汽车零部件产品追溯系统开发研究

摘 要 随着人们生活水平的提高,汽车作为高端消费品已经进入了千家万户。但是在使用过程中汽车零件会出现一些质量问题,汽车召回事件经常发生。伴随着消费者对汽车在出行生活中的高度依赖,如何控制汽车零件的质量影响范围成为了大家关注的重要问题之一。所以,在汽车
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  摘 要   
  随着人们生活水平的提高,汽车作为高端消费品已经进入了千家万户。但是在使用过程中汽车零件会出现一些质量问题,汽车召回事件经常发生。伴随着消费者对汽车在出行生活中的高度依赖,如何控制汽车零件的质量影响范围成为了大家关注的重要问题之一。所以,在汽车零件制造业部署高效稳定的产品质量追溯系统,成为了处理汽车召回事件的有力工具。
  
  本文首先先容了近几年国内汽车召回趋势的背景和研究的意义,并先容了追溯系统的国内外研究和应用现状,以及追溯的相关概念和工作模式。参考了条形码技术、数据采集技术、虚拟服务器技术和存储过程技术的特点,从需求分析出发,对于系统进行了物理架构和App架构的总体设计;使用虚拟服务器技术对于服务器环境进行了设计与实现;基于条形码技术进行了 Code39 条形码标签的设计与实现,同时对于追溯系统的核心模块进行了设计与实现,包括数据采集功能模块、生产过程控制模块、追溯查询模块;最后对追溯系统进行了功能测试和性能测试,确保系统在正式投入使用之后能够保持高效、可靠地运行。

汽车零部件产品追溯系统开发研究
  
  本文提出的系统解决方案不仅满足了搜集生产信息,控制生产流程,跟踪质量数据的主要功能,同时也实现了对生产信息录入的电子化,解放了生产线一线员工的双手,大大提高了工作效率。在汽车零件制造企业里,特别是组装型的企业,如汽车安全带制造企业等,在出现产品质量问题时,能够迅速锁定质量问题所涉及的供应商和相关生产过程数据,为汽车零件制造业迅速定位产品质量事故涉及范围提供了重要的参考价值。
  
  关键词: 
追溯系统,汽车零件,条形码,三九码,数据采集 。
     Abstract   
  With the improvement of people's living standards, automobile has entered tens of thousands of families as high-end consumer goods.But we find there are some parts quality issues while using automobile,thus automobile recall events happen frequently.With consumer’s high dependence of automobile in life,how to control the influence of the automobile parts quality is being an important problem.So the deployment of an efficient and stable product quality traceability system in automobile parts manufacturing industry becomes a powerful tool for handling automobile recalls.
  
  Firstly this thesis introduces the background and research significance of domestic automobile recall trends in recent years,and then it introduces the domestic and foreign research and the application status of the traceability system,and traceability’s concepts and work modes.With referring to the characteristics of barcode technology, data acquisition technology,virtual server technology and stored procedure technology,the overall system design of the physical architecture and software architecture is carried out which is based on the requirements analysis;The virtual server technology is used to design and implement the server environment;This thesis designs and implements code39 label which is based on barcode technology.At the same time,it designs and implements core modules of traceability system,such as data acquisition function module,production process control module,and traceability query module.Finally,it completes traceability system’s functional tests and performance tests,these test results ensure that the system can run efficiently and reliably after it goes live.
  
  The system solution of this thesis not only satisfies the main functions of collecting production information,controlling production process,and tracking quality data,but also realizes electronization of production information inputting,and frees the hands of production frontline employees.It improves work efficiency a lot.When product quality problem events happen,it helps automobile parts manufacturers to quickly lock in the suppliers and production process data.This thesis provides an important reference value for the rapid positioning of product quality accident and involved scope in the automobile parts manufacturing industry,especially in assembly-type companies,such as car seat belt manufacturers.
  
  Key words: Traceability System,Automobile Parts,Barcode,Code 39, Data Acquisition。
     第一章 绪论   
  随着汽车工业的高速发展以及人民生活水平的不断提高,汽车已经逐渐走入了千家万户。
  
  然而,汽车质量问题也在不断涌现,传统的、手工的质量追溯方式已经不能满足于如今企业的追溯需求。本章首先先容当前汽车行业内的召回统计数据和案例、本文的研究意义,再阐述追溯系统的国内外研究和应用现状,最后先容本文的结构。
  
  1.1 研究背景及意义。
  
  1.1.1 研究背景 。
  

  随着我国社会经济的迅猛发展,中国已经成为了全世界最大的汽车生产和售出的国家。在中国汽车行业迎来机遇的同时,也正经历着残酷的市场竞争。目前,我国的汽车制造能力、质量、价格以及管理水平都和国际汽车市场有着明显的差距。汽车这类商品服务对象的特殊性,决定了它对于安全性的要求非常之高。人们在享受汽车带来的方便、舒适、快捷的同时,也时时刻刻存在着汽车缺陷可能产生的人身与财产安全问题。2013 年的汽车产品安全与召回技术研究报告显示,国家质检总局缺陷产品管理中心信息系统共收到汽车产品投诉 14687 例,按《缺陷汽车产品召回管理条例》要求开展信息备案的生产者 321 家,其中开展汽车召回日常产品相关信息备案的生产者 199 家。
  
  2013 年我国共实施汽车召回活动133 次,召回缺陷汽车产品 531.07 万辆[1]。2014 年的汽车产品安全与召回技术研究报告显示,全国共实施汽车召回活动 185 次,涉及车辆504.05 万辆,召回数量占2004 年以来总召回数量的25.5%,年度召回数量创历史新高。2014 年的185 次汽车召回活动中,国产自主品牌汽车召回49 次,涉及车辆 126.68 万辆,国产合资品牌汽车召回49 次,涉及车辆280.63 万辆,进口品牌汽车召回87 次,涉及车辆96.74 万辆[2]。2015 年的汽车产品安全与召回技术研究报告显示,我国共发布缺陷汽车召回通报 155 个,涉及75 家汽车生产企业,共实施汽车召回241 次,总数量为558.59 万辆。
  
  2015 年的241 次汽车召回活动中,国产自主品牌汽车召回76 次,涉及车辆156.57万辆,合资品牌汽车召回 54 次,涉及车辆331.11 万辆,进口品牌汽车召回111 次,涉及车辆70.91 万辆[3]。从这些报告中大家可以看出,我国每年的汽车召回次数在不断上升。为了消除安全隐患,减少风险,2012 年10 月10 日国务院219 次常务会议通过了《缺陷汽车产品召回管理条例》,该条例于 2012 年10 月30 日公布,自2013 年1 月1 日起施行[4]。
  
  其中,有一些召回事件曾经轰动了整个汽车行业。例如,2010 年丰田企业的加速踏板门事件,在全球范围内掀起了 1000 多万辆规模的丰田RAV4、Lexus 等车型的召回。在此次事件中,美国消费者获得了 11 亿美金的赔偿[5]。2015 年,因为安全气囊问题被召回的汽车总数约为 284 万辆,占全年汽车召回总数逾5 成,其中因高田气囊缺陷引起的召回超过277 万辆。
  
  高田气囊召回事件也让很多整车制造商受到牵连,其中受影响占比最高的是日系车企,约为78%,其次为美系车企占比约17%,占比最少的是德系车企约5%。
  
  2015 年3 月份奔驰因发动机问题召回 112830 辆国产和14 辆进口E 级车后,7 月底奔驰再度因相同问题召回14208辆国产 E级汽车,都是存在发动机舱密封条可能会因接触到发动机的高温零部件而导致车辆起火安全隐患问题,两次召回涉及 127052 辆奔驰E 级车。早在2014 年初,新速腾因后轴纵臂断裂问题而被众多车主投诉,并开始被媒体频繁曝光。后大众计划从 2015 年2 月2 日起,召回 56 万辆新速腾以及1.7 万辆甲壳虫。
  
  2015 年9 月11 日,国家质检总局公布“新速腾汽车耦合杆式后轴纵臂断裂问题缺陷调查”结果,报告认定:装配耦合杆式后轴的新速腾汽车存在纵臂断裂导致的安全隐患,构成缺陷[6]。从上述的事件可以看出,召回事件对于生产厂家的声誉造成了巨大影响和随之而来的重大经济损失。因此,汽车零件制造企业作为汽车生产厂家的直接供应商,必须对于汽车各零部件的质量问题给予高度重视,尤其是如何解决和追踪掌控质量问题。
  
  汽车行业正处于一个蓬勃发展的阶段,随着客户需求的不断变化,生产厂商推出新款商品的速度也越来越快,新项目和变更的不断出现,就可能导致在交付的产品质量方面遇到各种各样的问题。如果这些质量问题得不到及时有效地追溯和控制,将会对于最终客户的生命安全和财产安全带来严重后果。这就使得汽车生产企业对于下游的汽车零件供应商的质量追溯能力提出了更高的要求。
  
  传统的汽车零件行业的产品追溯多数是以一种手工的方式进行追踪产品零件信息,手工的方式是使用纸张记录得以实现,通过级级汇报、逐级确认,依靠各个环节的工作人员对于质量责任的理解进行判断,这种方式的优势在于有多年工作经验的员工可以快速地找到问题零件的相关生产信息、零件供应商信息、零件批次信息,主要依靠的是老员工的经验。当今社会,企业生产线员工的年龄趋势已经越来越年轻化,90 后甚至是00 后都已经加入到这类工作岗位中来,他们的社会阅历、工作态度、生活态度都与老一辈的员工有着较大的差异,离职率也有增长的趋势,这也恰恰限制住了传统追溯方法的传授与延续。
  
  汽车零件制造业的生产企业要召回存在质量缺陷的部件,首先要追溯存在质量缺陷的产品信息,分析产品生产过程。如果发现哪个生产环节出现差错,必须追溯到该环节的所有成品。为了更好地解决汽车零件制造业产品的追溯问题,当前传统的方式所面临的效率低下、准确性不高、缺少数字化追溯工具和系统等问题亟待突破。在信息化发展大趋势下,很多企业也已经意识到追溯和信息化结合的必要性。
  
  1.1.2 意义 。
  

  汽车出行已经是人们生活中必不可少的一种交通方式,由于汽车零部件的质量问题造成的安全事故时有发生,严重危害着消费者的生命和财产安全,为确保汽车质量的安全,必须从生产的源头抓起,可以说汽车零部件的质量对于整车质量有着举足轻重的作用。不论是生产企业、消费者还是政府,对于该问题的关注度都在不断提高。汽车零件制造业追溯系统的建立,有利于系统追溯原始数据的收集,范围包含了整个生产过程,从原材料的供应商信息、批次信息,到生产成品过程的信息,再到交付给客户的成品信息。汽车零件制造业实施可追溯管理,能够为客户提供准确的成品明细信息。建立良好的汽车零部件追溯系统,可以从源头上对汽车零部件成品的生产、加工、交付等生产环节及各部门负责团队进行安全管理和监控。参与在其中的不仅有企业,而且还有汽车零件成品的原材料供应商等团体。因此,建立汽车零件制造业追溯系统不仅是提高汽车零件质量安全保障的有效措施,也是当今信息化社会汽车零件质量安全管理的发展趋势。
  
  通过对汽车零件的追溯,记录汽车零件成品每个批次在生产、交付各个环节的质量安全信息,并最终给予它对应的条形码,对汽车零件成品形成全程的、准确的、灵活的汽车零件质量安全的监管体系,有效跟踪汽车零件质量的相关信息和责任团队,完成汽车零件的成品从供应商的原材料到交付到客户手中这一全过程的安全追溯,可以实现汽车零件成品的生产有信息可以查询,质量问题可以得到追溯,责任可以追究的安全保障目标。设计与实现一个汽车零件制造业追溯系统的意义有:
  
  第一,汽车零件制造业追溯系统可以节省企业召回成本。追溯系统可以利用生产管理环节中的数据采集、在线产量和完工率进行及时统计和分析,同时基于原材料批次和条形码标识管理,产品一旦发现缺陷,相关部门可以准确核对零件批次等信息,减少人为检查核对时产生的错误;信息的核对和输入都由系统完成,一名员工就可以从头到位操作,可以避免人员的浪费;也可以消除以往使用纸张记录的成本费用;追溯系统将记录的数据进行信息化、电子化,它的保存更为完整与长久,也可以使得员工方便快捷地进行实时查询。追溯系统能够找到缺陷发生的原因,同时也能确定缺陷产品的数量和来源,使企业迅速实现缺陷产品的召回,企业的损失也可以降到最低的程度,有利于生产企业提高成本管理效益。
  
  第二,汽车零件制造业追溯系统可以提高团队责任意识。追溯系统可以迎合汽车零件制造行业召回制度和 JIT(Just In Time)及时生产、售后质量追溯的要求,能迅速界定生产责任,有利于生产企业提高团队责任意识和提高企业管理效益。
  
  第三,汽车零件制造业追溯系统可以提高客户对于产品质量的信心。追溯系统要求在汽车零件生产和交付的每个过程中都要详细的、标准的成品信息记录,最终生成汽车零件成品的追溯标识信息。当客户检查到有质量缺陷的成品时,可以将这些批次成品的标识反馈给汽车零件制造厂商进行查询和追溯,可以满足客户对于质量安全的期许,也可以满足客户的知情权,做到有据可依、简单透明,慢慢地客户对于产品质量的信心也会大大提高。
  
  因此在企业的成本管理、团队管理、客户信息管理方面,汽车零件制造业追溯系统可以起到十分关键的作用。有助于塑造企业良好的品牌形象,提高汽车零件产品的市场竞争力,和扩大产品的市场占有率。同时也可以增强员工们的质量安全意识和自我责任意识,并加强企业的标准化管理,持续地促进汽车零件产品质量的大步提升。
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  1.1 追溯系统的国内外研究和应用现状
  1.1.1 追溯系统国内外研究的现状
  1.1.2 追溯系统国内外应用的现状
  1.2 本文主要工作和结构
  1.3 本章小结
  
  第二章 相关技术常识
  
  2.1 追溯的相关概念
  2.2 条形码技术
  2.3 数据采集技术
  2.4 虚拟服务器技术
  2.5 存储过程技术
  2.6 本章小结
  
  第三章 汽车零件制造业追溯系统的需求分析.
  
  3.1 系统目标
  3.2 系统需求分析
  3.2.1 功能需求分析
  3.2.2 非功能需求分析
  3.3 本章小结
  
  第四章 汽车零件制造业追溯系统设计与实现.
  
  4.1 系统总体设计
  4.1.1 系统物理架构
  4.1.2 App总体架构
  4.2 服务器环境的设计与实现
  4.3 条形码的设计与实现
  4.4 数据采集模块的设计与实现
  4.4.1 数据采集模块的设计
  4.4.2 数据采集模块的实现
  4.5 生产过程控制模块的设计与实现
  4.5.1 生产过程控制模块的设计
  4.5.2 生产过程控制模块的实现
  4.6 追溯查询模块的设计与实现
  4.6.1 追溯查询模块的设计
  4.6.2 追溯查询模块的实现
  4.7 数据库设计
  4.8 本章小结
  
  第五章 追溯系统的测试
  

  5.1 系统功能测试
  5.1.1 数据采集功能测试
  5.1.2 生产过程控制功能测试
  5.1.3 追溯查询功能测试
  5.2 性能测试
  5.2.1 测试环境
  5.2.2 高效性测试
  5.2.3 维护性测试
  5.2.4 可靠性测试
  5.3 本章小结

  第六章 总 结

  汽车的普及使得人们的出行方式发生了巨大的变化。汽车帮助人们扩大了生活半径,现在流行的都市圈这一名词,很大程度上也是得益于汽车这一商品。人们也可以使用汽车出去自驾旅游和拜访亲人。但是由于汽车是一个大宗商品,也就是大家通常所说的高消费商品,所以消费者觉得汽车的质量非常重要,例如汽车碰撞能力是否达标、汽车提速能力的高低、汽车会不会经常出现一些小问题(如刹车失灵、指示灯报警、车内的不明异响等等)。根据国家质量监督检验检疫总局发布的数据显示,出现汽车质量问题而被召回的事件逐年增加,如果汽车零件制造业还是以传统手工的产品追溯方式来处理召回事件的话,就会显得越来越力不从心,不仅拉长了消费者等待答复的时间,使得他们对于汽车品牌的信心缺失,还会让汽车零件制造企业增加处理召回事件的成本。随着信息技术的发展,信息化、自动化逐步进入到了很多的领域,并且让这些领域得到了新的发展契机。在整个信息化的大浪潮下,基于计算机、信息技术来创造出更为先进的追溯系统,消除了传统追溯工作方式的弊端。

  汽车零件制造业追溯系统通过应用虚拟服务器的基础架构,具备了高效性、维护性和可靠性等优点,能大大提高追溯系统的运行效率,同时通过追溯系统的功能提高了工作效率与准确度。本论文结合汽车零件制造业追溯的特点和工作流程,多次与产线员工以及各职能部门业务骨干进行讨论,分析追溯系统各方面的需求,包括了功能和非功能两大方面的需求,然后进行了系统的总体设计。设计完的系统拥有以下功能:生产 BOM 管理、数据采集功能、生产过程控制、追溯查询、系统设置。追溯这项工作是一个整体协作性质的过程,需要经过追溯系统的各个子模块共同完成。首先系统管理员将用料清单信息导入到追溯系统中,使得追溯系统拥有生产数据的比对基础。产线员工登陆系统之后,通过条码枪扫描原材料箱标签的零件件号、供应商名称、零件批次进行生产,如果出现缺料的情况,使用换料功能继续补料,直至成品装箱完成生产。质量员工可以在追溯报表界面下通过不同的信息查询到相应的报表,并可以把报表导出到自己的电脑上。

  本文对于上述系统进行了详细的测试。对于追溯系统的主要功能数据采集、生产过程控制、追溯查询进行了测试,这些测试均达到了系统设计的要求。同时高效性、可靠性和易用性的测试结果也表现不错,各项主要指标均达到了预期的目标。

  本文所涉及的追溯系统,可以应用于汽车零件制造业(特别是离散类型的企业)的质量追溯,根据不同的企业追溯需求,进行相应的业务功能模块的调整就可以满足需求。没有一个系统是完全通用的,它也存在着许多不足之处,需要后期的不断完善和升级。该追溯系统是基于某些汽车零件制造企业的产品、生产工艺、企业资源流程系统等客观条件下设计的,但是在不同类别的企业或者单位机构,这种追溯系统在功能方面是否符合他们的需求还是个未知数,可能需要更深一步地调查研究后,进行更为完善的优化和改进。另外,该系统是完全基于企业内部的服务器环境内,虽然已经做了虚拟化方案,但还是存在一些局限性。云计算是一种共享基础架构的新方法,它在一个庞大的系统资源池里面,向用户提供各种信息技术服务,它是通过互联网作为数据中心和服务器连接的基础,完成快速、高效的计算和信息交换存储的系统[52]。随着目前云计算服务的不断兴起,更多的企业选择了服务器上云。例如在 2017 alibaba云栖大会上,提及到的飞利浦已经实现的企业整体上云。希翼以后在追溯系统的规划设计上,可以将云计算服务作为基础架构的首选。从条形码标识的方面来讲,希翼后期可以联合整个汽车产业链的龙头企业与中国物品编码中心或类似的机构一起,完善和规范条形码标识的标准。这样就可以达到正在意义上的条形码标准化,有利于整个行业的追溯系统的发展。

  参考文献

  原文出处:沈振兴. 汽车零件制造业追溯系统设计与实现[D].南京邮电大学,2019. 点击下载全文 转载请注明来源。原文地址:/html/zhlw/20200623/8358558.html   

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