RFID技術(shù)加盟服裝生產(chǎn)信息化管理

我國是世界最大的服裝生產(chǎn)和出口國，服裝企業(yè)為GDP高速增長(cháng)貢獻突出。但多數服裝企業(yè)仍沿用傳統生產(chǎn)管理方式，信息化程度低、問(wèn)題和弊病明顯，主要體現在以下幾方面：無(wú)法掌握實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)和物料狀態(tài)，不能針對性進(jìn)行任務(wù)和物料的分配、調整，職工有效生產(chǎn)時(shí)間往往不足工時(shí)的60%~70%；出現產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題難以準確追溯到責任人，無(wú)法嚴格質(zhì)量監管，產(chǎn)品質(zhì)量水平偏低；無(wú)法準確追蹤生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節間物料流轉，物料丟失、浪費現象頻繁，成本人為提高；無(wú)法掌控各項生產(chǎn)任務(wù)的實(shí)時(shí)進(jìn)度，訂單逾期風(fēng)險高，多任務(wù)生產(chǎn)資源調度協(xié)調困難。

　　這些問(wèn)題嚴重影響了服裝生產(chǎn)企業(yè)的整體效益。2008年以來(lái)，隨著(zhù)人民幣升值、勞動(dòng)力成本上漲、金融危機造成外需減少等多種不利因素，服裝行業(yè)面臨更大的生存壓力。服裝企業(yè)要繼續生存和發(fā)展，采用信息化手段解決生產(chǎn)管理存在問(wèn)題、提高企業(yè)核心競爭力，變得十分必要。

　　服裝生產(chǎn)信息化的難題與解決手段

　　服裝生產(chǎn)企業(yè)普遍存在產(chǎn)品款式多、工藝復雜、批量小批次多、訂單個(gè)性化要求高等特點(diǎn)，反映在信息模型上就是信息量大、種類(lèi)多、信息之間關(guān)聯(lián)和處理規則復雜。服裝企業(yè)要實(shí)現生產(chǎn)信息化管理，首先面臨一個(gè)難題：如何將生產(chǎn)過(guò)程中大量物料、半成品、人員、設備等底層狀態(tài)信息實(shí)時(shí)、準確采集并提供給管理層。

　　傳統信息采集手段無(wú)法解決這個(gè)難題，如：人工記錄方式無(wú)法保證數據的實(shí)時(shí)性、準確性；條碼標簽的識別率受服裝車(chē)間粉塵、纖維污染以及物料動(dòng)態(tài)特性的影響會(huì )造成可靠性降低。有效信息采集手段的缺失，是造成傳統MES等信息化系統在服裝生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法充分發(fā)揮作用的重要原因之一。

　　RFID技術(shù)的特點(diǎn)決定其在生產(chǎn)過(guò)程信息采集方面有以下優(yōu)勢：
1、可以在不影響生產(chǎn)物料正常運轉的前提下，實(shí)現生產(chǎn)物流和數據信息流的無(wú)縫集成；
2、采用電磁場(chǎng)空間耦合的方式，能夠在車(chē)間充滿(mǎn)灰塵、纖維等污染的環(huán)境下正常使用；
3、標簽具備信息讀寫(xiě)功能，可實(shí)現生產(chǎn)對象信息本地化保存和讀??；
4、標簽采用全球惟一識別碼及完善的安全認證機制，可以防止標簽偽造和數據的惡意篡改。

　　RFID技術(shù)在服裝生產(chǎn)應用現狀

　　雖然RFID技術(shù)在生產(chǎn)信息化方面有明顯優(yōu)勢，但是目前國內外服裝生產(chǎn)企業(yè)RFID應用還不成熟，在少量的應用案例中也只是用電子標簽代替紙質(zhì)工單來(lái)存儲信息，沒(méi)有真正發(fā)揮RFID技術(shù)的優(yōu)勢。造成這種現狀的原因主要有幾點(diǎn)：

　　1、國內服裝企業(yè)多處于產(chǎn)業(yè)鏈下游，利潤空間低、成本敏感，無(wú)法引進(jìn)國外昂貴的工業(yè)RFID設備與系統。
2、RFID技術(shù)應用于服裝生產(chǎn)過(guò)程有相當技術(shù)難度，而國內在該領(lǐng)域研究起步較晚，更多停留在系統架構和軟件層面的研究，缺乏對工業(yè)RFID讀寫(xiě)器、中間件、實(shí)時(shí)信息傳輸和數據處理等底層關(guān)鍵技術(shù)的研究和突破。

　　針對RFID技術(shù)在服裝生產(chǎn)信息化的應用需求，依托國家863項目資助，北京三博中自科技有限公司重點(diǎn)研究服裝生產(chǎn)過(guò)程RFID的適用性及應用關(guān)鍵技術(shù)，并構建了基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統，以解決傳統服裝生產(chǎn)過(guò)程管理中存在的問(wèn)題。

　　基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統總體設計與應用實(shí)現

　　典型服裝加工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)環(huán)節主要包括：生產(chǎn)任務(wù)制訂與下達、原輔料領(lǐng)取、加工生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗和整理包裝等。在典型針織服裝企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節針對性應用 RFID技術(shù)，采集各環(huán)節的現場(chǎng)信息匯總到企業(yè)信息服務(wù)器，構建基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統，主要實(shí)現生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度控制、生產(chǎn)物料追蹤以及生產(chǎn)核心環(huán)節實(shí)時(shí)監控調度等功能。

　　生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度控制

　　為了實(shí)現各生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度的實(shí)時(shí)采集和控制，每個(gè)生產(chǎn)任務(wù)從制訂下達開(kāi)始就生成一張電子標簽任務(wù)卡。任務(wù)卡保存必要的任務(wù)信息，由該任務(wù)的生產(chǎn)管理員持有。原輔料領(lǐng)取、加工生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗和整理包裝的每個(gè)生產(chǎn)流程環(huán)節都設有RFID讀寫(xiě)設備，用于采集或寫(xiě)入任務(wù)進(jìn)度相關(guān)信息，并上傳給企業(yè)信息服務(wù)器供管理層實(shí)時(shí)查看和處理。

　　生產(chǎn)任務(wù)制訂、下達和管理由計劃部完成。計劃部下達每項任務(wù)時(shí)，將任務(wù)相關(guān)內容寫(xiě)入一張13.56MHz的電子標簽（任務(wù)卡）發(fā)給任務(wù)管理員。任務(wù)卡的數據存儲分為UID區、基礎信息區和過(guò)程信息區。UID區是獨立分區，存儲標簽的全球惟一編碼，在標簽出廠(chǎng)時(shí)被固化無(wú)法更改?；A信息區存儲任務(wù)號、數量、款式、交貨日期等任務(wù)信息，只有計劃部擁有寫(xiě)入權限，其他生產(chǎn)環(huán)節對于該區只有讀取權限；過(guò)程信息區為不同生產(chǎn)環(huán)節劃分不同的子區域，每個(gè)環(huán)節在生產(chǎn)過(guò)程中可以根據需要在對應子區域寫(xiě)入或讀取相應信息。

　　任務(wù)信息寫(xiě)入由計劃部PC機連接RS232/USB接口的臺式RFID讀寫(xiě)器實(shí)現，任務(wù)卡信息通過(guò)企業(yè)內部網(wǎng)上傳給企業(yè)信息服務(wù)器。生產(chǎn)過(guò)程中，任務(wù)管理員需要在相應環(huán)節的RFID讀寫(xiě)器進(jìn)行任務(wù)卡讀取或寫(xiě)入操作才能執行后續生產(chǎn)，該任務(wù)執行進(jìn)度信息實(shí)時(shí)上傳給信息服務(wù)器。生產(chǎn)任務(wù)全部工序完成后，任務(wù)卡自動(dòng)失效，需交還計劃部下次重新寫(xiě)入。

　　計劃部和企業(yè)管理層可以通過(guò)企業(yè)內部網(wǎng)的客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)信息服務(wù)器，查看各個(gè)生產(chǎn)任務(wù)的進(jìn)度信息；客戶(hù)則可以通過(guò)Internet經(jīng)過(guò)防火墻按權限訪(fǎng)問(wèn)企業(yè)信息服務(wù)器，查看相應訂單進(jìn)度信息。

　　生產(chǎn)物料追蹤

　　針對服裝生產(chǎn)過(guò)程物料在各個(gè)環(huán)節之間流轉搬運過(guò)程易發(fā)生丟失、遺忘現象，采用電子標簽對生產(chǎn)過(guò)程各環(huán)節的輸入和輸出物料進(jìn)行標識，并通過(guò)各環(huán)節的 RFID讀寫(xiě)設備寫(xiě)入、讀取及核對相應數量、種類(lèi)等信息。這些信息實(shí)時(shí)上傳給企業(yè)信息服務(wù)器并保存，實(shí)現物料流轉全程追蹤。

　　針織服裝企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程主要分為裁剪、縫制、檢驗、整理、包裝五個(gè)環(huán)節，生產(chǎn)物料出庫后在這五個(gè)環(huán)節順序流轉，生產(chǎn)完畢后直接發(fā)貨或入成品庫存放。將各環(huán)節之間傳遞的物料按單元加裝電子標簽，每個(gè)環(huán)節接收到物料必須先用讀寫(xiě)器進(jìn)行識別和核驗，發(fā)現差錯可以及時(shí)追查。

　　該功能實(shí)現需要在每個(gè)環(huán)節安裝RFID讀寫(xiě)器、操作終端以及相應的計算機和軟件?？紤]到服裝企業(yè)的特點(diǎn)，每個(gè)環(huán)節都配計算機及軟件成本難以承受，且不利于管理維護。如果直接由企業(yè)信息服務(wù)器對這些現場(chǎng)分布設備進(jìn)行管理，接口中間件繁重的數據采集、通訊和處理工作量會(huì )加重服務(wù)器的負荷，從而影響整個(gè)企業(yè)信息系統的實(shí)時(shí)性和可靠性。

　　為了適應服裝企業(yè)特點(diǎn)，我們提出軟硬結合、集中分布相結合的中間件概念。將中間件的主要功能按功能單元進(jìn)行劃分，每個(gè)單元由獨立硬件設備——接口控制器實(shí)現。接口控制器負責其功能單元內RFID讀寫(xiě)器、操作終端等信息采集設備的功能設定、操作控制、故障檢測、數據提取、過(guò)濾、格式轉換，再通過(guò)以太網(wǎng)接口將現場(chǎng)數據上傳給企業(yè)信息服務(wù)器。服務(wù)器端只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件中間件實(shí)現接口協(xié)議轉換后，提供一組標準的接口函數給應用管理程序即可。這種軟硬件結合、分布集中相結合的設計，降低了服務(wù)器的負荷，提高了現場(chǎng)數據采集和控制的穩定性和可靠性。

　　以裁剪環(huán)節為例具體說(shuō)明物料追蹤實(shí)現。裁剪環(huán)節需要用RFID讀寫(xiě)器讀取原輔料的電子標簽信息，通過(guò)接口控制器和企業(yè)信息服務(wù)器進(jìn)行通訊，核對原輔料數量、規格是否和出庫數量一致，結果在操作終端液晶屏顯示。裁剪完畢的衣片需要捆扎成包并加裝電子標簽，通過(guò)操作終端輸入每包數量、規格信息，由RFID讀寫(xiě)器將信息寫(xiě)入電子標簽，同時(shí)接口控制器將寫(xiě)入信息和標簽UID關(guān)聯(lián)上傳給企業(yè)信息服務(wù)器。

　　生產(chǎn)核心環(huán)節實(shí)時(shí)監控調度

　　多數服裝企業(yè)生產(chǎn)針織服裝，生產(chǎn)的核心環(huán)節是縫制，對于產(chǎn)品總體生產(chǎn)效率和質(zhì)量起決定作用。但是縫制環(huán)節工序復雜、人員眾多，原料、輔料、半成品等物料集中，信息化管理難度大。

　　傳統縫制環(huán)節人員以班組為單位按工序依次排列，投入一批物料按順序加工，每完成一道工序后捆扎好向后繼工序搬運。這種方式中由于物料捆扎、搬運以及職工進(jìn)度不同造成的等待都影響效率，而且出現質(zhì)量問(wèn)題也難以及時(shí)發(fā)現和處理。
在縫制環(huán)節采用基于RFID的生產(chǎn)實(shí)時(shí)監控和配送調度系統, 其架構如圖1所示：

圖1 基于RFID的生產(chǎn)監控和配送調度系統架構示意圖

該系統將待縫制衣料按件劃分，每件衣料由專(zhuān)人掛在一個(gè)貼有電子標簽的吊架上，吊架在一條橢圓形主軌道上自動(dòng)傳輸。主軌道兩側按流程順序設置若干工位來(lái)實(shí)現不同的工序加工，每個(gè)工位加裝RFID讀寫(xiě)設備，采集主軌道傳送過(guò)來(lái)的吊架標簽信息并傳送給上位計算機，由軟件調度該吊架應進(jìn)入哪個(gè)工位的支軌道進(jìn)行加工。某個(gè)工位完成一個(gè)吊架加工后，職工只需要按一下電鈕，吊架從支軌道返回主軌道向后繼工序繼續傳輸。吊架返回主軌道過(guò)程中，標簽信息被RFID讀寫(xiě)設備識別并傳給軟件記錄。

　　系統軟件運行前，需要先由生產(chǎn)管理員配置生產(chǎn)工藝編排、工序分配等必要參數。該系統運行中縫制生產(chǎn)線(xiàn)的實(shí)時(shí)物料狀態(tài)、設備狀態(tài)、每個(gè)工位職工的進(jìn)度信息都會(huì )在界面實(shí)時(shí)顯示，系統可以動(dòng)態(tài)調整各個(gè)工位的物料分配達到效率最大化。而且一件衣物的每道工序加工信息都被準確記錄，一旦出現質(zhì)量問(wèn)題可以準確追溯到個(gè)人，提高了質(zhì)量監管水平。實(shí)時(shí)生產(chǎn)數據處理完畢后，保存到歷史數據庫中，生成各種統計和分析報表，產(chǎn)品出現質(zhì)量問(wèn)題可以根據歷史數據進(jìn)行追溯。歷史數據定時(shí)上傳到企業(yè)信息服務(wù)器，供管理層查詢(xún)。

　　系統應用效果

　　目前，基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統已在江蘇南通某針織服裝企業(yè)建立應用示范工程，應用系統整體架構示意圖參見(jiàn)圖2。

圖2基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統架構示意圖

該系統經(jīng)過(guò)半年的實(shí)際生產(chǎn)運行，取得如下效果：
核心生產(chǎn)環(huán)節縫制車(chē)間的效率平均提高30%以上，特別對于小批量多批次生產(chǎn)效率可提高50%以上，訂單交貨周期平均縮短15~20%。
生產(chǎn)過(guò)程物料丟失損耗情況減少80%以上，平均每個(gè)生產(chǎn)任務(wù)節省原料成本3~5%；
產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題減少70%以上，且未出現同一質(zhì)量問(wèn)題在某批次大量重復的情況；
生產(chǎn)信息化程度提高使管理層和客戶(hù)可以實(shí)時(shí)查詢(xún)任務(wù)/訂單進(jìn)度狀態(tài)，未出現訂單逾期情況，客戶(hù)滿(mǎn)意度明顯提高。

系統的意義和推廣價(jià)值。

該系統結合服裝行業(yè)的生產(chǎn)工藝流程和管理方式的特點(diǎn)，將RFID等信息化技術(shù)應用于服裝企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)主要環(huán)節，實(shí)現了生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)度控制、生產(chǎn)物料 追蹤以及生產(chǎn)核心環(huán)節實(shí)時(shí)監控調度等功能。通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)運行，提高了生產(chǎn)效率，降低了質(zhì)量問(wèn)題和物料損耗，使企業(yè)管理水平有明顯改善。

系統設計過(guò)程中嚴格注意成本控制，比如：RFID標簽采用閉環(huán)循環(huán)使用方式，盡可能采用成本較低的13.56MHzRFID讀寫(xiě)器設備，通過(guò)接口控制 器應用減少計算機數量等。在滿(mǎn)足功能需求的情況下最大限度降低成本，在利潤率低、成本敏感的服裝企業(yè)會(huì )有很好的推廣前景。

此外，該系統特別重視軟硬件產(chǎn)品在工業(yè)現場(chǎng)的可靠性設計，RFID讀寫(xiě)器、接口控制器以及監控調度軟件在其他離散制造行業(yè)也有拓展應用價(jià)值。