RFID技術(shù)在制造業(yè)物流管理系統中的應用

　　本文搭建了基于RFID的制造業(yè)物流管理信息系統框架，設計了MES和WMS中幾個(gè)物流環(huán)節在應用RFID后的基本業(yè)務(wù)操作流程，并說(shuō)明了流程改進(jìn)后的優(yōu)勢最后闡述了RFID的應用前景。

　　一、引言

　　射頻識別RFID(RadioFrequencyIdentification)是在1940年出現的，首先應用于軍隊和一些對識別系統有特殊要求的組織。由于其較高的執行運作成本和缺少相關(guān)的技術(shù)標準，沒(méi)有馬上應用到商業(yè)領(lǐng)域，直到1980年這項技術(shù)才被引進(jìn)到了商業(yè)領(lǐng)域。

　　本文把RFID的數據采集系統與MES(ManufacturingExecutionSystem)、WMS(WarehouseManagementSystem)相結合應用到制造業(yè)物流各個(gè)環(huán)節，從而優(yōu)化了其物流流程;給出了從采購到銷(xiāo)售全過(guò)程的物流管理信息系統基本結構;設計了應用RFID的基本業(yè)務(wù)操作流程，實(shí)現流程中數據的自動(dòng)收集。

　　二、基于RFID的物流管理信息系統

　　基于RFID的物流管理信息系統可以幫助制造業(yè)實(shí)現對各種資源的實(shí)時(shí)跟蹤、及時(shí)完成生產(chǎn)用料的補給和生產(chǎn)節拍的調整。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。它的硬件構成為電子標簽、RFID讀寫(xiě)器、RFID中間件、管理系統服務(wù)器、管理系統工作站。

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

　　RFID讀寫(xiě)器：分為固定式讀寫(xiě)器和便攜式讀寫(xiě)器。固定式讀寫(xiě)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(chē)間的門(mén)禁來(lái)確認入庫貨物的數量、批號，還有應用在車(chē)間，對每個(gè)車(chē)間的用料情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。便攜式讀寫(xiě)器是固定式讀寫(xiě)器的有力補充，它能滿(mǎn)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(pán)點(diǎn);UWB讀寫(xiě)器屬于固定式讀寫(xiě)器，主要用于倉庫對內部設備進(jìn)行定位和追蹤。

　　RFID中間件：目前提供RFID中間件平臺的廠(chǎng)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)層次是負責與RFID硬件設備之間的通信，對RFID讀寫(xiě)器所提供的數據進(jìn)行過(guò)濾、整理。

　　三、基于RFID制造業(yè)物流管理信息系統的應用

　　RFID在制造業(yè)物流信息系統中應用的優(yōu)勢主要體現在兩方面：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、準確的傳送到MES。其次，提高制造業(yè)物流信息系統采集信息的準確性，簡(jiǎn)化出入庫的流程，及時(shí)了解庫存貨物狀況，保證貨物的盤(pán)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)監控。生產(chǎn)執行系統MES能通過(guò)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(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。當工廠(chǎng)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、報告，并用當前的準確數據對它們進(jìn)行約束和處理。MES以過(guò)程數學(xué)模型為核心，連接實(shí)時(shí)數據庫或非實(shí)時(shí)的關(guān)系數據庫，對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監視、診斷和控制，完成單元整合和系統優(yōu)化，在生產(chǎn)過(guò)程層(而不是管理層)進(jìn)行物料平衡，安排生產(chǎn)計劃，實(shí)施調度、排產(chǎn)及優(yōu)化。MES著(zhù)重動(dòng)態(tài)管理，需要收集生產(chǎn)過(guò)程中的大量實(shí)時(shí)數據，根據現場(chǎng)變動(dòng)進(jìn)行調整。而RFID恰恰能快速、準確的作完成大量實(shí)時(shí)數據的收集工作。因此我們可以通過(guò)RFID和MES的結合，對各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。通過(guò)安裝在各個(gè)車(chē)間的固定讀寫(xiě)器實(shí)時(shí)讀取各個(gè)車(chē)間內物料的消耗情況，并把數據傳輸到數據庫中，MES根據對數據的實(shí)時(shí)監控，來(lái)對各個(gè)車(chē)間工作地點(diǎn)下達指令，進(jìn)行調度。當各個(gè)生產(chǎn)車(chē)間的物料降到了預先設置的臨界點(diǎn)時(shí)，MES會(huì )對WMS發(fā)出補料指令，倉庫可以根據指令對生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行補給。從而大大提高了制造業(yè)物流管理信息系統的信息化、自動(dòng)化程度。并且能對各個(gè)車(chē)間的用料情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，來(lái)實(shí)現對整個(gè)生產(chǎn)流程的節拍調控，提高整體效率。

　　2.RFID提高倉庫作業(yè)能力，簡(jiǎn)化流程。假設供應商都采取RFID技術(shù)，并且貨物的容器或托盤(pán)都有RFID標簽。那么我們可以RFID應用在收貨、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、日常庫存的盤(pán)點(diǎn)、倉庫設備的實(shí)時(shí)監控。

　　(1)把RFID門(mén)禁系統用于出入庫信息的確認，采用固定讀寫(xiě)器和手持讀寫(xiě)器聯(lián)合使用，手持讀寫(xiě)器用于對貨位及托盤(pán)信息的讀取，固定讀寫(xiě)器來(lái)實(shí)現對貨物信息和托盤(pán)信息的確認。兩種讀寫(xiě)器的應用不僅可以在運動(dòng)中實(shí)現對多目標的識別，提高出入庫的效率，還可以實(shí)現對貨物及托盤(pán)容器的狀態(tài)的監控。

　　(2)日常庫存的盤(pán)點(diǎn)，采用手持讀寫(xiě)器，通過(guò)對標準化、單元化包裝上標簽的讀取，來(lái)完成日常盤(pán)點(diǎn)，不僅可以節約人力成本，還可以提高準確率和盤(pán)點(diǎn)效率。

　　(3)倉庫設備的實(shí)時(shí)監控，采用的是UWB讀寫(xiě)器，通過(guò)UWB讀寫(xiě)器可以確定設備在倉庫的位置和當前的狀態(tài)，便于對貨物進(jìn)庫后，貨位與搬運工具線(xiàn)路的選取，同樣可以提高入庫效率，并降低設備的運作成本。

　　四、結論及發(fā)展前景

　　本文把RFID和制造業(yè)物流管理信息系統結合起來(lái)，使RFID完成MES、WMS的數據收集、整理，改進(jìn)了傳統制造業(yè)的物料補給和倉庫管理流程，實(shí)現對物流各環(huán)節信息的實(shí)時(shí)監控與跟蹤，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(lái)顯著(zhù)收益。