基于RFID技术在制造业物流应用解决方案

　　3. 应用架构及功能模块 　

　　“基于RFID的物料及在制品跟踪管理系统”采用基于RFID的数据采集终端设备作为车间内各生产单元功能站的主要构件，通过对各个生产单元的数据收集和反馈，组成覆盖全厂或者整个流水线的、满足闭环生产管理需要的开放式网络。系统采用数据库服务器进行实时数据存取和比照，实现生产信息的监视、控制和生产过程的管理。系统支持双机架构，提供高效和高可用性服务，以大型数据库为设计基础，便于大量实时数据的存储、比对、运作，产生各类统计分析报表，及基于Web应用，提供标准网际网络的浏览查询和远程资料索取。 

　　各功能站通过局域网对系统服务器进行交互操作，同时其他各查询终端也通过局域网查询服务器处理后提供的数据、报表和图形。在企业外部，通过Internet可以连接到服务器，在设定的权限内对系统进行信息发布或读取操作。公司内部管理和外部相关业务单位通过本系统联系形成了一个紧密的整体，做到实时信息共享，使业务流程变得有序而高效。

　　1) 生产过程建模（CONFIG） 

　　“生产过程建模”主要用于对各种产品的生产相关数据设定，它通过模拟生产的实际情况，来描述产品的加工工艺、路线，定义产品的物料信息及缺陷信息，描述加工机器的生产能力与加工方式等重要信息，并进而提供了后续跟踪行为的基础架构和系统配置，建立生产业务模型，同时也定义了数据库存储细节。当然，“生产过程建模”模块还可依客户需要，增加设定。 

　　• 描述产品的加工工艺
　　• 描述加工机器的加工方式
　　• 设定产品的生产线别、生产区段、生产群组、生产站别等设置
　　• 设定生产时段（定义时间编排格式）
　　• 预期处产出目标（或描述加工机器的生产能力）
　　• 生产流程设定，弹性设定产品生产路线流程(Routing Control)
　　• 工作指令（Work Order）管理，弹性设定各工作站作业模式(如组装模式、测试模式等)
　　• 定义/修改产品的不良（或缺陷）现象表(Error Code)
　　• 定义/修改产品的不良（或缺陷）原因表(Reason Code)
　　• 设定产品的物料数据信息
　　• 重要零部件（Key Parts）设置，设定修改主零件需求表(Key Parts BOM)
　　• 客户管理，设定客户名称
　　• 供应商管理，可设定供应商资料
　　• 用户权限设定和员工管理
　　• 标准信息代码管理：主要针对电子标签代码管理，制订产品、物料、在制品等的识别码格式。主要根据企业规则和行业规则确定产品识别码的编码规则，保证产品规则化和惟一标识。
　　• 数据设置（数据库存储细节） 

　　2) 生产计划及生产管理 

　　在本模块中，将作业计划与生产管理结合在一起，以体现计划与管理的一体效应和及时的比对，具体包括以下内容： 

　　日计划的自动生成：采用独立的日计划生成服务程序，直接通过局域网与终端上位机通讯，可减少查询和传送终端数据时访问数据库的频率，大大减轻了数据库管理系统的负担。
　　生产计划管理：车间作业计划管理模块首先利用ERP接口构件，获得厂部或ERP等管理系统传下的生产计划的要求，然后调用调度策略构件，结合生产作业所需使用的资源，包括设备、人员、物料、历史记录等，在短时间之内对车间生产情况进行预测(如各工单每周生产现况之掌握)，编制车间作业计划，确保资源分配符合计划调度最佳化的目标。车间作业计划直接下达到各车间、仓库等生产单元，指导具体的生产作业，达到BTO 生产标准。同时提供实时生产情况的查询连接，便于及时调整计划。
　　资源分配和状态管理：指导劳动者，机器，工具和物料如何协调的进行生产，并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工情况
　　工序详细调度：用于生产计划的调度和实施
　　生产单元分配：用于生产计划的调度和实施
　　人力资源管理：提供按分钟级更新的员工状态信息数据（工时，出勤等），基于人员资历，工作模式，业务需求的变化来指导人员的工作
　　例外管理：用于计划时的一些特殊设定
　　根据订单情况编排生产计划并进行设定，上线、修改、关闭和删除计划
　　根据编码规则生成产品序列号；根据订单及BOM，编制数据单给仓库拣料系统，产生发料单
　　根据编码规则编制产品部件的批号和序列号，便于跟踪
　　生产管理模块：产品进入生产流程之后，即开始涉及生产管理，生产管理模块提供实时生产情况的查询，便于及时调整计划。
　　查看全厂各生产线的系统布局，并对各站实时监控
　　根据产品型号（Model）查询各生产线的生产情况
　　根据计划或工作指令（Work Order）查询计划、指令的生产（投入、产出、延迟及完成）情况。
　　各测试站的测试结果及产品主要不良状况统计分析
　　查询车间现场的产品库存情况
　　查询生产在线机台的流程卡（Travel Card） 
　　查询标准的生产报表以及EXCEL 输出 
　　产能分析，依工作指令、日期设定作图表示产能分析 

　　3) 现场数据采集 

　　现场数据采集模块依靠RFID DCS和其它设备通信接口构件和现场设备进行信息交互，并运行由接口开发构件组成的各个接口或键盘，给现场操作人员提供信息输入接口，帮助系统拥有第一手信息，将所需的与生产制造相关信息通通收集在内。 

　　数据输入来源包括：
 
　　RFID系统
　　计算机条形码（Bar Code）扫瞄器
　　人事系统（工作时间和出缺席率）
　　质量检验系统 
　　测试系统
　　机器和制程的监控系统
　　其它的计算机系统
　　人员输入
　　产品在各工作站的生产信息日志文件 

　　4) 物料跟踪查询 

　　所谓物料，包括零部件、外协件、替换件以及生产过程中产生的边、角、余料和废料等生产材料，物料的追踪查询主要实现对物料的个体/批次在生产在线推移、传递、消耗、转化等信息的采集、记录、跟踪、整理、分析和共享等信息管理功能。 

　　加快拣料速度，提高物料的利用率和生产效率；
　　有助于物料的规范化管理，杜绝物料的杂乱状况； 
　　便于物料跟踪管理和统计，有助于做到合理的物料库存准备，有效地降低库存成本，缩短企业资金的占用时间；
　　有利于物料质量检验档案的建立，与采购订单挂钩建立对供货商的评价体系，提高对供货商供货的质量监控； 
　　人员培训容易且标准化；
　　减少/消除纸张作业。 

　　5) 在制品跟踪查询（WIP） 

　　提供对生产在线正在制造产品状况的跟踪查询。通过该模块，管理人员可以迅速及时地了解生产线的生产情况，实时监控产品质量和生产效率。后台连接至相应的数据库，可以显示相关时段相应工单的基本信息、栈板信息、产品分布状况、流程及维修状况、详细部件信息等。有了WIP就可以随时随地了解产品在生产在线的位置和具体情况，防止故障堆积，帮助降低在制品数量。 

　　设置自动刷新及刷新时间间隔
　　查询生产线的生产状况、各产品的生产状况 
　　查询工段、群组状态
　　查询各产品主关件装配情况 

　　6) 产品生命周期档案 

　　了解单件产品的整个生命周期在很多情况下非常有用，产品追踪是制造管理软件必备的功能之一。它除了满足品质保证、统计分析、存货管理等的要求之外，还可让使用者回溯至任何一个生产步骤、任何一笔加工资料，即使是特别处理的加工手续也不例外。 

　　7) 质量及绩效分析查询 

　　QC：质量管理（Quality Control）：显示在线检验的检验率产品合格率；显示检验的产品总数，即显示产量、质量等信息；按机型等参数对检验结果查询不良现象。
　　QA：质量保证（Quality Assurance）：采用抽检的方法，对以批为单位的产品进行检验，若不良率高于标准，则QA有权整批退货，QA必须确定产品质量符合客户要求后才可运出。
　　QM：质量管理：提供全面的生产质量信息查询，分析及统计产品合格率、返修率和直通率等反映系统总体性能和效率的参数，实时反应车间质量状况。
　　SPC：统计制程控制（Statistics Process Control）：质量统计控制(SPC)是质量管理的高级功能，它从生产过程中收集质量数据，应用统计分析技术，科学地区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的。 
　　IQT：原材料质量跟踪（Incoming Quality Tracking）：负责原材料的质量跟踪，并与供应链管理系统（SCM）连接，记录进料检验信息和供货商供货质量统计分析，为进料选择和控制做好基础数据工作。这样一旦某一批产品因为原料的缘故发生质量问题，可以迅速追溯或索赔。 

　　8) 网际网络应用 

　　网际网络应用模块运用先进的网络可视化技术、WEB技术、.NET技术、中间件技术和可扩展的程序结构，提供一个安全的架构、普通的导航方法和友好的图形用户接口（GUI）来获取由系统转换生成的窗口、报告、文件、报警、历史和实时信息，为公司内部、客户和外部供应链提供简便的信息途径，同时采用标准的浏览器作为客户端接口，减少系统安装和维护的成本。 

　　权限管理功能，便于管制使用者所能使用的功能范围
　　在Internet上实现BTO(Build to Order)按定单生产
　　OEM 客户可随时了解委托产品的生产与质量情况
　　外部授权的维修部门可及时查询所维修产品的生产记录
　　总部可了解、管理各地分厂的生产及质量状况
　　管理人员出差在外也能通过Internet 随时掌握工厂的情况

　　4. RFID在制造业MES应用实施效果

　　在南方某配件制造有限责任公司实施的RFID MES系统，加快了新产品的开发速度，改善了物流管理，提高了市场应变能力，使交付率不足等问题得到了根本的改善，大大降低了生产成本，所取得的经济效益如下： 

　　• 改善物流管理，提高生产效率，节约生产管理成本。加工过程数据信息化后，改善了生产过程的物流管理，各种产品的加工状态，产品质量情况和每个订单的完成情况都能实时反映，方便了一线指挥员和经营管理者的调控。工序间物流更加顺畅，生产效率提高10%以上；同时，节约厂房和设备的投资；系统应用还可以减少管理人员，降低劳动力成本。
　　• 生产过程、产品质量实时监控，降低废品率。对生产过程及生产质量进行实时监控，有利于降低废品率。
　　• 明确质量责任。实现全程质量追踪，明确质量责任，保证产品质量，提高顾客满意度。
　　• 克服混料等产品混乱现象，克服跨工序加工、漏工序加工、遗留尾数等加工混乱情况。信息化项目的实施，将从根本上杜绝在“多品种，小批量”生产过程中难以克服的混料等产品混乱现象，杜绝跨工序加工、漏工序加工、遗留尾数、产品流失等混乱情况。
　　• 实现合理安排生产计划，成品及时交货。系统下达生产计划到位，制造及时，并实现在制品的管理跟踪和设备信息、工作参数与生产情况的数据采集实时监控，便于调整生产计划，保证供货，同时有利于生产信息数据的事后分析和安排生产计划的事前控制。
　　• 实现工艺无纸化，减少认为错误。生产终端直接获取工艺可以避免分发工艺文件出现的人为错误，从而避免错工艺生产。
　　• 实现检测数据的实时采集，量检具管理更方便。系统可以通过数字量检具与终端的相连获取实时的检测数据；并可以通过终端广播方式使量检具管理更方便。
　　• 加快新产品开发速度。结合CAD/CAPP的广泛应用，缩短了生产技术准备时间，加快了新产品开发速度。
　　• 解决ERP软件无法与车间现场制造相连的问题，为ERP提供基础数据支持。企业信息化的基础是数据采集的实时与准确与否，该项目的应用从根本上解决了基础数据的准确采集问题。
　　• 提高市场应变能力。通过生产、经营各个环节的信息集成，支持了技术的集成，进而由技术的集成进入技术、经营管理和人、组织的集成，最后达到物流、信息流、资金流的集成并优化运行，从而提高了企业的市场竞争能力和应变能力。
　　• 节能降耗，更加环保。RFID技术在工业流程自动化的应用实施，提高了企业的过程速度和生产效率效益，同时也提高了边际效益，节约了能源和原材料，从这个角度来说，系统也间接地降低了制造企业对环境和自然资源的破坏和影响；同时系统的应用实现了公司“工艺无纸化”管理，大大降低纸张的使用，取得了较大的环保效益。 

　　RFID MES经济指标

　　改善的项目 改善效果
　　缩短制造周期时间 5～12%
　　降低或消除数据进入的时间 ≥30%
　　减少半成品（WIP） 9～18%
　　降低或排除转换间的文书工作 32～57%
　　缩短前置时间 15～22%
　　改善产品质量（减少缺点） 6～12%
　　排除书面与蓝图作业的浪费 ≥45% 

　　采用Impinj第二代读写器，标签芯片，天线技术，impinj420是业界最高灵敏度RFID超高频阅读器技术，Impinj 是第二代超高频解决方案在单件和运输标签领域的技术创新者。业界最高灵敏度RFID超高频阅读器技术，芯片占有率全球超过80%，Impinj是唯一一家能聚集读写器，标签芯片，天线技术为一体来解决RFID最大挑战的公司。包括高性能标签芯片，读卡器，读卡器芯片，软件，天线和系统集成。Impinj 的产品为全球用户提供前所未有的性能指标，集成度，和成本优势。如需仓储、资产、烟草RFID，食品追溯，防伪防窜货，酒、服装等和RFID技术相关的详细解决方案者，请咨询 任工 Renzhixian@126.com QQ:872576699 。