粉料库房管理在轮胎生产企业中起着举足轻重的作用, 粉料合格是炼出合格胶料的前提, 因此越来越受到重视。目前有些企业建立了自动化粉料库管理系统, 以提高库房管理的效率和规范性, 但是自动化库房管理系统投资大, 建设周期长, 而且门槛较高, 大多数企业难以承受, 并且目前国内轮胎生产企业大多沿用传统的粉料库房管理方法, 缺乏有效的信息化管理手段, 难以实现电子货位管理和物料的先进先出管理, 造成粉料库管理混乱, 生产效率低下, 经常出现过期废料, 造成极大浪费。

人工配料系统的数据采集是轮胎生产企业的又一难题, 许多粉料由于本身的特性和工艺精度要求, 无法实现机械自动称量, 只能通过人工称量完成, 很难做到称量数据可追溯, 从而无法保证品质, 成为很多生产企业难以解决的难题。

本文介绍粉料动态仓储管理及人工配料数据采集系统的设计, 旨在解决物料信息管理和数据采集两大难题。

粉料动态仓储管理及人工配料数据采集系统以一台计算机作为服务器主机, 若干计算机通过局域网与之相连, 每台计算机连接一台人工小粉料秤, 系统结构如图1所示。服务器主机安装SQL Server 2005数据库, 存储各类数据, 并管理粉料的出库、入库和退库。与人工小粉料秤相连的各计算机采集称量数据, 显示配方内容, 控制配料流程。

图1 系统结构示意  下载原图

服务器主机是系统的核心, 不仅管理出库、入库、退库操作, 还存储了各人工小粉料秤的物料库、配方库和实时称量数据。

入库、退库操作界面如图2所示。入库、退库均采用下拉框式输入方法, 每条下拉框内都保存着预先设定好的各种信息供操作人员调用, 省去了繁琐的信息输入, 操作人员仅需在下拉框内选择相应的数据后确认无误即可将粉料入库和退库。每条下拉框均与服务器主机内的SQL Server 2005数据库连接, 所有入库、退库的信息均自动记录在“出入库报表”内, 报表可追溯每次入库和退库的相关信息。

图2 入库、退库操作界面  下载原图

出库方式同样采用下拉框式输入方法, 下拉框内储存着粉料库房中现有的物料配方名称。出库时只需在“查询”下拉框内选择配方名称, 系统会通过运算找出库房中所有的该配方批次信息, 并按时间顺序由上至下排列 (见图3) , 库位图 (见图4) 中也会显示最先入库的该批次配方的位置。为了保证先进先出的原则, 系统只允许对该配方最先入库的批次进行出库操作。为防止误操作导致的库房数据丢失, 系统还增加了出库密码保护, 需输入正确密码才可进行出库操作。

图3 出库明细查询界面  下载原图

图4 库位示意  下载原图

出入库报表详细记录了每批次物料的出入库信息, 其中包括配方名称、入库时间、配料时间、有效期、袋数、装车号、机型、班次、经手人和出库时间, 库存查询界面如图5所示。为了便于查询, 还增加了表格排序和打印功能。出入库报表中的数据可以大批量长期储存, 通过该报表可以清楚掌握粉料库房的出入库情况。

图5 库存查询界面  下载原图

安全登陆界面如图6所示。为了更好地保障关键数据不被随意修改及严格执行工艺要求, 系统对物料库、配方库、出库和工号信息进行了密码保护, 使其仅具有管理权和使用权。

图6 安全登陆界面  下载原图

物料库可储存40种 (或更多) 物料, 并可随时修改。

配方库可储存1 000个配方, 且设定配方简单方便, 只需在下拉框内选择相应的物料, 设定好质量、误差及工作模式后保存即可。由于使用人工秤称量, 质量和种类均较少, 系统设定单秤单配方最多称量4种物料。人工秤配方库界面如图7所示, 为减轻操作人员的工作量, 同时为避免同一名配料人员配过多种物料易出错, 系统增加了“双秤流转”作业模式。该模式下, 一个多种物料的配方可以由2台人工秤和2名配料人员合作完成。例如配方“2229”是由5种物料组成的, 可选用“双秤流转”模式, 配方中的第2种物料“466”、第3种物料“RP1”、第4种物料“RP15”均表示在“双秤流转”模式中, 由前一台人工秤负责称量, 称量完毕后传递给后一台秤, 后一台人工秤负责称量该配方的第1种物料“11”和第5种物料“硫黄”。“双秤流转”模式减轻了配料人员的工作量, 降低了配料错误的概率, 更好地满足了生产需求。

图7 人工秤配方库界面  下载原图

系统使用SQL Server 2005作为服务器数据库, 安全性、可靠性、扩展性和可管理性等方面较传统数据库有极大优势, 不仅能够确保企业级数据业务的实时稳定运行, 而且能够大大提高管理效率, 并降低操作复杂度和运营维护成本。各客户端计算机通过局域网与服务器连接, 生产时直接调用服务器中的配方, 无需工艺人员在每台客户端计算机上繁琐地输入配方。生产的实时数据均保存在服务器中, 可随时备份导出, 从而更好地保护历史数据, 避免丢失。

客户端计算机是系统的关键组成部分, 为现场生产提供信息参考, 并与人工秤通讯采集生产数据。

客户端计算机对现场配料生产有很大帮助。配料人员可以从客户端计算机的配方库中调取所需配方, 如图8所示, 只需填好相关参数, 并填写“设定袋数”“班次”和“料袋重量”, 流转作业只需选择好前后秤, 就可以选择“执行配方”操作了。

在客户端计算机显示屏内会显示选好的配方内容, 包括“班次”“配方名称”和“设定袋数”等, 如图9所示。画面简单直观, 配料人员可一目了然。称量开始后, 客户端计算机会根据人工秤的质量数据变化情况判断正在称量的物料种类, 并以不同的颜色提示配料人员。为了更直观, 系统除了显示秤值外, 还根据配方的设定质量设计了“称量值”参数, 这个数值是负值显示, 例如, 物料设定称量2.1kg, 此时秤值为“0.000”, “称量值”则会显示“-2.100”, 提示配料人员物料还差“2.100”kg。

图8 人工秤客户端配方界面  下载原图

图9 人工秤操作界面  下载原图

每台客户端计算机都与人工秤通过232串口进行数据通讯, 以“METTLER TOLEDO xk3124”称重显示控制器为例, 把显示控制器的输出形式设置为“连续输出”, 再用232串口线与计算机串口相连, 客户端计算机就能连续不断地采集人工秤的质量数据, 并生成生产报表, 如图10所示。生产报表具有排序功能、打印功能并可以Excel形式导出。

目前国内大多数轮胎生产企业都存在粉料库房管理缺乏信息化手段, 管理较为混乱, 部分粉料仍然需要人工配料的情况。该粉料动态仓储管理及人工配料数据采集系统投资少, 见效快, 简单实用。实践证明, 粉料动态仓储管理及人工配料数据采集系统可有效实现工厂粉料库房管理信息化、规范化、精确化、秩序化, 具有一定的推广价值。

图1 0 人工秤生产报表