企業(yè)生產(chǎn)物流的設計和實(shí)現

基于RFID 的生產(chǎn)物流管理信息系統能夠在線(xiàn)實(shí)時(shí)地反映生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)和物流信息， 使生產(chǎn)調度、質(zhì)檢及管理人員能夠隨時(shí)了解客車(chē)生產(chǎn)的全貌， 根據生產(chǎn)實(shí)際情況及時(shí)調整作業(yè)計劃， 便利地解決生產(chǎn)中的問(wèn)題， 作到均衡生產(chǎn)。同時(shí)能夠實(shí)現車(chē)間管理的各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)之間的信息共享， 改善企業(yè)內部的信息交換方式， 為企業(yè)決策者提供動(dòng)態(tài)的監控生產(chǎn)。

　　1 RFID 技術(shù)與EPC 代碼

　　1.1 RFID 技術(shù)

　　RFID射頻識別是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標簽，操作快捷方便。RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)系統，只有兩個(gè)基本器件，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個(gè)詢(xún)問(wèn)器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。RFID標簽中存儲一個(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)現單品級的物品編碼。RFID標簽芯片的內部結構主要包括射頻前端、模擬前端、數字基帶處理單元和EEPROM存儲單元四部分。

　　讀寫(xiě)器與標簽之間是利用無(wú)線(xiàn)感應方式進(jìn)行信息交換的， 它具有以下特點(diǎn)： 可以非接觸識別； 無(wú)需視線(xiàn)所及， 可以穿過(guò)水、油漆、木材甚至人體進(jìn)行識別； 可以識別快速移動(dòng)物品； 可同時(shí)識別多個(gè)物品等。在RFID 系統的應用中， 標簽附著(zhù)在被識別的物體上（ 表面或內部） , 一旦帶有電子標簽的被識別物體進(jìn)入可識讀范圍時(shí)， 讀寫(xiě)器以自動(dòng)無(wú)接觸的方式將約定的信息從標簽中讀取出來(lái)， 從而完成自動(dòng)識別物品或者自動(dòng)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(guò)程進(jìn)行可視化管理， 以有效地降低成本。因此， 越來(lái)越多的制造商都在關(guān)心和支持這項技術(shù)的發(fā)展與應用。

　　1.2 EPC 代碼

　　EPC的全稱(chēng)是Electronic Product Code,中文稱(chēng)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(lái)實(shí)現信息的傳遞。EPC旨在為每一件單品建立全球的、開(kāi)放的標識標準，實(shí)現全球范圍內對單件產(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(gè)完整的、復雜的、綜合的系統。EPC/RFID技術(shù)應用于倉庫管理領(lǐng)域的優(yōu)勢EPC /RFID電子標簽的數據特點(diǎn)是：1、無(wú)接觸讀取 2、遠距離讀取 3、動(dòng)態(tài)讀取 4、多數量、品種讀取 5、標簽無(wú)源 6、海量存儲量 等優(yōu)勢 這些都是條碼無(wú)法比擬的，因此采用EPC電子標簽技術(shù)，可以實(shí)現數字化庫房管理；并配合使用EPC編碼，使得庫存貨品真正實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化管理。

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

　　2.1 系統的需求分析

　　某汽車(chē)制造企業(yè)總裝車(chē)間的生產(chǎn)物流按工藝流程進(jìn)行， 總裝車(chē)間主要完成車(chē)身與底盤(pán)的組裝以及內飾件的安裝， 通過(guò)調查研究與分析， 該總裝車(chē)間的生產(chǎn)物流管理系統大致存在如下問(wèn)題：

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

　?。?2） 車(chē)間工人實(shí)行的是每日一班工作制， 每班的工人人數是固定的， 有時(shí)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)現產(chǎn)品有缺陷時(shí)， 由于記錄的不完全和數據的不統一， 不能及時(shí)查詢(xún)到具體的負責人員。

　?。?4） 生產(chǎn)線(xiàn)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(guān)及時(shí)地了解生產(chǎn)線(xiàn)狀況， 從而不能根據生產(chǎn)實(shí)際情況及時(shí)調整作業(yè)計劃， 便利地解決生產(chǎn)中的問(wèn)題。

　　根據上述需求分析， 信息傳遞的延遲以及信息的不準確是整個(gè)問(wèn)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(guò)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。

2.2 系統總體結構設計

　　通過(guò)上述的需求分析， 建設符合現代企業(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， 使管理人員在后臺即可看到在制品的裝備情況。系統除了需要對生產(chǎn)過(guò)程的監控以外， 還要實(shí)現數據信息的共享與實(shí)時(shí)統計， 以便于管理部門(mén)的生產(chǎn)監測與調度。綜合以上要求以及該單位的實(shí)際情況， 系統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(gè)系統由生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理層、生產(chǎn)過(guò)程監控層以及數據采集管理層所組成， 并利用通信接口與以太網(wǎng)結構將信息服務(wù)器、現場(chǎng)總線(xiàn)監控服務(wù)器、RFID 閱讀器以及其它模塊和終端連接起來(lái)。

圖二　系統的總體結構圖

　?。?1） 數據采集管理層。數據采集管理是生產(chǎn)過(guò)程監督和控制的基礎， 它負責收集生產(chǎn)線(xiàn)上在制品的裝備信息等， 打包后上傳到公司管理部門(mén)， 供生產(chǎn)過(guò)程監督和控制分析使用。RFID 是數據采集管理層的核心， 通過(guò)讀寫(xiě)器采集電子標簽中的信息， 進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息預處理（ 解碼、防沖撞、多通道信息去重、信息過(guò)濾、分類(lèi)） .

　?。?2） 生產(chǎn)過(guò)程監控層。生產(chǎn)過(guò)程監控層負責管理生產(chǎn)過(guò)程中在制品的加工信息和生產(chǎn)線(xiàn)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(mén)， 使企業(yè)領(lǐng)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(shí)， 管理部門(mén)可以根據這些信息對生產(chǎn)進(jìn)行控制， 及時(shí)調整生產(chǎn)作業(yè)計劃和修改生產(chǎn)控制參數， 以求在最短的時(shí)間內， 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(guò)程監控層包括現場(chǎng)總線(xiàn)監控服務(wù)器、RFID 車(chē)輛識別終端、車(chē)型信息顯示終端， 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò )結構。

　?。?3） 業(yè)務(wù)管理層。業(yè)務(wù)管理層是系統的頂層， 也是整個(gè)系統對外部的接口， 通過(guò)管理層， 廠(chǎng)級信息網(wǎng)絡(luò )可以訪(fǎng)問(wèn)系統內部。信息服務(wù)器作為車(chē)間級生產(chǎn)管理、調度的中心， 負責整合、分發(fā)監控層上報的生產(chǎn)信息， 實(shí)現在車(chē)間范圍內的信息共享，為管理者及時(shí)下達調度指令提供可靠的分析依據。