基于RFID的制造執(zhí)行系統(tǒng)及應(yīng)用案例

一、RFID應(yīng)用背景與需要

　　1、制造業(yè)面臨的新形勢(shì)

　　·產(chǎn)品生命周期短
　　·多品種小批量生產(chǎn)方式迅速增長(zhǎng)
　　·市場(chǎng)變化快速難以預(yù)測(cè)

　　 2、生產(chǎn)過(guò)程管理方式的變革

　　·準(zhǔn)時(shí)制（JIT）、精益生產(chǎn)日益普及
　　·對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的協(xié)同要求越來(lái)越高
　　·如何準(zhǔn)確及時(shí)地解決制造過(guò)程中的跟蹤和管理
　　·如何及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝以適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)方式

　　3、制造業(yè)面臨的問題

　　·車間實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖，系統(tǒng)難以集成
　　·企業(yè)資源系統(tǒng)和車間生產(chǎn)之間存在斷層
　　·多而復(fù)雜的系統(tǒng)導(dǎo)致實(shí)時(shí)信息不一致，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化
　　·過(guò)程控制系統(tǒng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)之間存在斷層
　　·無(wú)法檢測(cè)和防范車間生產(chǎn)過(guò)程中可能發(fā)生的問題

　　針對(duì)這些問題，精益生產(chǎn)的思想雖然先進(jìn)，但如何將其理念落實(shí)到實(shí)際工作中？首先需找到落實(shí)理念的方法，其次建立能夠職場(chǎng)方法運(yùn)作的手段和措施，最后在生產(chǎn)活動(dòng)中進(jìn)行實(shí)施，一定要靠這樣一個(gè)過(guò)程才能落實(shí)。

　　再來(lái)對(duì)制造業(yè)面臨的問題進(jìn)行瓶頸分析：精益生產(chǎn)涉及信息的采集、傳輸和處理，在現(xiàn)階段，企業(yè)信息化在三個(gè)部分的發(fā)展情況并不一致，瓶頸問題較大程度上來(lái)源于信息采集。

　　精益生產(chǎn)對(duì)信息采集的要求：

　　·實(shí)時(shí)性：及時(shí)采集、上傳生產(chǎn)線信息
　　·準(zhǔn)確性：確保采集的信息準(zhǔn)確性無(wú)誤
　　·信息采集范圍：采集實(shí)施精益生產(chǎn)所需的各種信息

　　二、RFID技術(shù)與應(yīng)用

　　1、RFID的技術(shù)特點(diǎn)

　　·RFID（Radio Frequency Identification）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

　　·通過(guò)射頻信號(hào)（無(wú)線電電波）自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)
　　·無(wú)須人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、大批量、快速識(shí)別
　　·耐高溫、適應(yīng)惡劣環(huán)境、工作距離遠(yuǎn)
　　·唯一標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)容量大

　　2、RFID的讀寫過(guò)程

　　 圖1是RFID的具體讀寫過(guò)程。

　　3、RFID標(biāo)簽

　　 RFID可以標(biāo)簽分裝成不同的樣子，還有各種規(guī)格，它里面有一個(gè)芯片，芯片有天線，通過(guò)天線連接到讀寫器，這是目前比較先進(jìn)的技術(shù)，如圖2。有的芯片只有手指頭的大小，有的也可以做到很大。

　　三、基于RFID的制造執(zhí)行系統(tǒng)

　　利用上述RFID的特點(diǎn)，將RFID技術(shù)引入MES，促進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程管理與控制，適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程管理方式變革。RFID是改善離散制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理的一個(gè)有效途徑，基于RFID實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的管理與控制是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

　　1、RFID在MES中的作用

　　·有效地跟蹤、管理和控制生產(chǎn)所需資源和在制品；

　　·實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化，解決信息滯后問題；
　　·彌補(bǔ)企業(yè)計(jì)劃層與控制層之間的“信息斷層”；
　　·實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)化、透明化、可視化管理；
　　·生產(chǎn)、檢驗(yàn)工序的有效控制；
　　·加工工序的追蹤和分析；
　　·生產(chǎn)與檢驗(yàn)信息延伸至售后，可以建立有效而準(zhǔn)確的跟蹤管理。

　　2、結(jié)合RFID的MES——精益生產(chǎn)系統(tǒng)的支撐

　　基于RFID-MES實(shí)施精益生產(chǎn)：

　　·采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
　　·生產(chǎn)指令的按需傳送
　　·支持人員管理
　　·實(shí)現(xiàn)部門間信息的實(shí)時(shí)共享
　　·實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)管理，支持協(xié)同工作

　　通過(guò)信息傳遞，對(duì)訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化管理。強(qiáng)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，需要收集生產(chǎn)過(guò)程中大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)事件及時(shí)處理。

　　3、基于RFID的MES的作用

　　·及時(shí)掌握生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)線生產(chǎn)狀態(tài)
　　·加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)物料配送的及時(shí)性和準(zhǔn)確率，降低裝配差錯(cuò)率
　　·采集各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如關(guān)重件裝配信息、檢測(cè)數(shù)據(jù)
　　·加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控和跟蹤能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量
　　·提高生產(chǎn)線整體生產(chǎn)效率

　　四、應(yīng)用案例

　　在國(guó)家863計(jì)劃支持下，隆鑫摩托車成車產(chǎn)線上已經(jīng)成功應(yīng)用了基于RFID技術(shù)的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，如圖4。

　　1、MES應(yīng)用功能

　　1）管理層應(yīng)用

　　·生產(chǎn)過(guò)程遠(yuǎn)程監(jiān)控
　　·生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理

　　2）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

　　·派工計(jì)劃執(zhí)行管理
　　·工位生產(chǎn)協(xié)調(diào)管理
　　·配料及裝配管理

　　實(shí)時(shí)采集的信息包括：①成車跟蹤信息、②配料信息、 ③ 成車質(zhì)量信息、 ④工人工作量等。

　　2、實(shí)施的效益

　　為實(shí)施精益化生產(chǎn)管理提供了有力的支撐：

　　·提升了現(xiàn)場(chǎng)管理水平，提高了成車一次下線合格率和生產(chǎn)效率；
　　·促進(jìn)了生產(chǎn)組織管理精細(xì)化，改善了產(chǎn)品制造質(zhì)量，降低了制造資源消耗。

　　3、解決的問題

　　·生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)控能力不足 
　　·工位之間協(xié)調(diào)能力差
　　·現(xiàn)場(chǎng)操作和配料缺乏有效指導(dǎo)
　　·質(zhì)量數(shù)據(jù)錄入滯后等問題

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著精益化生產(chǎn)過(guò)程管理日益普及，信息化的支撐手段如MES、RFID已逐步完善和成熟，促進(jìn)了企業(yè)信息化的深入，為企業(yè)實(shí)施先進(jìn)生產(chǎn)模式提供了舞臺(tái)，與企業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)方式進(jìn)行了有效融合。