（企业管理专业论文）散杂货港口货物可追溯性问题研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 随着港口企业的不断发展，港口竞争的越来越激烈，给港口的运营带来了新的挑战。 尤其是散杂货港口的生产技术比较落后，大部分是半机械、半手工作业，没有完整地信 息化管理，使得作业信息流通不畅，信息传达错误，直接造成了生产效率不能提高，并 使企业在各项管理上出现漏洞。 由此可见，货物信息量庞大的散杂货港口急需对生产管理进行完善的信息化建设和 管理。同时因为港口本质上是个物流中心，为了提高货物在港流通的快速有效，提高作 业质量和效率，降低作业成本，实现港口规范化的管理，实行系统的可追溯管理也势在 必行。在现代港口货运管理中，可追溯性管理是提高货运服务质量的关键技术，也是当前 业界研究关注的重要领域。 基于以上目的，本文在对货物跟踪进行了一些研究后，结合散杂货港口生产的特点， 提出了面向港口企业的基于批次管理的货物跟踪模型。首先阐述了散杂货港口实行可追 溯性管理的前提条件；接着，研究了适合港口行业的批次管理的方法及模型和货物工艺 状态的描述方法；最后在此基础上通过追踪b o l ，提出了适合散杂货港口的货物追踪模 型。批次管理的思想是实现货物跟踪的基础，货物的追踪模型是为了实现生产过程中追 踪货物而提出的，该模型以类似b o m 的结构对货物的生产进行追踪和追溯。 同时，本文详细阐述了货物跟踪管理子系统的设计及功能实现过程，并构建了基于 i v i e s 体系结构的整个货运管理原形系统，为港口货运行业实现可追溯性管理提供了技 术方法和应用系统参考。 关键词：可追溯性；批次管理；m e s , b o l ；港口货运 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 s t u d y o nc a r g ot r a c e a b i l i t yo fg r o c e r yp o r t a b s tr a c t w i t ht h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to ft h ep o r t ，m o r ea n dm o r ei n t e n s ec o m p e t i t i o n ，p o r t o p e r a t o r sa r ef a c i n gn e wc h a l l e n g e s e s p e c i a l l y ，t h eg r o c e r yp o r t sp r o d u c t i o nt e c h n o l o g yi s b a c k w a r d ，m o s to ft h ew o r ki ss e m i m e c h a n i c a la n dl a c ko fc o m p l e t ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t a sar e s u l t ，t h o s el e a dt op o o rf l o wo fo p e r a t i n gi n f o r m a t i o n ，e r r o rm e s s a g e s ， l o wp r o d u c t i v i t ya n dt h el o o p h o l e si nt h em a n a g e m e n to f e n t e r p r i s e s t h i ss h o w st h a tp o r t ，w h i c hh a sal a r g ea m o u n to fg o o d si n f o r m a t i o n ，n e e dt oi m p r o v et h e m a n a g e m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yu r g e n t l y a tt h es a m et i m e ，b e c a u s et h ep o r ti s e s s e n t i a l l yal o g i s t i c sc e n t e r ，i no r d e rt oi n c r e a s et h ef l o wo fg o o d se f f i c i e n t l y ，i m p r o v et h e q u a l i t ya n de f f i c i e n c yo fo p e r a t i o n s ，r e d u c eo p e r a t i n gc o s t sa n da c h i e v es t a n d a r d i z a t i o no f p o r tm a n a g e m e n t ，t r a c e a b i l i t ym a n a g e m e n ti si m p e r a t i v ei np o r tf r e i g h t i nt h em o d e m m a n a g e m e n to fp o r tf r e i g h t ，t r a c e a b i l i t ym a n a g e m e n ti st h ek e yt e c h n o l o g yt oe n h a n c et h e q u a l i t yo ff r e i g h ts e r v i c e ，w h i c hi sa ni m p o r t a n tf i l e do fc u r r e n tr e s e a r c h u p o nt h ea n a l y s i so ft h ep r o d u c t i o nc h a r a c t e r sa n dm a n a g e m e n td e m a n do fm o d e mp o r t 盘e i g h t , t h es t u d yc o n s t r u c t sac a r g ot r a c i n gm o d e lb a s e do nb a t c hm a n a g e m e n t f i r s t l y ，t h e s t u d ye x p o u n d st h ep r e m i s eo ft r a c e a b i l i t ym a n a g e m e n ti np o r t t h e ni t f o c u s e so nt h e r e s e a r c ho fb a t c hm a n a g e m e n to fp o r ta n dt h ed e s c r i p t i o no fm a t e f i a lp r o c e s ss t a t ea n di t s a l g o r i t h m f i n a l l y ，t h es t u d yp r o p o s e sac a r g ot r a c i n gm o d e lb yt h et r a c k i n gb o l b a t c h m a n a g e m e n tt h i n k i n gi st h eb a s i sf o r t h er e a l i z a t i o no ft r a c k i n gm a t e r i a l s i no r d e rt oa c h i e v e c a r g ot r a c i n go ft h ep r o d u c t i o np r o c e s st h es t u d yp r o p o s e sat r a c i n gm o d e l w i t ht h es i m i l a r s t r u c t u r eo fb o m ，t h e t r a c i n gm o d e lc a nt r a c kt h ep r o d u c t i o no fm a t e r i a l s a tt h es a l t l et i m e ，t h i sa r t i c l ee x p o u n d st h ed e s i g no ft r a c e a b i l i t ym a n a g e m e n ts u b - s y s t e m a n di m p l e m e n t a t i o no ft h ep r o c e s s ，a n dc o n s t r u c t saf r e i g h tm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do n m e sf r a m e w o r k ，w h i c hp r o v i d e st e c h n o l o g ym e t h o da n dr e f e r e n c eo fa p p l i e ds y s t e mt o t r a c e a b i l i t ym a n a g e m e n ti nf r e i g h ti n d u s t r y k e yw o r d s ：t r a c e a b i l i t y ；b a t c hm a n a g e m e n t ；m e s ；b o l ；p o r tf r e i g h t i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目墼军笪i 銎堕趁i 益j 适。滥凌幽墼王塑鱼一 作者签名： 感2 塾叁日期：二竺监年生乏月三_ | l 日 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文 作者签名 导师签名 大连理工大学硕十学位论文 1 绪论 1 1研究背景 港口是一个国家或地区通向世界的重要桥梁，当今国际贸易中，货物大多数都是通 过港口装卸而由海运来完成的，港口为国家和地区经济的发展和繁荣创造了得天独厚的 有利条件。我国正在发展外向型经济，奉行对外开放的政策，在未来的经济发展中，我 国与其他国家的贸易往来将更加频繁，这势必对我国港口的发展提出了更高的要求。港 口作为全球综合运输网络的节点，其功能不断拓宽，在发展现代物流中扮演着越来越重 要的角色n 3 。在此前提下，提升现代港口竞争力，必须完善港口物流功能。 港口生产中货物的追踪问题是发展现代物流港口急需解决的问题之一，对港口物流 功能的完善起着至关重要的作用。 1 1 1 散杂货港口发展面临的问题 港口是运输企业，是为经济发展服务的，更是直接为货主和船公司服务的。港口货 运主要承担各种货物的中转业务，随着全球经济一体化步伐的加快，港口货运的发展也 日趋加快。港口是经济全球化过程中十分宝贵的战略性资源，是国家综合运输体系的重 要枢纽，是在全球范围内调动资源的物流平台。港口作为供应链的重要节点，具有强大 的信息收集和货物集散功能，在发展现代物流方面具有无可比拟的优势。 散杂货港口是港口行业的重要组成部分，是水陆运输的枢纽，是各种货物的集散地， 港口汇集了泊位、库场、人员、设备、船舶、车辆、货物等信息资源，信息量很大位1 。 实时、准确地掌握企业的各种信息，并且充分利用信息，是企业改善经营管理、提高市 场竞争力的重要条件。 但是目前散杂货港口的信息收集与传递方式远远不能满足现实要求。由于决策人员 不能及时地了解到现场作业情况，容易造成压船、压港现象。各级部门要及时了解生产 中的情况很困难，生产现场的信息一般都是隔一段时间才能上报一次，要么通过填写报 表，要么通过打电话等方式向上级管理部门汇报现场的信息。这种信息采集方式有不少 缺陷，如：信息传送比较慢，不能实时传送；信息量有限，因为在有限的时间内人工采 集的数据量有限，许多统计信息往往更晚才能出来；容易出错，因为时间比较紧迫，有 时候是下班时采用电话汇报，这样容易出现口误，给港口的后续管理和统计工作带来了 很多麻烦和不便。 信息化是当今世界经济社会发展的必然趋势，已经成为推动人类社会高速发展的强 大动力，成为各个国家实现现代化的重大发展战略。目前各大港口也都认识到了企业信 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 息化建设的重要性，并且采取了很多措施，也取得了不少成效。但是，我国散杂货港口由 于自身的生产特点，仍处于非常落后的管理阶段，还没有形成一种完整的信息化解决方 案。 要想解决信息传递的及时性和准确性，在信息化建设的基础上，对在港流通货物实 行可追溯性管理，实现货物的实时跟踪是一个非常有效的方法。本文将基于这个问题开 展研究。 1 1 2 产品实行可追溯性管理的重要性 产品可追溯性问题的提出源于对产品质量和安全的要求，因为在产品的设计、制造 等过程中，由于一些系统性因素，可能造成产品存在危害人身、财产安全的危险，或者 不符合有关产品安全的国家标准和行业标准，这样的产品缺陷一旦出现，将对数量较为 庞大的消费者群体造成威胁。 为了在激烈的竞争中求得生存，企业不得不对变化的市场做出分析，从而改善自己 的产品；同样企业也在不断的提高自己产品的服务质量和售后服务。可追溯性管理首先 是应用在食品加工行业，但随着经济的发展，全球竞争愈来愈激烈，越来越多的行业都 开始利用先进的计算机信息技术，实行可追溯性管理系统来进行产品和物料的追踪，更 大限度的提高产品质量和竞争力。 从消费者的角度看，现在的消费者对自己消费的产品也提出了越来越高的要求，他 们不仅希望了解产品的来源，而且希望了解产品生产时的一些信息，这样对自己使用的 产品能够有一个比较清晰的认识； 从生产者的角度看，可追溯功能在商品的生产和流通过程中所起到的意义非常大， 产品跟踪的价值并非只是体现在质量管理方面，而且能够为企业解决采购、生产、成本、 质量、客服、召回等很多管理工作。 由此可见对产品进行追踪已经成为企业生产的一个趋势，产品追踪能够为企业很多 问题提供解决方案目前很多化工、电子、制造行业，都成功的进行了基于批次的可追 溯性的管理。散杂货港口企业为提高自身的物资管理水平，增强竞争力，也十分必要建 立一套完备的货物跟踪管理体系来管理在港流通的货物和物资。 散杂货港口在生产过程中产生了大量复杂的信息，这些信息由于得不到实时准确的 采集，可能会造成质量和安全隐患，会影响生产作业和调度管理，进而可能产生计费漏 洞，甚至使客户产生不满，更难以实现成本统计。而这些问题的防止就要对散杂货港口 进行完整的管理控制一体化的信息建设。而基于实时的数据采集而进行的可追溯性管理 是信息化建设的重要组成部分，可以帮助港口提高质量和安全管理、生产计划和调度管 大连理工大学硕士学位论文 理、客户管理、成本控制、计费管理等，完善港口的信息化建设，进而达到提高效益和 管理水平的最终目的。 1 2 研究意义 随着信息化的逐步发展，企业在生产过程中对货物的追踪需求也在逐渐加大，如何 对在制品进行实时有效的跟踪，及时地将生产过程中的现场信息传递给上层管理者以有 效控制生产和指导计划，进而优化产品质量、提高生产效率、降低产品的召回成本是企 业在信息化建设中的一项急需解决的重大问题。 辽宁大连渔业集团新港货运公司( 后文简称辽渔新港货运) 是个典型的散杂货港口， 公司在发展过程中因为信息采集的不及时，出现了生产和管理的一系列问题。本文将以 其为背景，从港口货物进行追踪管理的重要作用出发，对在装卸生产中起关键作用的货 物追踪技术进行重点研究，提出适用于现代散杂货港口的可追溯性管理的追踪模型，并 对港口货物追踪系统提出解决方案。 本文研究的散杂货港口的可追溯性管理具有重大的意义。可追溯性管理是在批次管 理的基础上，对生产中采集的信息进行有效地整合，对生产中的货物和相关信息进行追 踪的系统： ( 1 ) 可追溯性管理对货物的追踪功能可以实时掌握在港货物的流通情况、作业进度、 质量安全记录等信息，这些信息有助于高效的进行作业计划和生产调度。 ( 2 ) 可追溯性管理的追溯功能可以完整地再现每一批货物的详细作业过程，及其在 生产中消耗的各种人力、设备资源等，进而帮助港口有效的实现成本统计和计费管理， 为利润最大化的实现打下基础。 本论文的研究结论将对辽渔新港货运公司整个货运管理系统的有效实施起到推进 作用，进一步提高本公司码头货运的地区竞争力，并对未来的产品追踪系统的进一步发 展有一定的借鉴意义。鉴于我国散杂货港口数量巨大，未来的应用前景也是不可估量的。 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 2 可追溯性管理的相关综述 2 1可追溯性管理综述 2 1 1 可追溯性管理的产生 可追溯性管理的产生起因于英国“疯牛病 引发的恐慌。而随后所发生的一系列食 品安全事件，使得欧盟消费者对政府食品安全监管缺乏信心，这些因素共同促使了可追 溯性管理体制的建立。 1 9 9 4 版的i s 0 9 0 0 0 标准及2 0 0 0 版的i s 0 9 0 0 0 标准，都对产品的标识和可追溯性 作了明确的规定，认为它能够有效识别和记录产品的形成过程，避免发生混淆和误用； 并通过标识可以追踪某个产品或某批产品的原始状态、生产过程和使用情况，以便确定 不合格原因。采取措施纠正和召回【7 1 。 为了满足消费者食品安全的需求、抢占市场以及改善供应链管理，一些国家和地区 已经立法强制实施畜产品可追溯系统，新的技术方法不断涌现。2 0 0 7 年7 月1 2 日，国际 标准化组织( i s o ) 宣布：i s o 为确保消费者食品安全，建立了新的可追溯性的国际化食 品标准工s o2 2 0 0 5 。新标准主要是关于饲料与食品供应链的可追溯性标准，是在i s o 2 2 0 0 0 基础上添加了食品管理体系，从而更有利于实现食品的可追溯性。 虽然起源于食品加工业，而且对于食品、医药行业，这种要求相对强烈，但可追溯 性管理现在已经不仅仅应用在食品业，随着经济的发展，全球竞争愈来愈激烈，可追溯 性对于复杂系统、涉及到安全的产品或工程都是不可缺少的，并将其好处越来越多的体 现在生产的各个阶段。目前，对产品进行追踪已经成为制造业的一个趋势，产品追踪能 够为企业很多问题提供解决方案。其中，质量可追溯性能为企业落实质量责任制提供可 靠的依据，还能分析找出产品质量的潜在缺陷点，对造成缺陷点的技术不稳定因素、人 为因素或管理因素加以控制和调整，不断提高产品质量。 现在欧洲很多国家己经对很多产品进行了明文规定，企业必须能够对自己的产品进 行跟踪，没有实现跟踪的产品将不准进入欧洲市场。欧洲的很多行业已经实现了产品跟 踪，如果想与世界接轨也必须实现产品跟踪。由此可见，越来越多的行业都开始利用先 进的计算机信息技术，实行可追溯性管理系统来进行产品的追踪，用以优化产品质量， 提高生产效率，减少追回成本。 因此可以说，可追溯性管理是现代商业发展的必然要求。 大连理工大学硕士学位论文 2 1 2 可追溯性的定义 可追溯性管理起源于食品业，因此欧盟委员会对“可追溯性”定义为：在生产、加 工及销售的各个环节中，对食品、饲料、畜禽及有可能成为食品或饲料组成成分的所有 物质的追溯或追踪能力。对动物源性食品实施可追溯性管理，可以为消费者提供准确而 详细的产品信息，从而使消费者更放心食用。 在i s o 的质量管理和质量保证标准中给出了可追溯性的基本定义1 ：可追溯性是一 种通过标识的记录来跟踪一个实体的历史，应用或位置的能力。跟踪( t r a c k i n g ) 是指对 产品在供应链中的历史和控制信息进行记录的方法。可追溯性主要用在四种不同的情况 下，其中每一种都有不同的意义h 1 ： ( 1 ) 产品：关于物资的来源，生产历史，分销以及运输位置。 ( 2 ) 数据：与质量相关的计算和数据以及对质量的要求。 ( 3 ) 标准：对产品生产设备的度量，例如根据国内外标准，基本物理常量或属性， 相关材料等。 ( 4 ) 信息技术及编程：关于软件系统从系统设计与实现到需求分析的反馈。 ( 1 ) ，( 2 ) 和( 3 ) 描述的是与企业产品制造相关的追踪，而( 4 ) 则是反映了软件开发过 程中需求分析与系统设计及实现之间的追踪。 美国生产与物流管理协会( a p i c s ) 凸1 从物流角度将可追溯性定义为：可追溯性有双重 含义，一是指能够确定运输中的货物的位置，二是通过批号或序列号记录和追踪零部件、 过程和原材料。 t o y r y l a 、s t e e l e 、c h e n g 和s i m m o n s 认为可追溯性应包括以下四个因素呻侧： ( 1 ) 批次完整性：批次的大小、完整性和可分离性决定追溯的准确性： ( 2 ) 数据收集：批次追踪数据记录了产品的货物组成情况，过程数据记录了重要的加 工、生产、运输、储存等数据： ( 3 ) 产品标识通过与生产过程的连接确定产品组成： ( 4 ) 从系统取得数据。 m o e t 给出了另外一个可追溯性定义n ：可追溯性是一种通过全部或部分产品链跟 踪产品批次或者产品历史信息的能力( 链间追踪) ，或者是在产品链中的某一步内进行 跟踪( 链内追踪) 。或者是在产品链中的某一步内进行跟踪( 链内追踪) ，例如生产。其中 一个步骤是指对产品执行一些任务或者过程的离散的操作或者位置，而这些步骤的有序 组合形成了链。产品可以是任何生产阶段的任何货物，因此产品可以是购买的原料，可 以是半成品，也可以是最终产品。产品链是指从采购、运输、存储、生产、配送到销售 的链。 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 2 1 。3 可追溯性管理的分类 目前，根据产品跟踪( 可追溯性) 的方向，产品跟踪被分为两类西1 ：追踪和溯源。追 踪是对产品之间消耗( w h e r e - u s e d ) 关系的展开，是正向追踪，其中消耗关系描述了消耗 某些货物( 这些货物有相同的属性集) 的所有产品。溯源是对产品之间组成关系 ( w h e r e - f r o m ) 的展开，是反向追溯，其中组成关系描述了某产品所消耗的所有货物。通 过该产品的代码和批次号码可以获得与该产品相关的一些详细信息。 根据产品跟踪的用途，产品跟踪可以分为被动跟踪( p a s s i v et r a c e a b i l i t y ) 和主动 跟踪( a c t i v et r a c e a b i l i t y ) 旧1 。被动跟踪不但提供了产品实时的位置，而且保证了产品 的追踪与溯源。主动跟踪以被动跟踪为基础，对产品链的过程进行控制、优化和决策等。 主动跟踪把跟踪当作一个工具对产品链中的产品质量信息进行管理，它可以降低费用， 提高生产效率，提高产品质量。 被动跟踪和主动跟踪表达了产品追踪的两个基本要素：产品流程的追踪和扩展功 能。产品流程描述了从采购、生产、分销到零售的整个过程中对产品的标识，通过这个 可以获得产品的具体位置等信息。扩展功能则是基于追踪溯源而获得的其它功能，比如 工艺改进、质量分析、故障诊断等。 产品跟踪最基本的两个追踪对象是产品和活动，产品和活动被称作跟踪的核心实 体，实体是指可以单独描述和存在的对象。产品主要指零部件或者原材料等。活动则包 括采购、销售、运输等描述产品流程的对象，活动还可以扩展到产品的生产，比如生产 加工，打包等业务操作。为了能够在产品流程中对这些产品和活动进行跟踪，需要对这 些实体对象进行标识，对这些实体对象的合理标识能够保证产品追踪和溯源的实现。实 现产品追踪溯源的扩展功能，需要对这些实体的属性依据具体情况进行扩充。比如：如 果要实现质量认证，需要加入质量属性、工艺参数等。 2 1 4 批次管理 所谓批次管理是指在大规模批量化生产过程中，为对产品品种、质量、产量、成本、 生产周期等进行有效控制而采用的一种管理方法n0 。批次管理就是对企业所采购的货 物，生产的产品，生产过程所用的货物等用批次来标识，并按照批次标识进行管理。一 般批次的定义1 ：一批加工原料，在经历了若干过程后到达最终生产状况，形成若干半 成品、最终产品的全过程称为“批”，给对应的批次赋予一个数值标识，该标志称为“批 次 。 一6 一 大连理工大学硕士学位论文 对生产中的货物或产品进行批次管理，可以满足库存管理、生产的差异、客户的需 求、成本的核算等等需要，这些都是产生批次管理的原因，做好产品的批次管理将更大 限度的提高企业的生产效率。批次管理对于各种生产类型都是必要的，是一项重要的管 理内容，对于大批量生产尤其重要，因为批次是进行各种管理的计量单元。从质量管理 的角度看它的作用不仅在于提高产品质量，而主要体现在按批次进行质量跟踪。 尤为重要的是，批次管理的思想是实现产品跟踪的基础，建立科学的批次管理的主 要目的是要达到追根溯源，在最终产品的批号上应该体现该批货物从头到尾的相关信 息。如果企业要实现产品跟踪就要对产品进行严格的管理，不能只对货物的种类进行管 理，而应该按批次管理，以减少货物跟踪范围。 如何对产品进行批次管理是一个很重要的问题。虽然批次管理就是用批次来对产品 进行标识，但是企业内所涉及的物资种类繁多，而且随着生产过程的进行还要进行物资 的调整，这些问题使得在进行批次管理时要充分考虑各种情况。 对于进行批次管理的产品，主要有两种批次管理的方法： 一种是批次单件管理，这种情况下虽然是批次管理，但是同一批的每个产品还有不 同的编号。这种情况一般是在离散型企业中，像汽车、电脑行业。这些企业的产品虽然 是按照批次生产，但是为了售后服务的方便每批产品还要单独区分。 另一种是批次非单件处理，这些产品一般是数量较多，体积小，很难区分单件产品， 般在流程型企业使用，像医药、食品等行业的产品多数采用批次非单件管理。 2 2 可追溯性管理的研究现状 在可追溯性管理出现的短短几十年内，国内外学者就此展开了不少的研究，以下将 从国内外分别叙述。 2 2 1 国外发展现状 在国外，可追溯性管理的产生起因于食品行业对食品安全的要求，在“疯牛病”发 生之后的一系列食品安全事件，共同促使了可追溯性管理体制的建立和可追溯性管理的 发展。 学术上的研究始于1 9 8 4 年e a d s 和u n d h e i n 对批次追踪进行定义，认为追溯的过程 是从最终产品到原材料的展开和从原材料到所有的最终产品收敛的过程以引。 国外的研究最初也是主要针对于食品加工行业，后来才慢慢发展到各种行业，主要 的研究成果如下： c l e m e n t e t a l 在1 9 9 2 年首次提出了以类似于b o m 展开的数据表达方式记录批次演 绎关系。 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 2 0 0 3 ，年m h j a n s e n v u l l e r s ，c a v a nd o r p ，a j m b e u l e n s 提出一种设计 可追溯性信息系统的方法n 册。该文应用高津托图模拟货物流的追踪，将图形清单转变为 一种基于设计追踪信息系统的参考数据模型。通过这种方法模拟货物时描述了产品或产 品的批次，一个最终产品的构成通过模拟所有组成材料的中间的联系来描述。通过记录 所在的次要的和主要的货物之间的关系，获得了一种追踪产品的方法。当制造最终产品 的整个序列的操作获得后与关系登记先联系就可以编制一个多层次的货物清单了。这个 清单会提供必要的信息用以确定脱离组成项目的货物项目的成分。 2 0 0 4 年，c a v a nd o r p 在他的博士论文中总结了们先前典型的物流模型和质量模 型，在分析比较不同企业生产过程的基础上，得出了面向制造过程的跟踪和追溯参考模 型；这种模型结构合理，通用性强，仿照单层制造b o m 建立的批次组成清单能够明确地 记录零件批次和组成的谱系关系，也较容易实现向前和向后追溯。 2 0 0 7 年，a l e s s i ob e c h i n i 等介绍了n 剐一个可追溯的数据模型和一套合适的模式用 于对通用可追溯性语义编码，讨论出了合适的技术标准，以界定，注册和用于商业合作， 并通过一个真实世界中的食品供应链的例子，展现了一个实用的可追溯系统的执行。 2 2 2 国内发展现状 国内的可追溯性管理的发展相对起步较晚，但是最近几年一些企业的不合格产品的 召回事件，使可追溯性管理的发展逐渐加快。尤其是随着近期一系列事件的发生，使得 人们对于产品跟踪提出了更高的追求。比如近期沸沸扬扬的“三鹿奶粉事件 ，“齐二 药事件 等加大了企业和客户双方面对产品进行跟踪管理的需求。在刚刚成功举办的北 京奥运会中，提供给奥运会的餐饮在食物品质、服务和食物安全方面都有很高的水准， 尤其要将食品安全风险降到最低。政府动用了最先进的科技来确保并实现了对奥运食品 从采购到加工再到销售的每一个过程的安全跟踪。 回顾国内学者在学术方面的研究，最初很大一部分主要是重点放在可追溯性管理对 质量管理的重要性上面，例如： 李民等针对流程产品的特点，提出了们一种将过程编码与产品编码相结合，完整地 标识产品在生产流程中每一道工序的质量信息的方法，建立了适用于流程产品及其过程 的信息编码体系，并利用该体系在企业质量管理信息系统中实现了产品质量可追溯性。 李明等阐述了基于批次的产品质量信息可追溯性的概念及其所包含内容，对集成 环境下批次质量信息概念重新定义；构建批次质量信息追溯多维结构模型，设计了批次 质量信息追溯流程；用因果分析法分别对图形类、数字类质量信息进行关联分析，实现 产品故障的快速追踪和溯源；利用此方法对某一案例进行分析。 大连理工大学硕士学位论文 孟杨等认为n 印在制药企业中，产品和货物的管理对控制药品的质量至关重要。同时 随着我国制药业的发展，企业要管理的物资种类和信息越来越多。针对制药企业面临的 这些物流管理方面的挑战，提出了一个制药企业的产品跟踪管理模型。该模型以一个批 次管理模型为基础，能够实现从货物采购到产品销售的各个环节的产品跟踪。最后介绍 了该模型在为贵阳制药业开发的某e r p 系统中的具体应用，通过应用成果验证了该模型 的可行性。 路琨，赵涛指出n 钔产品可追溯性是制造型企业进行产品质量和安全管理的重要保 障，产品可追溯性包括货物批次历史关系的追溯性, n , r j 造过程的可追溯性，设计了产品 可追溯性系统的总体结构，并就如何通过批次清单的构建实现货物批次历史关系的追 溯，结合实例进行了研究。 但是随着可追溯性管理的发展，其重要作用慢慢体现在生产管理的全过程，最新的 研究成果有： 乔顺国根据电子制造业的普遍特点，在研究制造执行系统技术的基础上，针对电子 制造业的软件特点，提出了脚基于m e s 的可追溯性系统的体系结构，并完成了各功能模 块的分析、设计与实现。 富磊，杨建军阐述了n 羽m e s 中生产执行、数据采集和生产跟踪与其他活动之间的关 系，对生产跟踪和追溯所关联的实体关系进行定界，结合离散制造过程的特点，建立了 生产跟踪和追溯数据模型。数据模型着眼生产跟踪、质量和货物批次组成关系三个方面， 在工序层面上关联货物批次组成关系，满足以货物或任务为入口的向前向后追溯。最后 给出了可追溯在m e s 中的实现。 王青亮结合离散制造企业的特点，提出了妲门面向离散制造企业的c e r p 环境下的产 品跟踪模型。首先重点研究了批次管理的方法、批次关联、追踪b o m 模型，接着在此基 础上提出了产品跟踪模型，并提出了基于时间的跟踪b o m 生成算法。最后研究了基于诊 断b o m 和跟踪b o m 的跟踪方法。 由上述可以发现，可追溯性管理在计算系统开发技术的支持下已经趋于成熟。 2 2 3 可追溯性研究总结 ( 1 ) 可追溯性定义的总结： 纵观学者们对可追溯性进行的定义，虽然角度不同，有所差别，但都可以看出可追 溯性是对生产过程中的货物的一种跟踪和追溯的能力，并且有以下共同点： 可追溯性的对象应该是产品批次，而非单个产品，因此合理的批次管理是实现可 追溯性的前提； 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 生产过程中批次数据的及时采集的非常重要，应当记录重要的加工、生产、装 配、运输、储存等数据，数据采集要贯穿企业生产的全过程； 产品批次标识映射产品组成； 高效的可追溯性的最终实现要依靠信息技术，在系统中获取数据。 ( 2 ) 可追溯性管理研究成果的总结 综合国内外学者和专家在可追溯性管理方面进行研究，可以看出可追溯性管理的研 究在根据实际业务流程和工艺状态进行数据建模和建立跟踪体系方面已经取得了巨大 的进步。并具有以下特点： 可追溯性的研究是基于批次管理的； 可追溯性的实现需要建立一个适合所研究行业的模型，目前应用得比较广泛的 是类似于b o m 展开的跟踪模型。 但是同时，从以上的研究中也能发现很多问题： 可追溯性的研究侧重于食品加工业和流程制造业，还有极少部分是针对离散制 造业，物流行业的仅在供应链方面。 更多的可追溯性研究是停留在质量管理层面上，而且都很少涉及企业内部生产 全过程的跟踪。 虽然各位学者都对起关键作用的产品的批次管理提出了适合本行业的管理模型，但 是没有考虑到产品追踪中牵扯的数据量非常巨大，没有给出优化数据量的方法或算法模 型。 由于每个行业的业务差距很大，所以追踪过程要针对不同的特点进行量身订作，任 何行业都要首先建立完备的跟踪数据模型，才可以实现跟踪。本文将在下文中结合散杂 货港口的实际业务特点，对散杂货港口的可追溯性管理展开研究。 2 3 基于m e s 的可追溯管理系统 2 3 1m e s 的发展和功能 ( 1 ) m e s 综述 从上世纪末开始，许多知名的流程型制造企业纷纷投入大量的人力、物力和财力， 构建c i m s ( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，计算机集成制造系统) ，以求 在激烈的市场竞争中脱颖而出。因此，计算机集成制造系统技术己成为带动制造业发展 的重要推动力。国内制造企业经过多年的信息化建设，在设计数字化和管理信息化方面 已取得明显成效，e r p 等信息技术得到广泛应用。 大连理工大学硕士学位论文 信息化的建设中，在m e s 出现之前， 车间生产管理依赖若干独立的单一功能软件， 如车间作业计划系统、工序调度、工时管理、设备管理、库存控制、质量管理、数据采 集等软件来完成。这些软件之间缺乏有效的集成与数据共享，难以达到车间生产过程的 总体优化。 虽然说m e s 产生于上世纪7 0 年代末，但是直到1 9 9 0 年，才由a m r 组织提出并使用。 a m r 将m e s 定义为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理 信息系统 ，m e s 为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源的实时状 态信息。d e s 在计划管理层( e r p ) 与底层控制( p c s ) 之间架起了一座桥梁2 1 。一方面， m e s 可对来自m r pi i e r p 的生产管理信息进行细化、分解，形成操作指令传给底层； 另一方面，m e s 可以通过p c s 采集设备、仪表的状态数据和控制资源的实时动态管理， 将制造系统与信息系统整合在一起，把生产状况及时地反馈给计划层，进行作业的动态 调度，形成e r p m e s p c s3 层为核心的企业信息集成系统。 ( 2 ) m e s 的功能概述 经过几十年的不断发展，m e s 在发达国家已实现产业化，其应用覆盖离散与流程制 造行业和领域：半导体、电子、机械、航空、汽车、医疗、食品、酿酒、石油、化工、 冶金等，并给企业带来了巨大的经济效益。但在国内尚处于发展的初级阶段，目前少有 基于标准构建的通用且成熟的产品及解决方案。行业的不同特点决定了m e s 系统在不同 行业应用的差异性，从总体的发展情况看，m e s 在国际上仍然属于高新前沿技术，但是 己经初具规模，并将逐步完善和成熟。 同时m e s 的功能也在不断的完善中，m e s a 于1 9 9 7 年提出的m e s 功能组件和集成模 型中，m e s 系统的基本功能模块包括工序详细调度，资源分配和状态管理，生产单元分 配，过程管理，人力资源管理，维护管理，质量管理，文档控制，产品跟踪和清单管理， 性能分析和数据采集等乜3 3 共1 1 个功能模块。m e s 系统可以对不同功能汇总的信息进行分 析，得到实际生产过程的结果报告，并与历史记录和预期的经营目标进行比较。另外， m e s a 规定，只要具备1 1 个模块之中的某个或几个，就属于m e s 系列的单一功能产品。 m e s 国际联合会给出的制造执行系统的功能如图2 1 所示： 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 供应 链管理 锖售客户 殿务管理 底层 控制 生产调 度管理 ：l 艇s ： n 企业资源 ：! ：l 计划管理 冈圈 i 、j l 、j 图2 。lm e s 功能结构图 f i g 2 1 t h et r a c i n gt r e es t r u c t u r eo fo n ec o n t r a c t 2 3 2m e s 中的可追溯性管理方法 在今天的生产环境中，需要实时解决的管理问题数量大大增加，从而促进了m e s 从 最初提供质量保证发展到覆盖车间管理中几乎每一个问题。这些问题包括：管理在制品 中的材料以确保上料正确：设备利用率监控以便最大限度利用所有的生产资源；获取生 产事件实现流程控制；路径执行；维修管理；实时整体可视化以及监视并改进关键绩效 指标。 当今的m e s 包含了可追溯性、生产控制和企业级系统集成： 生产控制通过在系统中加入各种制造规则，并在执行过程中实时校验工艺流程， 从而可以实时地减少差错，并改进关键绩效指标。 企业级集成则可以提升业务应用系统的投资回报。m e s 与e r p m r p p d m 工单管 理以及生产计划系统之间的集成可以确保这些应用系统不会孤立运作。 可追溯性通过在生产过程中的实时数据收集以及强大的报告功能来追溯产品和 过程信息，从制造过程的角度明确规定满足可追溯性的各种要求。通过数据采 集监视工件在任意时刻的位置和工艺状态来获取每一个产品的历史纪录，该记 录向用户提供产品组及每个最终产品使用情况的可追溯性，目前已经可以提 大连理工大学硕士学位论文 供可视化的跟踪手段，监控产品的状态信息。跟踪信息包括加工者、原料供应 者、批号、序列号、当前产品状态、报警信息、返工及异常情况。通过跟踪信 息可以追溯生产历史以及产品最终用途。 由此可见可追溯性系统是m e s 的一个组件。m e s 的这个功能使得基于m e s 的平台进 行可追溯管理成为可能。可追溯性是衡量m e s 的重要指标之一，结合自动识别技术对现 场进行实时数据采集和资源跟踪管理是解决信息流滞后于物流的有效手段。 2 4 本章小结 本章主要回顾了与可追溯性管理相关的的文献。首先，回顾了可追溯性管理的的概 念和分类，接着介绍了批次管理的概念和思想，并在此基础上结合国内外研究现状，分 析了目前可追溯性管理研究存在的问题，最后提出了适合港口行业的基于m e s 的可追溯 行管理。 散杂货港口货物可追溯性问题的研究 3 散杂货港口生产管理现状分析 3 1散杂货港口的生产特点 散杂货港口作为水陆运输的枢纽，是货物和旅客的中转集散地，工作环节多，作业 环境复杂，涉及面广，综合性工作强。装卸的货物种类繁多，散货运输主要涉及的货物 种类有冻鱼类、建材类、钢材类、化工类、粮油类、危险品类、木材类、其他杂类等。 这不仅要使用门吊、桥吊和其它各种起重机械设备，而且还要同时使用各种叉车、铲车、 装载机等多种平面运输机械在船舶、在码头进行作业。此外，在作业现场除了装卸工人 外，还有其他理货员、仓库员以及现场管理人员等同时进行交叉作业。 其中货运生产特点总结如下： 港口装卸方式的流动性和分散性 港口装卸生产的实质是实现货物空间位移，货物的位移过程是在数百米的码头线 上、数千平方米的库场或数平方公里的堆场内得以实现，决定了装卸方式是流动和分散 的特点。 装卸工艺的复杂性 主要指装卸条件复杂多样，包括装卸环境、装卸对象、装卸过程、装卸机械、装卸 工具等。装卸环境复杂主要是船型舱型复杂多样；装卸对象复杂，主要是货物种类繁多； 装卸过程复杂，主要指工艺流程；装卸机械复杂，主要是大型流动、固定装卸机械式样 各异；装卸工具复杂，如吊钩、吊索、吊具、吊架、夹钳等近百种之多。 港口生产多层次结构并存 尽管生产规模有了较大的发展，港口建设改造日新月异，但目前港口仍然保持着自 动化、机械化、半机械化和手工劳作并存的格局，这是由于港口码头的地理分布和生产 发展所决定的。 装卸作业的连续性 港口的生产作业是三班制，具有一定的连续性，同时生产作业的复杂性决定了其劳 动保护需解决时间上所带来的危机。 劳动的密集性及人机交叉性 港口装卸作业近年来机械化、半机械化作业逐步增加，但是人力打码、堆叠总是必 不可少，装卸工人舱内、库场作业仍是密集作业进行，且劳动强度很大。 港口生产工人素质和操作技能不高，现场生产管理上存在一定的缺陷。 大连理工大学硕士学位论文 3 2 生产的作业工序和工艺流程 港口是个物流中心，任务是帮助客户在指定的时间，将指定的货物在港完成周转。 因此，港口生产任务是从货物入港开始，在货物出港结束。货物进出港口的途径，分别 包括三种入港途径( 船入、火车入、汽车入) 和对应得三种出港途径，在港口内部有库 场和仓库，库场是临时性的存货地点，仓库是长期的存货地点。 但是港口的生产过程远远不止这么简单，其中所涉及的货物工序级的单个中转类型 有： 卸船库场仓库； 卸船火车； 卸船汽车； 卸船装船； 库场仓库装船； 火车，装船； 汽