企業(yè)生產(chǎn)物流的設計和實現(xiàn)

基于RFID 的生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)能夠在線實時地反映生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)和物流信息， 使生產(chǎn)調(diào)度、質檢及管理人員能夠隨時了解客車生產(chǎn)的全貌， 根據(jù)生產(chǎn)實際情況及時調(diào)整作業(yè)計劃， 便利地解決生產(chǎn)中的問題， 作到均衡生產(chǎn)。同時能夠實現(xiàn)車間管理的各個業(yè)務部門之間的信息共享， 改善企業(yè)內(nèi)部的信息交換方式， 為企業(yè)決策者提供動態(tài)的監(jiān)控生產(chǎn)。

　　1 RFID 技術與EPC 代碼

　　1.1 RFID 技術

　　RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。RFID標簽中存儲一個唯一編碼，通常為64bits、96bits甚至更高，其地址空間大大高于條碼所能提供的空間，因此可以實現(xiàn)單品級的物品編碼。RFID標簽芯片的內(nèi)部結構主要包括射頻前端、模擬前端、數(shù)字基帶處理單元和EEPROM存儲單元四部分。                                                            

　　讀寫器與標簽之間是利用無線感應方式進行信息交換的， 它具有以下特點： 可以非接觸識別； 無需"視線"所及， 可以穿過水、油漆、木材甚至人體進行識別； 可以識別快速移動物品； 可同時識別多個物品等。在RFID 系統(tǒng)的應用中， 標簽附著在被識別的物體上（ 表面或內(nèi)部） , 一旦帶有電子標簽的被識別物體進入可識讀范圍時， 讀寫器以自動無接觸的方式將約定的信息從標簽中讀取出來， 從而完成自動識別物品或者自動收集物品標志信息的功能。采用RFID 最大的好處是可以對企業(yè)的生產(chǎn)過程進行可視化管理， 以有效地降低成本。因此， 越來越多的制造商都在關心和支持這項技術的發(fā)展與應用。

　　1.2 EPC 代碼

　　EPC的全稱是Electronic Product Code,中文稱為產(chǎn)品電子代碼。EPC的載體是RFID電子標簽，并借助互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)信息的傳遞。EPC旨在為每一件單品建立全球的、開放的標識標準，實現(xiàn)全球范圍內(nèi)對單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯，從而有效提高供應鏈管理水平、降低物流成本。EPC是一個完整的、復雜的、綜合的系統(tǒng)。EPC/RFID技術應用于倉庫管理領域的優(yōu)勢EPC /RFID電子標簽的數(shù)據(jù)特點是：1、無接觸讀取 2、遠距離讀取 3、動態(tài)讀取 4、多數(shù)量、品種讀取 5、標簽無源 6、海量存儲量 等優(yōu)勢 這些都是條碼無法比擬的，因此采用EPC電子標簽技術，可以實現(xiàn)數(shù)字化庫房管理；并配合使用EPC編碼，使得庫存貨品真正實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理。

　　2 基于RFID 的某汽車制造企業(yè)生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)

　　2.1 系統(tǒng)的需求分析

　　某汽車制造企業(yè)總裝車間的生產(chǎn)物流按工藝流程進行， 總裝車間主要完成車身與底盤的組裝以及內(nèi)飾件的安裝， 通過調(diào)查研究與分析， 該總裝車間的生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)大致存在如下問題：

　?。?1） 在裝備過程中， 各環(huán)節(jié)的信息錄入均由手工完成， 經(jīng)常出現(xiàn)抄錄錯誤， 導致工作步驟不能正常銜接， 影響了整個生產(chǎn)流通。

　?。?2） 車間工人實行的是每日一班工作制， 每班的工人人數(shù)是固定的， 有時由于原材料短缺或設備故障等原因而使部分工人的工作量不能達到飽和， 從而增加了生產(chǎn)成本。

　　（ 3） 當發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品有缺陷時， 由于記錄的不完全和數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一， 不能及時查詢到具體的負責人員。

　?。?4） 生產(chǎn)線與倉庫溝通銜接不夠好， 導致配料效率低。

　?。?5） 管理人員不能直觀及時地了解生產(chǎn)線狀況， 從而不能根據(jù)生產(chǎn)實際情況及時調(diào)整作業(yè)計劃， 便利地解決生產(chǎn)中的問題。

　　根據(jù)上述需求分析， 信息傳遞的延遲以及信息的不準確是整個問題的關鍵， 因此要改善生產(chǎn)管理的效果， 降低產(chǎn)品的成本， 必須從根本的信息采集技術入手， 從而改變生產(chǎn)過程中的信息傳遞方式?；谶@種情況， 提出了基于RFID 的物流管理信息系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)總體結構設計

　　通過上述的需求分析， 建設符合現(xiàn)代企業(yè)全面信息管理的需求， 在制品組裝生產(chǎn)動態(tài)實時追蹤信息管理系統(tǒng)， 使管理人員在后臺即可看到在制品的裝備情況。系統(tǒng)除了需要對生產(chǎn)過程的監(jiān)控以外， 還要實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享與實時統(tǒng)計， 以便于管理部門的生產(chǎn)監(jiān)測與調(diào)度。綜合以上要求以及該單位的實際情況， 系統(tǒng)主體設計采用分布式控制的星形拓撲結構， 如圖2 所示。整個系統(tǒng)由生產(chǎn)業(yè)務管理層、生產(chǎn)過程監(jiān)控層以及數(shù)據(jù)采集管理層所組成， 并利用通信接口與以太網(wǎng)結構將信息服務器、現(xiàn)場總線監(jiān)控服務器、RFID 閱讀器以及其它模塊和終端連接起來。

圖二　系統(tǒng)的總體結構圖                               

　?。?1） 數(shù)據(jù)采集管理層。數(shù)據(jù)采集管理是生產(chǎn)過程監(jiān)督和控制的基礎， 它負責收集生產(chǎn)線上在制品的裝備信息等， 打包后上傳到公司管理部門， 供生產(chǎn)過程監(jiān)督和控制分析使用。RFID 是數(shù)據(jù)采集管理層的核心， 通過讀寫器采集電子標簽中的信息， 進行簡單的信息預處理（ 解碼、防沖撞、多通道信息去重、信息過濾、分類） .

　?。?2） 生產(chǎn)過程監(jiān)控層。生產(chǎn)過程監(jiān)控層負責管理生產(chǎn)過程中在制品的加工信息和生產(chǎn)線的狀態(tài)信息， 并將這些實時信息及時呈遞給生產(chǎn)管理部門， 使企業(yè)領導和生產(chǎn)管理人員能夠掌握第一手的生產(chǎn)作業(yè)情況。同時， 管理部門可以根據(jù)這些信息對生產(chǎn)進行控制， 及時調(diào)整生產(chǎn)作業(yè)計劃和修改生產(chǎn)控制參數(shù)， 以求在最短的時間內(nèi)， 使生產(chǎn)流程重新步入正常工作狀態(tài)， 確保生產(chǎn)計劃能夠順利完成。生產(chǎn)過程監(jiān)控層包括現(xiàn)場總線監(jiān)控服務器、RFID 車輛識別終端、車型信息顯示終端， 通過工業(yè)以太網(wǎng)組成一個星型網(wǎng)絡結構。

　?。?3） 業(yè)務管理層。業(yè)務管理層是系統(tǒng)的頂層， 也是整個系統(tǒng)對外部的接口， 通過管理層， 廠級信息網(wǎng)絡可以訪問系統(tǒng)內(nèi)部。信息服務器作為車間級生產(chǎn)管理、調(diào)度的中心， 負責整合、分發(fā)監(jiān)控層上報的生產(chǎn)信息， 實現(xiàn)在車間范圍內(nèi)的信息共享，為管理者及時下達調(diào)度指令提供可靠的分析依據(jù)。