1.項目背景
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、倉庫管理、移動資產(chǎn)管理、現(xiàn)場人員管理、車隊管理等等。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、手工輸入的方式準確性遠遠不足，存在較大的錯誤率。且手工輸入只能定時進行，導致生產(chǎn)計劃按周計劃、月計劃提交，不能精確到日。系統(tǒng)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實時更新，滯后情況嚴重，不利于生產(chǎn)流的順利進行，制約了產(chǎn)能的進一步提高。同時制造企業(yè)大部分職能部門大多使用紙和筆的初級記錄方式，這使得制造企業(yè)的大部分職能部門面對著大量的數(shù)據(jù)錯誤，降低了企業(yè)整體的生產(chǎn)力。
制造企業(yè)已意識到這些問題的存在，并嘗試使用新興技術去解決這些問題。目前，部分生產(chǎn)型企業(yè)采用條碼識別的方式來提高數(shù)據(jù)錄入的準確性，但條碼識別還是存在技術上的瓶頸：
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)線瓶頸問題無法實時發(fā)現(xiàn)；
3.勞動效率低下，實際工作時間利用率不高；
4.條碼標簽一旦印刷不清晰、有折疊的痕跡等問題時，條碼槍便很難識別；
5.無法實時追蹤，管理層難以根據(jù)工作狀態(tài)進行工作安排，如果工作過程某個工序出現(xiàn)問題，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伍進行操作，勞動成本開銷大；
因此，以條碼識別為代表的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)已經(jīng)越來越不能滿足企業(yè)對高效、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，構(gòu)建更先進技術的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)具有重要的意義。
2.項目定義
RFID無線射頻識別技術是既條碼之后又一引起自動識別領域變革的新興高科技技術，其利用無線電磁波的穿透性，遠距離傳輸和高速數(shù)據(jù)交換的特性，通過特定的協(xié)議，來實現(xiàn)對標識物品信息自動識別的技術。在生產(chǎn)制造行業(yè)中，相對目前被廣泛使用的條碼技術而言,UHF 超高頻RFID技術具有本質(zhì)上的優(yōu)勢：可無線遠距離讀寫,可穿透性讀寫,可在高速移動的狀態(tài)下讀寫, 存儲更多的數(shù)據(jù),可在惡劣的環(huán)境下使用等等。因此,RFID技術不只是條碼技術的簡單替換,它在生產(chǎn)制造業(yè)中的應用將改變企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營方式。
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)集成商解決硬件問題，滿足客戶需求。
構(gòu)建基于UHF 超高頻RFID技術的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，是以計算機網(wǎng)絡為基礎，以RFID為核心，建設符合企業(yè)生產(chǎn)管理要求，以解決企業(yè)現(xiàn)存問題為目標，從生產(chǎn)線半成品下線、倉庫轉(zhuǎn)存和暫存、再上線生產(chǎn)等全流程進行自動實時數(shù)據(jù)采集，對貨物批次箱號進行跟蹤管理的綜合管理系統(tǒng)。
電子標簽作為數(shù)據(jù)載體，能起到標識識別、物品跟蹤、信息采集的作用。電子標簽、讀寫器、天線和應用軟件構(gòu)成的RFID系統(tǒng)直接與相應的管理信息系統(tǒng)相連。每一件物品都可以被準確的跟蹤，這種全面的信息管理系統(tǒng)能為客戶帶來諸多的利益，包括實時數(shù)據(jù)采集和追蹤管理，因此，RFID技術應用于生產(chǎn)線之間的貨物轉(zhuǎn)換跟蹤管理，可以有效防止出錯，實現(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)設計
基于RFID技術的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，在生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)存和暫存?zhèn)}庫應用先進的RFID無線射頻識別技術，使用可重復使用的射頻
電子標簽，每個標簽都有唯一ID號，以及可讀寫數(shù)據(jù)區(qū)，將產(chǎn)品信息寫入RFID電子標簽中，在生產(chǎn)線下線工位及倉庫出入口安裝讀寫器，通過讀寫標簽信息自動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，信息同時顯示在顯示屏上，提示給生產(chǎn)線操作員，從而對半成品從下線到倉庫轉(zhuǎn)存、暫存、再上線生產(chǎn)進行全流程跟蹤管理，這樣可以保證生產(chǎn)線之間貨物批次箱號的對應，各條生產(chǎn)線能毫不出錯地完成生產(chǎn)任務，且記錄下生產(chǎn)過程中的重要信息，可為將來的質(zhì)量信息追溯提供基礎數(shù)據(jù)服務。
3.1建設目標
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)線實時管理體制，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量為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。
RFID提供不斷更新的實時數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補，RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動力、機器、工具和部件，從而實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機時間。更進一步地，當材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時，可以實時進行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程，以保證可靠性和高質(zhì)量。 所有數(shù)據(jù)均通過無線方式被客戶端電腦高速采集。
有了實時數(shù)據(jù)流作為基礎，ERP等管理系統(tǒng)可對這些大量的數(shù)據(jù)進行挖掘，對生產(chǎn)進度、過程進行實時的有效的監(jiān)管，找出生產(chǎn)瓶頸、解決生產(chǎn)問題，部署更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測量。
RFID可提供最精確的工序所需工時計算結(jié)果。ERP軟件可以通過RFID對每個工人每個工序、工時進行準確的評估，計算出每條生產(chǎn)線實際生產(chǎn)能力，企業(yè)管理人員可使用這些數(shù)據(jù)對企業(yè)業(yè)務能力作出更準確的分析。
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、即時解決生產(chǎn)瓶頸、實時監(jiān)管生產(chǎn)進度、通過質(zhì)量監(jiān)控改進生產(chǎn)工藝，RFID都為企業(yè)實現(xiàn)平衡生產(chǎn)線提供基礎，與企業(yè)ERP、SCM、MCS等主流管理系統(tǒng)結(jié)合，讓企業(yè)內(nèi)每一個員工都發(fā)揮出最大能效。
3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡圖
本系統(tǒng)網(wǎng)絡圖如下：
系統(tǒng)主要從發(fā)卡到工位管理、倉庫管理來實現(xiàn)對整個生產(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)計劃，包括生產(chǎn)訂單導入、訂單統(tǒng)計和狀況信息拋轉(zhuǎn)、生產(chǎn)任務分解，任務自動指派等，根據(jù)投產(chǎn)計劃制作、發(fā)放電子標簽，將電子標簽與需要管理的貨物進行綁定，并通過ERP共享接口獲取產(chǎn)品相關信息，將信息寫入電子標簽中，如批次、箱號等，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中建立產(chǎn)品檔案，全自動跟蹤貨物生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換流程。
3.3.2工位管理
在每個工位署RFID讀寫器和天線，當安裝有RFID標簽的貨物進入RFID工作點時，讀（寫）裝置即讀取產(chǎn)品上電子標簽內(nèi)存儲的數(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、批次信息，顯示在顯示屏上，提示生產(chǎn)工人進行正確的操作。
3.3.3倉庫管理
貨物在生產(chǎn)線上經(jīng)過加工后，需從生產(chǎn)線送到轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫中，在轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫安裝RFID通道式讀取設備，即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)存到倉庫中貨物信息的自動采集和實時后臺數(shù)據(jù)更新。貨物從倉庫出庫，也是以同樣的方式實現(xiàn)自動和批量出庫，實現(xiàn)對貨物的實時和高效管理。
4.系統(tǒng)收益
基于RFID技術生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的建成，可為企業(yè)帶來如下收益：
1.生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠準確、實時的采集；
生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時反饋是保證生產(chǎn)運營暢通的基礎。系統(tǒng)在生產(chǎn)車間采集實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)是RFID設備實時自動采集，RFID讀寫器通過讀出貨物RFID電子標簽中所帶有的特定信息實時的反饋到系統(tǒng)中，服務器并每5秒鐘更新一次數(shù)據(jù)。通過這種操作方式系統(tǒng)能夠提供實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集和數(shù)據(jù)分析。
2. 生產(chǎn)力在原有的基礎上實現(xiàn)提升
生產(chǎn)力是生產(chǎn)管理的關注熱點同時也是管理難點，如果提升了生產(chǎn)力就意味著企業(yè)的產(chǎn)量提高、利潤可以增加。生產(chǎn)車間實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋到系統(tǒng)，通過系統(tǒng)監(jiān)控可以實時的發(fā)現(xiàn)阻礙生產(chǎn)流水線暢通的原因所在，及時的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸所在。系統(tǒng)是通過實時數(shù)據(jù)歸集對每個車間、每個組、每個工位的生產(chǎn)情況進行實時的監(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. 訂單進度實時跟蹤，保障及時交貨
訂單如果不能及時交貨意味著公司不但不能盈利反而導致虧損，同時也影響力公司的信譽度。對公司將來的發(fā)展受到很大的影響和阻礙。特別是出口企業(yè)對于訂單的及時交付顯得更為重要。系統(tǒng)是根據(jù)客戶訂單入手，對待生產(chǎn)產(chǎn)品從開始生產(chǎn)到結(jié)束生產(chǎn)整個生產(chǎn)流程的實時進度跟蹤。實時跟蹤訂單在生產(chǎn)線的進度，從而精確的掌握每個訂單的生產(chǎn)進度，達到及時交貨的目的。
5.設備選型
本系統(tǒng)中，RFID數(shù)據(jù)采集的速度和準確性至關重要，其核心的設備在于工位讀寫器和倉庫讀寫器。
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RP TNC支持第二個外接RFID天線，支持防碰撞密集讀寫器模式（DRM）和先進的抗干擾功能，支持大量閱讀器的同時工作而不會降低讀取速率。Astra-Ex是一款工業(yè)級的讀寫器，支持Wi-Fi，可方便的實現(xiàn)無線網(wǎng)絡接入，較少布線并快速接入到系統(tǒng)中。
4.2.2倉庫讀寫器
倉庫讀寫器主要是部署在倉庫門口，需要對進出的貨物標簽信息進行快速準確的采集到。
ThingMagic M6是一款四通道的超高頻RFID讀寫器，其具備750標簽/秒的高速讀取能力，最多可同時連接4路天線工作，覆蓋范圍更廣，快速采集數(shù)據(jù)的同時保證不漏讀。同時，ThingMagic M6具備超強的抗干擾能力，可適應各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，支持WIFI連接，可更簡便靈活的部署在倉庫應用中。
