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一、 系統簡介

    信息化、自動化、網絡化、智能化、柔性化已成為現代制造企業(yè)的鮮明特征。隨著信息技術、網絡技術的普及和發(fā)展，特別是互聯網技術解決了信息共享、信息傳輸的標準問題和成本問題，使得信息更廣泛地成為控制、決策的依據和基礎。為了降低成本和加快資金周轉，需要進一步固化新的流程或新的管理制度，使其得以規(guī)范地貫徹執(zhí)行，而信息系統的作用就在于可以固化管理和優(yōu)化操作。

    物料及在制品的跟蹤（WIP）以及JIT、MES是美國管理界90年代提出的新概念，近10年，這些方面在國外得到迅速發(fā)展，已經逐漸形成了一些專業(yè)的開發(fā)公司。目前，國內對這些方面的認識深度和研究、應用水平不高，與國外的差距正在拉大。

    構筑基于RFID的物料及在制品追蹤管理系統，充分利用JIT、MES的先進管理理念與基本方法，通過對車間生產信息的實時反饋來進行加工數據分析和監(jiān)控，加強車間生產控制，是提升制造業(yè)、尤其是傳統制造業(yè)技術創(chuàng)新能力、市場響應速度、綜合競爭力的重要舉措。

    RFID在傳統制造業(yè)中的應用是一套以生產型企業(yè)信息化應用為背景，針對車間生產線上的物料、在制品而研制的工業(yè)生產流程自動化管理系統，對生產過程中的“物料”和“在制品”信息進行精確采集、整合、集成、分析和共享，為企業(yè)生產物資的管理和產品生命周期的管理提供了基礎信息解決方案，是車間制造管理系統的核心內容。系統的應用和ERP、CRM、SCM系統形成良好的互補，有效地解決了ERP系統在物資和產品數據采集、數據準確性和實時輸入等方面的問題，是實現工廠或生產型企業(yè)整體信息化的樞紐信息系統。特別是適合傳統制造業(yè)應用的電子標簽終端產品的自主研發(fā)以及基于此基礎的電子標簽的制造業(yè)應用系統，能夠滿足國家在不同領域，特別是在制造業(yè)、醫(yī)藥等重點行業(yè)應用電子標簽的市場需求。本系統具有如下的設計理念：

• RFID技術在車間現場數據終端（如看板終端或觸摸屏）的集成應用，充分適應工業(yè)環(huán)境的復雜要求，無需直視或利用人工掃描，有效、簡約地解決了數據采集、數據準確性和實時輸入等方面的問題；
• 提供面向“個體”或“批”層次的數據模塊設計，實時、準確、精細、高效地實現物料與在制品的追溯和跟蹤，并以此為核心，建立產品個體級別的實時檔案，實現產品生命周期的跟蹤追溯和管理；
•  將RFID、JIT、MES、網絡技術等應用于生產管控，準確、實時、全面反映生產過程狀態(tài)信息，有效、敏捷地指導工業(yè)流程，與ERP、CRM、SCM形成良好互補，推動“透明工廠”的建設，推進生產、管理和組織架構的優(yōu)化，促進JIT的生產模式的實現；
• 將“物料”與“在制品”的追蹤管理與品質、效益、效率、倉管、物流等緊密結合，促使車間勞動者、生產商與物料供應商形成利益共同體。

    RFID在傳統制造業(yè)中的應用（MES）項目充分利用RFID的特性，采用特定的可安裝于復雜工業(yè)現場的RFID數據采集終端，適應國內傳統制造車間的環(huán)境要求，具備防潮、防油、防雷、放電磁干擾、防熱等性能，滿足對物料、在制品的無接觸自動采集需要，并為管理系統提供信息輸入接口和查詢界面。

    同時，在RFID數據采集終端的基礎上，可以以物料及在制品跟蹤為核心，開發(fā)出一套具備軟件基礎平臺和系列應用模塊的車間級生產執(zhí)行管理系統。在系統的設計過程中，將通過面向“個體”或“批”層次的數據模塊設計，實時、準確、精細、高效地實現物料與在制品的追溯和跟蹤，并以此為核心，建立產品個體級別的實時檔案。此外，在系統設計思想上，將RFID、JIT、MES、網絡技術等應用于生產管控，準確、實時、全面反映生產過程狀態(tài)信息，有效、敏捷地指導工業(yè)流程，與ERP、CRM、SCM形成良好互補，推動“透明工廠”的建設，推進生產、管理和組織架構的優(yōu)化，促進JIT的生產模式的實現。

    RFID在傳統制造業(yè)中的應用是面向制造業(yè)的工業(yè)信息化應用系統，利用高新技術特別是自動化技術、信息技術對傳統產業(yè)（制造業(yè)）進行有益的改造和信息服務，是促進我國以出口為主的制造業(yè)發(fā)展的高新技術產品。RFID在傳統制造業(yè)中的應用針對我國制造業(yè)的實際情況，以開發(fā)先進的、集成化的、面向生產線的管理軟件為目的，可以有效地提高離散制造企業(yè)的運行經濟性和服務質量，該項目的開發(fā)成功無疑將在業(yè)界產生明顯的推動效應。

    運用RFID技術，可以改善傳統工作模式，實現制造業(yè)對產品全程控制和追溯。而開發(fā)一個完整的基于RFID的生產過程控制系統，就是將RFID技術貫穿于生產全過程（訂單→計劃→任務→備料→冷加工→熱加工→精加工→檢驗→包裝→倉管→運輸），形成企業(yè)的閉環(huán)生產。

    從發(fā)展的眼光看：在制造業(yè)實施RFID技術還可從原材料制造、采購到半成品加工、成品制造、批發(fā)、配送到零售，貫穿到全社會供應鏈的每一個環(huán)節(jié)，直到最終消費者。因此在制造業(yè)采用RFID標簽，可以打破一個系統內部使用的孤立性，而將RFID技術向供應鏈上端延伸。將該項研究成果還可推廣到其它相關的產品制造業(yè)應用，有很好的應用前景與行業(yè)示范作用。這些可以應用該項研究成果的行業(yè)甚至包括食品制造企業(yè)。

    二、 系統特點

    RFID車間制造與執(zhí)行系統或在制品跟蹤與管理系統具有以下特點：

• 生產計劃和工藝直接下達到工序、設備（而ERP、MRPII一般只能下達到品種、車間），直接指導設備加工、防止跨工序加工，減少工藝錯誤；
• 數據采集實時性，可及時進行計劃考核，實時監(jiān)控生產進度；
• 各車間職能科室可以共享生產數據，了解相關工序的生產進度，便于生產協調。準確確認交貨時間，實現批次管理；
• 工藝反饋校正：及時修正工藝錯誤、縮短工藝糾正周期；
• 加工數據有效性，減少手工輸入、紙張傳遞；
• 便于質量追溯；
• 智能看板：完成質量信息采集與質量分析；
•  擴展物流管理：RFID批次號－條碼－產品；
• 而在車間現場使用的RFID數據采集終端，用于為系統提供有關物料、制品、設備狀況、人員信息等方面的信息，實現系統與具體操作者的雙向溝通。具有以下功能與優(yōu)勢：     
  
  自動采集：能無接觸、自動采集物料、在制品、工位、人員的信息；
  信息查詢：可查詢生產計劃、生產工藝、產品批次等信息；
  信息輸入：設備狀況信息、加工數量、加工情況、質量信息等；
  抗惡劣環(huán)境：具有防潮、防油、防雷、放電磁干擾、防熱等性能。

    系統包括如下的工作：

• 總體架構和系統模型的建設：通過對網絡架構、工廠設備、通信路由、軟硬件組合及系統規(guī)模與性能進行深入分析，確立監(jiān)控系統軟件與數據采集硬件設備之間的層次關系，確定各功能模塊的劃分，模塊之間的接口，完成總體架構的建設。充分考慮系統的可集成性（Integratability）、可配置性（Configurability）、可適應性（Adaptability）、可擴展性（Extensibility）和可靠性（Reliability）；
• 軟件平臺的架構建設：基于面向對象設計技術、分布式網絡、和各種先進的數據庫及組態(tài)技術，建設適合即時、現場、遠程監(jiān)控的，便于擴容和修改的系統軟件基礎平臺，充分體現面向離散對象的系統應用集成，支持實時活動，實現基于現場管理規(guī)則和綜合管理知識的管控結合。主要包括軟件系統功能定位、平臺選型和數據采集（Data Collection）、數據存儲（Data Storage）、網絡應用（NET/Web Application）、客戶端查詢?yōu)g覽（Client/Web Viewer）等架構組成的建設；
•  功能模塊的具體軟件開發(fā)，包括：

    生產過程建模（CONFIG）
 生產計劃及生產管理
 現場數據采集
 物料跟蹤查詢
 在制品跟蹤查詢
 產品生命周期檔案
 質量及績效分析查詢
 網際網絡應用

• 工作流研究：設計工作流模型及網絡數據流規(guī)劃，支持各種控制和溝通策略，支持生產過程的各種工作流程，實現制造生產和管理過程的自動驅動、記錄、跟蹤、分析、信息共享等，并容易地集成CORBA/STEP以實現與ERP、PDM、SFC等的無縫集成，形成一個信息流的順暢通道；
• 設備通信與集成和數據接口技術：規(guī)范不同行業(yè)、不同類型的被監(jiān)控設備與系統接口，包括數字或模擬傳感器、可編程控制器（PLC）、直接數字控制器（DDC）、控制執(zhí)行器、視像裝置等；各種設備和系統的數據格式及協議轉換方式的研究，滿足大容量、高速的數據存貯和訪問，具有實時、連續(xù)的歷史數據檢索與回放功能，提供復雜、特別的數據查詢；
•  智能化決策支持功能的實現：實時監(jiān)控的目的在于為調度、運行操作人員的決策提供數據，如果系統能在反映生產狀況的同時具有數據分析功能，進而提出操作方案和建議，其實用性才能得以真正體現。這一問題的解決有賴于智能技術的應用和專家經驗的歸納表達；
• 系統測試：包括單元測試、整體測試和綜合測試。

    三、 應用技術方案