RFID技術(shù)在制造業(yè)物流管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　本文搭建了基于RFID的制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)框架，設(shè)計(jì)了MES和WMS中幾個(gè)物流環(huán)節(jié)在應(yīng)用RFID后的基本業(yè)務(wù)操作流程，并說明了流程改進(jìn)后的優(yōu)勢最后闡述了RFID的應(yīng)用前景。

　　一、引言

　　射頻識別RFID(RadioFrequencyIdentification)是在1940年出現(xiàn)的，首先應(yīng)用于軍隊(duì)和一些對識別系統(tǒng)有特殊要求的組織。由于其較高的執(zhí)行運(yùn)作成本和缺少相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，沒有馬上應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域，直到1980年這項(xiàng)技術(shù)才被引進(jìn)到了商業(yè)領(lǐng)域。

　　本文把RFID的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與MES(ManufacturingExecutionSystem)、WMS(WarehouseManagementSystem)相結(jié)合應(yīng)用到制造業(yè)物流各個(gè)環(huán)節(jié)，從而優(yōu)化了其物流流程;給出了從采購到銷售全過程的物流管理信息系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)了應(yīng)用RFID的基本業(yè)務(wù)操作流程，實(shí)現(xiàn)流程中數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集。

　　二、基于RFID的物流管理信息系統(tǒng)

　　基于RFID的物流管理信息系統(tǒng)可以幫助制造業(yè)實(shí)現(xiàn)對各種資源的實(shí)時(shí)跟蹤、及時(shí)完成生產(chǎn)用料的補(bǔ)給和生產(chǎn)節(jié)拍的調(diào)整。從而提高資源的追蹤、定位和管理水平，提升制造業(yè)自動(dòng)化水平和整體效率。它的硬件構(gòu)成為電子標(biāo)簽、RFID讀寫器、RFID中間件、管理系統(tǒng)服務(wù)器、管理系統(tǒng)工作站。

　　電子標(biāo)簽：分為主動(dòng)式電子標(biāo)簽、被動(dòng)式電子標(biāo)簽和半自動(dòng)式電子標(biāo)簽。主動(dòng)式電子標(biāo)簽帶有電源可以在讀寫器范圍以外處于休眠狀態(tài)，進(jìn)入讀寫器作用范圍內(nèi)被激活，也可不間斷的發(fā)送信號作業(yè)范圍20米～100米;被動(dòng)式電子標(biāo)簽使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)它必須利用讀寫器的載波來調(diào)制自己的信號作業(yè)，范圍幾英寸到30英尺。

　　RFID讀寫器：分為固定式讀寫器和便攜式讀寫器。固定式讀寫器是最常用的，由于體積、電源、功耗等方面的要求，采用固定式安裝，主要用于倉庫和車間的門禁來確認(rèn)入庫貨物的數(shù)量、批號，還有應(yīng)用在車間，對每個(gè)車間的用料情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。便攜式讀寫器是固定式讀寫器的有力補(bǔ)充，它能滿足野外作業(yè)、近距離、移動(dòng)識別、低能耗等要求，主要用于庫位的確定和日常庫存的盤點(diǎn);UWB讀寫器屬于固定式讀寫器，主要用于倉庫對內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行定位和追蹤。

　　RFID中間件：目前提供RFID中間件平臺的廠商主要有IBM、Microsoft、Oracle、SAP、Sun等。RFID中間件主要包括兩層次功能：第一個(gè)層次是為后兩個(gè)層次提供改善RFID在互聯(lián)網(wǎng)上性能和功效的服務(wù);第二個(gè)層次是負(fù)責(zé)與RFID硬件設(shè)備之間的通信，對RFID讀寫器所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、整理。

　　三、基于RFID制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

　　RFID在制造業(yè)物流信息系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩方面：首先，RFID可以在制造業(yè)生產(chǎn)物流中發(fā)揮巨大作用，其可以自動(dòng)識別生產(chǎn)物流各個(gè)環(huán)節(jié)中物料、半成品、產(chǎn)成品的位置和狀態(tài)，并把這些信息迅速、準(zhǔn)確的傳送到MES。其次，提高制造業(yè)物流信息系統(tǒng)采集信息的準(zhǔn)確性，簡化出入庫的流程，及時(shí)了解庫存貨物狀況，保證貨物的盤點(diǎn)更加精確、迅速。

　　1.RFID對貨物識別和跟蹤進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES能通過信息的傳遞對生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠中有實(shí)時(shí)事件發(fā)生時(shí)，MES能及時(shí)對這些事件做出反應(yīng)、報(bào)告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進(jìn)行約束和處理。MES以過程數(shù)學(xué)模型為核心，連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或非實(shí)時(shí)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、診斷和控制，完成單元整合和系統(tǒng)優(yōu)化，在生產(chǎn)過程層(而不是管理層)進(jìn)行物料平衡，安排生產(chǎn)計(jì)劃，實(shí)施調(diào)度、排產(chǎn)及優(yōu)化。MES著重動(dòng)態(tài)管理，需要收集生產(chǎn)過程中的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場變動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。而RFID恰恰能快速、準(zhǔn)確的作完成大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集工作。因此我們可以通過RFID和MES的結(jié)合，對各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。通過安裝在各個(gè)車間的固定讀寫器實(shí)時(shí)讀取各個(gè)車間內(nèi)物料的消耗情況，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，MES根據(jù)對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，來對各個(gè)車間工作地點(diǎn)下達(dá)指令，進(jìn)行調(diào)度。當(dāng)各個(gè)生產(chǎn)車間的物料降到了預(yù)先設(shè)置的臨界點(diǎn)時(shí)，MES會對WMS發(fā)出補(bǔ)料指令，倉庫可以根據(jù)指令對生產(chǎn)車間進(jìn)行補(bǔ)給。從而大大提高了制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化程度。并且能對各個(gè)車間的用料情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，來實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)流程的節(jié)拍調(diào)控，提高整體效率。

　　2.RFID提高倉庫作業(yè)能力，簡化流程。假設(shè)供應(yīng)商都采取RFID技術(shù)，并且貨物的容器或托盤都有RFID標(biāo)簽。那么我們可以RFID應(yīng)用在收貨、入庫流程圖和揀貨、出庫流程中的三個(gè)方面：出入庫信息的確認(rèn)、日常庫存的盤點(diǎn)、倉庫設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　(1)把RFID門禁系統(tǒng)用于出入庫信息的確認(rèn)，采用固定讀寫器和手持讀寫器聯(lián)合使用，手持讀寫器用于對貨位及托盤信息的讀取，固定讀寫器來實(shí)現(xiàn)對貨物信息和托盤信息的確認(rèn)。兩種讀寫器的應(yīng)用不僅可以在運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)對多目標(biāo)的識別，提高出入庫的效率，還可以實(shí)現(xiàn)對貨物及托盤容器的狀態(tài)的監(jiān)控。

　　(2)日常庫存的盤點(diǎn)，采用手持讀寫器，通過對標(biāo)準(zhǔn)化、單元化包裝上標(biāo)簽的讀取，來完成日常盤點(diǎn)，不僅可以節(jié)約人力成本，還可以提高準(zhǔn)確率和盤點(diǎn)效率。

　　(3)倉庫設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，采用的是UWB讀寫器，通過UWB讀寫器可以確定設(shè)備在倉庫的位置和當(dāng)前的狀態(tài)，便于對貨物進(jìn)庫后，貨位與搬運(yùn)工具線路的選取，同樣可以提高入庫效率，并降低設(shè)備的運(yùn)作成本。

　　四、結(jié)論及發(fā)展前景

　　本文把RFID和制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)結(jié)合起來，使RFID完成MES、WMS的數(shù)據(jù)收集、整理，改進(jìn)了傳統(tǒng)制造業(yè)的物料補(bǔ)給和倉庫管理流程，實(shí)現(xiàn)對物流各環(huán)節(jié)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，從而在降低了成本的同時(shí)還提高了生產(chǎn)效率，為制造業(yè)帶來顯著收益。