1.項(xiàng)目背景

在傳統(tǒng)的制造企業(yè)中，日常管理更多的是集中在產(chǎn)品管理、質(zhì)量管理、倉(cāng)庫(kù)管理、移動(dòng)資產(chǎn)管理、現(xiàn)場(chǎng)人員管理、車隊(duì)管理等等。而生產(chǎn)線信息的采集通常是采用人工采集、手工輸入的方式。這種人工采集、手工輸入的方式準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，存在較大的錯(cuò)誤率。且手工輸入只能定時(shí)進(jìn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃按周計(jì)劃、月計(jì)劃提交，不能精確到日。系統(tǒng)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)更新，滯后情況嚴(yán)重，不利于生產(chǎn)流的順利進(jìn)行，制約了產(chǎn)能的進(jìn)一步提高。同時(shí)制造企業(yè)大部分職能部門大多使用紙和筆的初級(jí)記錄方式，這使得制造企業(yè)的大部分職能部門面對(duì)著大量的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，降低了企業(yè)整體的生產(chǎn)力。

制造企業(yè)已意識(shí)到這些問(wèn)題的存在，并嘗試使用新興技術(shù)去解決這些問(wèn)題。目前，部分生產(chǎn)型企業(yè)采用條碼識(shí)別的方式來(lái)提高數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性，但條碼識(shí)別還是存在技術(shù)上的瓶頸：

1.工人的效率不同，容易引起小組的分工不均勻；

2.生產(chǎn)異常、生產(chǎn)線瓶頸問(wèn)題無(wú)法實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)；

3.勞動(dòng)效率低下，實(shí)際工作時(shí)間利用率不高；

4.條碼標(biāo)簽一旦印刷不清晰、有折疊的痕跡等問(wèn)題時(shí)，條碼槍便很難識(shí)別；

5.無(wú)法實(shí)時(shí)追蹤，管理層難以根據(jù)工作狀態(tài)進(jìn)行工作安排，如果工作過(guò)程某個(gè)工序出現(xiàn)問(wèn)題，要排除的話也必須等到下一天；

6.條碼數(shù)據(jù)采集需要專門安排人員隊(duì)伍進(jìn)行操作，勞動(dòng)成本開銷大；

因此，以條碼識(shí)別為代表的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不能滿足企業(yè)對(duì)高效、精益化生產(chǎn)管理的要求，企業(yè)在深化現(xiàn)代管理理念的同時(shí)，構(gòu)建更先進(jìn)技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)具有重要的意義。

2.項(xiàng)目定義

RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)是既條碼之后又一引起自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域變革的新興高科技技術(shù)，其利用無(wú)線電磁波的穿透性，遠(yuǎn)距離傳輸和高速數(shù)據(jù)交換的特性，通過(guò)特定的協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)識(shí)物品信息自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。在生產(chǎn)制造行業(yè)中，相對(duì)目前被廣泛使用的條碼技術(shù)而言,UHF 超高頻RFID技術(shù)具有本質(zhì)上的優(yōu)勢(shì)：可無(wú)線遠(yuǎn)距離讀寫,可穿透性讀寫,可在高速移動(dòng)的狀態(tài)下讀寫, 存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù),可在惡劣的環(huán)境下使用等等。因此,RFID技術(shù)不只是條碼技術(shù)的簡(jiǎn)單替換,它在生產(chǎn)制造業(yè)中的應(yīng)用將改變企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式。

深圳市銓順宏科技有限公司作為Trimble&ThingMagic 代理商，專注UHF 超高頻RFID讀寫模塊，超高頻RFID讀寫器，超高頻RFID外置天線的提供，為各RFID系統(tǒng)集成商解決硬件問(wèn)題，滿足客戶需求。

構(gòu)建基于UHF 超高頻RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以RFID為核心，建設(shè)符合企業(yè)生產(chǎn)管理要求，以解決企業(yè)現(xiàn)存問(wèn)題為目標(biāo)，從生產(chǎn)線半成品下線、倉(cāng)庫(kù)轉(zhuǎn)存和暫存、再上線生產(chǎn)等全流程進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，對(duì)貨物批次箱號(hào)進(jìn)行跟蹤管理的綜合管理系統(tǒng)。

電子標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)載體，能起到標(biāo)識(shí)識(shí)別、物品跟蹤、信息采集的作用。電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和應(yīng)用軟件構(gòu)成的RFID系統(tǒng)直接與相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)相連。每一件物品都可以被準(zhǔn)確的跟蹤，這種全面的信息管理系統(tǒng)能為客戶帶來(lái)諸多的利益，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和追蹤管理，因此，RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)線之間的貨物轉(zhuǎn)換跟蹤管理，可以有效防止出錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線物流管理智能化，大幅提高企業(yè)的產(chǎn)線管理水平。

3．系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，在生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)存和暫存?zhèn)}庫(kù)應(yīng)用先進(jìn)的RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，使用可重復(fù)使用的射頻電子標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽都有唯一ID號(hào)，以及可讀寫數(shù)據(jù)區(qū)，將產(chǎn)品信息寫入RFID電子標(biāo)簽中，在生產(chǎn)線下線工位及倉(cāng)庫(kù)出入口安裝讀寫器，通過(guò)讀寫標(biāo)簽信息自動(dòng)寫入和采集各位置產(chǎn)品信息，并與其它的IT系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)信息，信息同時(shí)顯示在顯示屏上，提示給生產(chǎn)線操作員，從而對(duì)半成品從下線到倉(cāng)庫(kù)轉(zhuǎn)存、暫存、再上線生產(chǎn)進(jìn)行全流程跟蹤管理，這樣可以保證生產(chǎn)線之間貨物批次箱號(hào)的對(duì)應(yīng)，各條生產(chǎn)線能毫不出錯(cuò)地完成生產(chǎn)任務(wù)，且記錄下生產(chǎn)過(guò)程中的重要信息，可為將來(lái)的質(zhì)量信息追溯提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1建設(shè)目標(biāo)

制造生產(chǎn)線企業(yè)引入RFID，把RFID和現(xiàn)有的IT系統(tǒng)相結(jié)合，建立生產(chǎn)線實(shí)時(shí)管理體制，更優(yōu)化、更合理利用資源，提高產(chǎn)能、提高資產(chǎn)利用率以及更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測(cè)量為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。

RFID提供不斷更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補(bǔ)，RFID提供的信息可用來(lái)保證正確使用勞動(dòng)力、機(jī)器、工具和部件，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化生產(chǎn)和減少停機(jī)時(shí)間。更進(jìn)一步地，當(dāng)材料、零部件和裝配件通過(guò)生產(chǎn)線時(shí)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過(guò)程，以保證可靠性和高質(zhì)量。 所有數(shù)據(jù)均通過(guò)無(wú)線方式被客戶端電腦高速采集。

有了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流作為基礎(chǔ)，ERP等管理系統(tǒng)可對(duì)這些大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的有效的監(jiān)管，找出生產(chǎn)瓶頸、解決生產(chǎn)問(wèn)題，部署更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測(cè)量。

RFID可提供最精確的工序所需工時(shí)計(jì)算結(jié)果。ERP軟件可以通過(guò)RFID對(duì)每個(gè)工人每個(gè)工序、工時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，計(jì)算出每條生產(chǎn)線實(shí)際生產(chǎn)能力，企業(yè)管理人員可使用這些數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)能力作出更準(zhǔn)確的分析。

完成數(shù)據(jù)的挖掘、分析，企業(yè)管理人員掌握車間生產(chǎn)能力、即時(shí)解決生產(chǎn)瓶頸、實(shí)時(shí)監(jiān)管生產(chǎn)進(jìn)度、通過(guò)質(zhì)量監(jiān)控改進(jìn)生產(chǎn)工藝，RFID都為企業(yè)實(shí)現(xiàn)平衡生產(chǎn)線提供基礎(chǔ)，與企業(yè)ERP、SCM、MCS等主流管理系統(tǒng)結(jié)合，讓企業(yè)內(nèi)每一個(gè)員工都發(fā)揮出最大能效。

3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：

系統(tǒng)主要從發(fā)卡到工位管理、倉(cāng)庫(kù)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的智能化管理。

3.3系統(tǒng)流程

3.3.1 發(fā)卡管理

根據(jù)生產(chǎn)訂單安排投產(chǎn)計(jì)劃，包括生產(chǎn)訂單導(dǎo)入、訂單統(tǒng)計(jì)和狀況信息拋轉(zhuǎn)、生產(chǎn)任務(wù)分解，任務(wù)自動(dòng)指派等，根據(jù)投產(chǎn)計(jì)劃制作、發(fā)放電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽與需要管理的貨物進(jìn)行綁定，并通過(guò)ERP共享接口獲取產(chǎn)品相關(guān)信息，將信息寫入電子標(biāo)簽中，如批次、箱號(hào)等，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中建立產(chǎn)品檔案，全自動(dòng)跟蹤貨物生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換流程。

3.3.2工位管理

在每個(gè)工位署RFID讀寫器和天線，當(dāng)安裝有RFID標(biāo)簽的貨物進(jìn)入RFID工作點(diǎn)時(shí)，讀（寫）裝置即讀取產(chǎn)品上電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息；讀（寫）裝置讀取的電子數(shù)據(jù)信息直接傳輸給物流控制管理信息系統(tǒng)，管理系統(tǒng)再根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)信息，列出貨物的包號(hào)、批次信息，顯示在顯示屏上，提示生產(chǎn)工人進(jìn)行正確的操作。

3.3.3倉(cāng)庫(kù)管理

貨物在生產(chǎn)線上經(jīng)過(guò)加工后，需從生產(chǎn)線送到轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫(kù)中，在轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫(kù)安裝RFID通道式讀取設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)存到倉(cāng)庫(kù)中貨物信息的自動(dòng)采集和實(shí)時(shí)后臺(tái)數(shù)據(jù)更新。貨物從倉(cāng)庫(kù)出庫(kù)，也是以同樣的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和批量出庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的實(shí)時(shí)和高效管理。

4.系統(tǒng)收益

基于RFID技術(shù)生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的建成，可為企業(yè)帶來(lái)如下收益：

1.生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集；

生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋是保證生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)暢通的基礎(chǔ)。系統(tǒng)在生產(chǎn)車間采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)是RFID設(shè)備實(shí)時(shí)自動(dòng)采集，RFID讀寫器通過(guò)讀出貨物RFID電子標(biāo)簽中所帶有的特定信息實(shí)時(shí)的反饋到系統(tǒng)中，服務(wù)器并每5秒鐘更新一次數(shù)據(jù)。通過(guò)這種操作方式系統(tǒng)能夠提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)分析。

2. 生產(chǎn)力在原有的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)提升

生產(chǎn)力是生產(chǎn)管理的關(guān)注熱點(diǎn)同時(shí)也是管理難點(diǎn)，如果提升了生產(chǎn)力就意味著企業(yè)的產(chǎn)量提高、利潤(rùn)可以增加。生產(chǎn)車間實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋到系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控可以實(shí)時(shí)的發(fā)現(xiàn)阻礙生產(chǎn)流水線暢通的原因所在，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸所在。系統(tǒng)是通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)歸集對(duì)每個(gè)車間、每個(gè)組、每個(gè)工位的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，從而可以發(fā)現(xiàn)任何生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的非正常狀態(tài)，并及時(shí)解決阻礙生產(chǎn)流水的瓶頸。從整體上保障了流水線的暢通，提高了生產(chǎn)力。

3. 訂單進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤，保障及時(shí)交貨

訂單如果不能及時(shí)交貨意味著公司不但不能盈利反而導(dǎo)致虧損，同時(shí)也影響力公司的信譽(yù)度。對(duì)公司將來(lái)的發(fā)展受到很大的影響和阻礙。特別是出口企業(yè)對(duì)于訂單的及時(shí)交付顯得更為重要。系統(tǒng)是根據(jù)客戶訂單入手，對(duì)待生產(chǎn)產(chǎn)品從開始生產(chǎn)到結(jié)束生產(chǎn)整個(gè)生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)進(jìn)度跟蹤。實(shí)時(shí)跟蹤訂單在生產(chǎn)線的進(jìn)度，從而精確的掌握每個(gè)訂單的生產(chǎn)進(jìn)度，達(dá)到及時(shí)交貨的目的。

5.設(shè)備選型

本系統(tǒng)中，RFID數(shù)據(jù)采集的速度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要，其核心的設(shè)備在于工位讀寫器和倉(cāng)庫(kù)讀寫器。

5.1 工位讀寫器

ThingMagic Astra-EX RFID讀寫器是一款集成M6e超高頻RFID模組和8.5dBi圓極化RFID天線為一體的固定式讀寫器，通過(guò)RP TNC支持第二個(gè)外接RFID天線，支持防碰撞密集讀寫器模式（DRM）和先進(jìn)的抗干擾功能，支持大量閱讀器的同時(shí)工作而不會(huì)降低讀取速率。Astra-Ex是一款工業(yè)級(jí)的讀寫器，支持Wi-Fi，可方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入，較少布線并快速接入到系統(tǒng)中。

4.2.2倉(cāng)庫(kù)讀寫器

倉(cāng)庫(kù)讀寫器主要是部署在倉(cāng)庫(kù)門口，需要對(duì)進(jìn)出的貨物標(biāo)簽信息進(jìn)行快速準(zhǔn)確的采集到。

ThingMagic M6是一款四通道的超高頻RFID讀寫器，其具備750標(biāo)簽/秒的高速讀取能力，最多可同時(shí)連接4路天線工作，覆蓋范圍更廣，快速采集數(shù)據(jù)的同時(shí)保證不漏讀。同時(shí)，ThingMagic M6具備超強(qiáng)的抗干擾能力，可適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，支持WIFI連接，可更簡(jiǎn)便靈活的部署在倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用中。