(jià)值優(yōu)勢[2]。航空工業(yè)企業(yè)不同于一般工業(yè)企業(yè)，對物料有嚴(yán)格的質(zhì)量要求，一旦發(fā)生質(zhì)量事故，甚至可能導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的失敗。本文結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，研究了支持追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)的物料批次管理模型和支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理模型，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)。從 20 世紀(jì) 50 年代到現(xiàn)在，物流管理的發(fā)展經(jīng)歷了許多的變革，也有了巨大的發(fā)展。準(zhǔn)確地說，這個(gè)階段物流管理并未真正出現(xiàn)，有的只是運(yùn)輸管理、倉儲管理和庫存管理。物流管理的關(guān)鍵則是系統(tǒng)管理從原材料，在制品到成品的整個(gè)流程，以保證在最低的存貨條件下，物料暢通的買進(jìn)、運(yùn)入、加工、運(yùn)出并交付到客戶手中。供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)包括供應(yīng)商、制造和組裝工廠、分配中心、零售商和最終客戶等組成的網(wǎng)絡(luò)[6,7]。因此，制造系統(tǒng)的優(yōu)化是供應(yīng)鏈的一個(gè)關(guān)鍵問題：怎樣使一個(gè)生產(chǎn)線更具效益，怎樣充分利用機(jī)器和機(jī)器之間的緩沖區(qū)。Rogers和Tsubakitani[8]在有投資約束的情況下,對于多庫存地點(diǎn)的產(chǎn)品部分的庫存水平給出了一個(gè)必要條件并計(jì)算了最優(yōu)狀態(tài)的臨界比率。 3哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文1.買方買方協(xié)作供應(yīng)鏈的開始一端是原材料供應(yīng)商和子裝配系統(tǒng)間的協(xié)作，這一部分的成本往往要占到銷售值的50%以上。2.生產(chǎn)分配協(xié)作這種協(xié)作的形式多種多樣，產(chǎn)品可以是去進(jìn)行制造，或分送給分配中心，零售商及工廠。3. 庫存分配協(xié)作隨著顧客對服務(wù)需求的增長，供應(yīng)鏈中這種協(xié)作的研究更重要了，而且開始了對帶有隨機(jī)因素的多級庫存系統(tǒng)的研究。在供應(yīng)鏈管理體系下，要求物流不斷提高效率，提供更好的服務(wù)，為此采取如下措施來加強(qiáng)物流管理。2.建立科學(xué)合理、合理、優(yōu)化的配送網(wǎng)絡(luò)和配送中心 4哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文3.充分利用第三方物流供應(yīng)鏈管理的運(yùn)用使現(xiàn)在企業(yè)物流管理有了新的特點(diǎn)。物流服務(wù)方式的多樣化[20]。雖然沒有實(shí)施批次管理模式也可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品跟蹤的功能，但是這樣實(shí)施的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及基于批次管理而實(shí)現(xiàn)的效果。對于進(jìn)行批次管理的產(chǎn)品，主要有兩種批次管理的方法。另一種是批次非單件處理，這些產(chǎn)品一般是數(shù)量較多，體積小，很難區(qū)分單件產(chǎn)品，一般在流程型企業(yè)使用，像制藥[22]、食品等行業(yè)的產(chǎn)品多數(shù)采用批次非單件管理。在到貨入庫時(shí)需要記錄產(chǎn)品的供應(yīng)商、采購信息、入庫信息、到貨日期等屬性；對于生產(chǎn)入庫的產(chǎn)品，在生成批號時(shí)要記錄產(chǎn)品的生產(chǎn)條件、質(zhì)量等級、生產(chǎn)時(shí)間等屬性；對于領(lǐng)料出庫時(shí)，則主要記錄與舊批號的關(guān)聯(lián)關(guān)系，物資的用途；在銷售產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的批號，則要記錄與舊批號的關(guān)系，銷售的客戶等銷售信息；對于由于調(diào)整或其它原因進(jìn)行批號拆分和合并的情況，要記錄舊批號與新批號的關(guān)聯(lián)關(guān)系等。下面對這兩種方法進(jìn)行簡要介紹。2.基于時(shí)間的追蹤 BOM 生成算法在企業(yè)內(nèi)，對于一批物資，從入庫單可以準(zhǔn)確地知道它的入庫時(shí)間，從出庫單可以知道它的開始出庫時(shí)間和最后出庫時(shí)間。通過這個(gè)分析可以馬上會得出該批物料可能被用到了哪些產(chǎn)品或零部件中。首先介紹了批次管理技術(shù)，批次管理是實(shí)現(xiàn)追蹤溯源的一個(gè)基本技術(shù)，是進(jìn)行產(chǎn)品物料追蹤溯源的基礎(chǔ)，良好的批次管理體制是追蹤溯源實(shí)施的保證。在工程方面，本文對物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。 7哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文為什么要研究支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)如何著手研究提高質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品物料的可追溯研究結(jié)果物料批次管理模型的研究追蹤溯源產(chǎn)品物料追蹤溯源的研究物料批次管理模型支持物料追蹤溯源的物流管理模型追蹤溯源算法支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)需求 總體 功能數(shù)據(jù)軟件程序典型 特點(diǎn)及分析 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)庫設(shè)計(jì) 技術(shù)流程界面優(yōu)勢圖 11 研究思路Figure 11 Research route 8哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第2章 物料追蹤溯源相關(guān)技術(shù)問題的研究本章主要針對航空企業(yè)物流管理現(xiàn)狀，提出批次管理模型和支持物料追蹤溯源的物流管理模型，并在此基礎(chǔ)上研究了追蹤溯源算法。現(xiàn)代物流管理是建立在系統(tǒng)論、信息論和控制論的基礎(chǔ)上的。由此可見，企業(yè)物流管理系統(tǒng)制造企業(yè)物流系統(tǒng)是一個(gè)承受外界環(huán)境干擾作用的具有輸入→轉(zhuǎn)化→輸出功能的自適應(yīng)體系，根據(jù)其作業(yè)內(nèi)容的不同，可劃分為供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、銷售物流、逆向物流四個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)物流的特征如下：1. 供應(yīng)物流生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)的輸入，即企業(yè)供應(yīng)物流，它是企業(yè)物流過程的起始階段。3. 銷售物流銷售物流是生產(chǎn)企業(yè)物流的輸出系統(tǒng)，承擔(dān)完成企業(yè)產(chǎn)品的輸出任務(wù)。(3)由于航空產(chǎn)品的特殊性,對質(zhì)量和安全的要求高于一切，決不允許材料有半點(diǎn)質(zhì)量問題。為此，一旦發(fā)現(xiàn)某種物料不合格，則可能導(dǎo)致整批物料報(bào)廢，所以航空企業(yè)的物流管理不僅要管理好通常的物料到貨、庫存、加工裝配及供應(yīng)，還必須具有完善的物料追蹤管理能力，必須能夠追查到進(jìn)廠物料的來龍去脈，即進(jìn)行物料的溯源與追蹤。 對 于 批 號 ， GMP(GoodManufacturing Practice)第六十七條給出了如下含義：用于識別“批”的一組數(shù)字或者字母加數(shù)字[28]。通過批次管理既可以提高企業(yè)的管理質(zhì)量，又可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。雖然沒有實(shí)施批次管理模式也可以實(shí)現(xiàn)物料的追溯的功能，但是這樣實(shí)施的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及基于批次管理而實(shí)現(xiàn)的效果。物料批次管理是質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)貫穿于整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的全過程、由全體員工參加的管理活動，從原材料進(jìn)貨到生產(chǎn)制造以及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和交付發(fā)貨等過程都存在批次管理問題。這些企業(yè)的產(chǎn)品雖然是按照批次生產(chǎn)，但是為了售后服務(wù)的方便每批產(chǎn)品還要單獨(dú)區(qū)分。要保證批次編碼的 12哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文唯一需要對批次編碼采用一定的控制方式。同一“存貨（或商品）”在所有的“庫存組織”的批號唯一，不能有重復(fù)的批號。在整個(gè)集團(tuán)范圍內(nèi)，所有存貨（或商品）的批號都不能重復(fù)。合適的批次控制可以有助于提高企業(yè)的管理水平和提高產(chǎn)品追蹤的性能。如果標(biāo)識采用的是供應(yīng)商所提供貨物的批次不需要對批次作特別處理。對于自制物料入庫，庫管員也可以對沒有給定批\件號的物料進(jìn)行編號。以上描述了物料批次生成的幾種情況，企業(yè)可以根據(jù)自己產(chǎn)品的特點(diǎn)來生成批號。上面給出了批次管理的概念并進(jìn)行了分析，知道了什么是批次管理以及需要注意哪些問題，但是真正實(shí)現(xiàn)批次管理還需要一些硬件條件。生產(chǎn)過程要進(jìn)行批次管理，在生產(chǎn)過程中要以批次來區(qū)分物資。批次管理涵蓋了整個(gè)業(yè)務(wù)流程，下面給出批次管理模型的形式化定義。通過批次管理不僅能實(shí)現(xiàn)物料按批管理的要求，還能夠?qū)崿F(xiàn)新批次和舊批次之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)外購物料從進(jìn)場到入庫最后加工成產(chǎn)品銷售給客戶整個(gè)過程的批次轉(zhuǎn)換過程的管理。為了描述產(chǎn)品的組成關(guān)系，人們提出了很多不同的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些方法主要從輸入，輸出，數(shù)量以及比例方面描述產(chǎn)品的組成關(guān)系。追溯 BOM 描述了某批次的產(chǎn)品由哪些零部件的哪些批次裝配而成，某批次的零部件都裝配到了哪些產(chǎn)品中。追溯 BOM 的構(gòu)造需要制造BOM、領(lǐng)料數(shù)據(jù)和實(shí)際裝配數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)單據(jù)的支持。圖 24 產(chǎn)品 A 的結(jié)構(gòu)樹Figure 24 The tree structure of product A圖 25 產(chǎn)品 A(P1)的追蹤結(jié)構(gòu)樹Figure 25 The tracing tree structure of product A(P1)追溯 BOM 不像傳統(tǒng)的 BOM 那樣保持不變，追溯 BOM 是隨著產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)而生成的。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)使得產(chǎn)品 BOM 只能以二維結(jié)構(gòu)的表格來存儲，常見的BOM 結(jié)構(gòu)主要有多層 BOM 和單層 BOM。追蹤溯源的目標(biāo)是溯源某批產(chǎn)品使用了哪些物料或零部件，追蹤某批零部件使用到了哪些產(chǎn)品中，而且在追溯時(shí)要體現(xiàn)產(chǎn)品的層次組成情況。產(chǎn)品可以是任何生產(chǎn)階段的任何物料，因此產(chǎn)品可以是購買的原料，可以是半成品，也可以是最終產(chǎn)品。溯源是對產(chǎn)品之間組成關(guān)系(wherefrom)的展開，其中組成關(guān)系描述了某產(chǎn)品所消耗的所有物料。通過以上分析，產(chǎn)品可追溯性功能模塊應(yīng)該滿足以下3個(gè)方面的要求:(1) 明確產(chǎn)品及其構(gòu)成物料的來龍去脈，構(gòu)成產(chǎn)品各物料的來源情況（溯源），各種物料用到了什么地方，位置信息（追蹤）；(2) 追溯出追溯物料在各環(huán)節(jié)單據(jù)的信息，主要關(guān)注兩類信息：時(shí)間、數(shù)量、人員；質(zhì)檢信息；(3) 對追溯過程中追溯對象狀態(tài)的控制，如可以追溯得到物料是否存在質(zhì)量問題等。事前數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和工藝設(shè)計(jì)階段兩部分。對于自制零部件按照生產(chǎn)過程包括制造、裝配、現(xiàn)場安裝和交付四個(gè)主要環(huán)節(jié)，在制造環(huán)節(jié)中， 19哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文指令單中規(guī)定了生產(chǎn)任務(wù)（制造對象、時(shí)間和數(shù)量要求），加工路線單中明確了制造的各工序順序、設(shè)備和操作要求等信息，其中追溯操作重點(diǎn)關(guān)注兩類數(shù)據(jù)：各工序的操作情況（人、時(shí)間、數(shù)量）和各工序的質(zhì)量檢驗(yàn)情況，裝配階段的主要單據(jù)基本同制造階段的類似。業(yè)務(wù)單據(jù)提供的信息的詳細(xì)程度直接關(guān)系到追蹤的精確度。業(yè)務(wù)單據(jù)提供的信息的詳細(xì)程度直接關(guān)系到追蹤的精確度。由模型可知，追蹤涉及了物流管理的各個(gè)業(yè)務(wù)過程，從采購到貨、入庫一直到產(chǎn)品銷售管理。 21BOM、BOP外購\外協(xié)件：發(fā)運(yùn)單、到貨通知單、檢驗(yàn)記錄、入庫單單161。下面