企業(yè)生產(chǎn)物流的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

基于RFID 的生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)能夠在線實(shí)時(shí)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(zhì)檢及管理人員能夠隨時(shí)了解客車生產(chǎn)的全貌， 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整作業(yè)計(jì)劃， 便利地解決生產(chǎn)中的問題， 作到均衡生產(chǎn)。同時(shí)能夠實(shí)現(xiàn)車間管理的各個(gè)業(yè)務(wù)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(dòng)態(tài)的監(jiān)控生產(chǎn)。

　　1 RFID 技術(shù)與EPC 代碼

　　1.1 RFID 技術(shù)

　　RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID是一種簡(jiǎn)單的無線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)一個(gè)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(shí)現(xiàn)單品級(jí)的物品編碼。RFID標(biāo)簽芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(chǔ)單元四部分。

　　讀寫器與標(biāo)簽之間是利用無線感應(yīng)方式進(jìn)行信息交換的， 它具有以下特點(diǎn)： 可以非接觸識(shí)別； 無需視線所及， 可以穿過水、油漆、木材甚至人體進(jìn)行識(shí)別； 可以識(shí)別快速移動(dòng)物品； 可同時(shí)識(shí)別多個(gè)物品等。在RFID 系統(tǒng)的應(yīng)用中， 標(biāo)簽附著在被識(shí)別的物體上（ 表面或內(nèi)部） , 一旦帶有電子標(biāo)簽的被識(shí)別物體進(jìn)入可識(shí)讀范圍時(shí)， 讀寫器以自動(dòng)無接觸的方式將約定的信息從標(biāo)簽中讀取出來， 從而完成自動(dòng)識(shí)別物品或者自動(dòng)收集物品標(biāo)志信息的功能。采用RFID 最大的好處是可以對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)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(guān)心和支持這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)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(biāo)簽，并借助互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)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(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)對(duì)單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯，從而有效提高供應(yīng)鏈管理水平、降低物流成本。EPC是一個(gè)完整的、復(fù)雜的、綜合的系統(tǒng)。EPC/RFID技術(shù)應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)管理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)EPC /RFID電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)特點(diǎn)是：1、無接觸讀取 2、遠(yuǎn)距離讀取 3、動(dòng)態(tài)讀取 4、多數(shù)量、品種讀取 5、標(biāo)簽無源 6、海量存儲(chǔ)量 等優(yōu)勢(shì) 這些都是條碼無法比擬的，因此采用EPC電子標(biāo)簽技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化庫(kù)房管理；并配合使用EPC編碼，使得庫(kù)存貨品真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(jìn)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(cuò)誤， 導(dǎo)致工作步驟不能正常銜接， 影響了整個(gè)生產(chǎn)流通。

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

　?。?3） 當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品有缺陷時(shí)， 由于記錄的不完全和數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一， 不能及時(shí)查詢到具體的負(fù)責(zé)人員。

　?。?4） 生產(chǎn)線與倉(cāng)庫(kù)溝通銜接不夠好， 導(dǎo)致配料效率低。

　?。?5） 管理人員不能直觀及時(shí)地了解生產(chǎn)線狀況， 從而不能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整作業(yè)計(jì)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(zhǔn)確是整個(gè)問題的關(guān)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(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　通過上述的需求分析， 建設(shè)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(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)追蹤信息管理系統(tǒng)， 使管理人員在后臺(tái)即可看到在制品的裝備情況。系統(tǒng)除了需要對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控以外， 還要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享與實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)， 以便于管理部門的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)與調(diào)度。綜合以上要求以及該單位的實(shí)際情況， 系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)采用分布式控制的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 如圖2 所示。整個(gè)系統(tǒng)由生產(chǎn)業(yè)務(wù)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(jié)構(gòu)將信息服務(wù)器、現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控服務(wù)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(jié)構(gòu)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(chǔ)， 它負(fù)責(zé)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(biāo)簽中的信息， 進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息預(yù)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(fù)責(zé)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(shí)時(shí)信息及時(shí)呈遞給生產(chǎn)管理部門， 使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)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(shí)， 管理部門可以根據(jù)這些信息對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制， 及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和修改生產(chǎn)控制參數(shù)， 以求在最短的時(shí)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(jì)劃能夠順利完成。生產(chǎn)過程監(jiān)控層包括現(xiàn)場(chǎng)總線監(jiān)控服務(wù)器、RFID 車輛識(shí)別終端、車型信息顯示終端， 通過工業(yè)以太網(wǎng)組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　?。?3） 業(yè)務(wù)管理層。業(yè)務(wù)管理層是系統(tǒng)的頂層， 也是整個(gè)系統(tǒng)對(duì)外部的接口， 通過管理層， 廠級(jí)信息網(wǎng)絡(luò)可以訪問系統(tǒng)內(nèi)部。信息服務(wù)器作為車間級(jí)生產(chǎn)管理、調(diào)度的中心， 負(fù)責(zé)整合、分發(fā)監(jiān)控層上報(bào)的生產(chǎn)信息， 實(shí)現(xiàn)在車間范圍內(nèi)的信息共享，為管理者及時(shí)下達(dá)調(diào)度指令提供可靠的分析依據(jù)。