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基于RFID技术的制衣生产线实时数据采集系统方案

作者:郑州凌锐电子科技有限公司 来源:RFID世界网 2010-11-17 09:23:32

摘要:以采用RFID技术的电子扎牌代替纸质扎单,将加工信息记录其中并捆扎到衣片上。

关键词:RFID技术[40篇]  数据采集[41篇]  制衣[0篇]  生产线[4篇]  实时[24篇]  

  项目背景

  目前国内大中型(1000台衣车以上)制衣厂普遍采用非自动传送的人工流水线生产方式,生产流程基本相同。典型的生产流程如下:

  裁剪部门按照生产计划单领料、铺布、裁剪,填写裁床单;

  裁剪后把相同部位的多层衣片按照尺码、布层、颜色等规则捆扎起来,并把根据裁床单录入并打印出的扎单捆绑在每一捆衣片上,扎单上记录有该衣片的属性,比如款号、尺码、颜色、批次、裁床号,以及工序号、扎单号和件数等信息;

  缝纫车间到裁床部门领取捆扎好的衣片,按照生产流程把相同扎单号的衣片配套捆绑在一起,并徒手递送到对应的工位上;
 
  工位上的工人领到衣片后进行规定工序的操作,操作完成后在扎单存根上签上工号,同时剪下扎单上的一条(称作飞仔),以作为核算计件工资的凭证;

  配扎工把前道工序完成的半成品收集起来,再次和相同扎号的其他部位衣片配套捆绑,手工传送到下一道工序;

  重复操作4、5步骤,直至所有工序完成,成品包装并入库。

  扎单的作用是标示衣片的属性、裁剪的批次,指示该捆衣片需要执行的加工工序和本批次产品的件数,以及记录各工位工作量信息。布料裁剪完成后,工人完全依靠扎单上的信息来进行生产操作,以保证每件衣服都是遵照计划好的工序、由相同属性的衣片缝制而成的。同时,执行每道工序的工人也要凭借保留的扎单条来结算计件工资。所以,扎单是一个把所有的生产作业环节联系在一起的关键工具。

  需求分析

  通过使用扎单对生产进行管理是制衣行业经过多年的摸索后总结出来的一套现行解决方案。这套方案简单而实用,与整体信息化水平不高的制衣业相匹配。不过,随着客户对快速反应式生产和可视化生产监管的需求的不断提高,扎单管理方式显现出了很多待改进的地方:

  生产进度的监控只停留在纸面上,车间每天下班时汇总一次,这样,生产管理部门无法实时准确地掌握生产进度。这种状态造成的结果是企业决策者的信息滞后,因此不能立即了解生产状况,对产能的发挥无法准确把握,以致影响后期的生产计划安排和缺乏订单谈判的决策支持。

  制衣业内99%的工人工酬体系是计件工资。现在制衣业采用的工资计算方式是通过统计扎单存根上的工人签名记录和工人剪下来的扎单条来计算工作量,再乘以单位工价,得出每个工人的工资。这项工作需要大量的人力,而且容易出错,经常引起纠纷。另外,由于无法实时记录工人在每一道工序上所花费的时间,每道工序工价的核定就很主观,容易引起分歧。因此,制衣厂里基本上每天都会出现工人对工酬有异议的情况。

  扎单内容无法灵活定制。因为现在的扎单都是打印在印制好的扎单纸上,所以不同的产品信息都只能打印在相同格式的扎单纸上,有时裁床工人需要手写来补充内容。产生以上问题的主要原因是纸质扎单无法满足实时准确的生产信息采集、整理和分析的要求。人工记录主要工序的完成状态和掐秒表计算每道工序的完成时间是目前制衣厂里唯一的生产信息采集方式。而扎单则是跟踪每批产品生产进度的主要线索。通过这种信息采集方式只能获得滞后的信息反馈,以此为根据所做出的生产计划和商业决策也必然是会有误差的。因此,实时的生产信息采集方式就是制衣企业提高生产效率、优化管理方式和获得决策支持的关键之处。

  解决方案

  以采用RFID技术的电子扎牌代替纸质扎单,将加工信息记录其中并捆扎到衣片上。电子扎牌跟随衣片被传递到各道工序;在每个工位上布置RFID数据采集终端,所有读头都与主服务器连接构成一个系统网络。当衣片被传递到规定工序进行加工时,工人在数据采集终端上扫描电子扎牌,系统记录该加工工序的起始时间,加工完成后,工人按结束键,通知系统该工序已经完成。每个员工都配有RFID工卡,进入工位时以工卡进行登记,这样该工位所执行的所有操作都与员工工卡相关联,从而实现自动统计工作量,自动结算工资,并可以追溯质量责任。
 
  电子扎牌在各个环节中的具体应用方案初步设计如下:

  1、发行电子扎牌 

  裁床部门根据生产管理部下达的生产指示裁剪布料后,照常填写裁床报表并送交车间办公室,车间办公室人员使用电子扎牌创建程序将裁床单信息录入到系统,至此该批次产品所需使用的扎单内容已全部生成。 

  裁床部门调出该批次产品的扎单目录,使用电子扎牌发行程序为所要捆扎的衣片选取对应的扎单条目,打印纸质标签,同时将已经生成的扎单信息写入电子扎牌,然后把纸质标签和电子扎牌一起捆绑到衣片上。如果使用可重写标签打印机则可以实现可视信息打印和电子标签内容写入一步操作。需要外发加工(如绣花)的衣片也捆扎电子扎牌,外发工序应被视为一道正常工序,记录在生产进度跟踪系统中。 

  2、生产准备

  生产计划下达至指定生产小组后,组长使用工序管理程序安排各个工位上的工人完成各道工序;在生产过程中,每个工位只能执行指定的工序,否则系统不支持,但组长可以根据生产进度进行调整,更改工位与工序的对应。工人进入工位时使用工卡在每个工位的RFID数据采集终端上登记,自动工资结算系统将工人工号与所执行的工序对应。 

  3、衣片配扎
 
  缝纫车间的配扎工到裁床部门领取裁剪好的衣片,按照工序顺序,递送到指定工位上进行加工;
  加工完成后,配扎工把半成品衣片收回,使用电子扎牌发行程序根据加工需要把要在下一道工序缝合在一起的衣片配扎在一起。实现这个步骤可以有三种方式: 
  配扎工阅读衣片上捆绑的纸质标签上的扎单号,人工配扎; 
  配扎工使用手持式读头读取一捆衣片上的扎单号之后,配扎程序记录下这个号码,配扎工再用读头扫描其他衣片的电子扎牌,如果扎号相同则自动提示; 
  使用专门的配扎套间:配扎工扫描第一组衣片然后按扫描顺序在衣片上捆绑专用的指示灯,然后扫描另一组衣片,当衣片上的扎号与第一组某捆衣片的扎号相同时,这捆衣片上的指示灯会亮,这样配扎工就可以手动把相同扎号的衣片配在一起。这种半人工的方式可以降低对工人集中注意力的要求、减少错误出现、加快操作速度。 
 
  4、工序跟踪

  工人上岗时用工卡在工位上的数据采集终端上登记;
  配扎工将配扎好的衣片送到指定工位,工人将衣片上的电子扎牌在数据采集终端上扫描一下,采集终端提示操作开始,系统记录此工序起始时间,并且记录在此工位登记的工卡。工人加工完成此道工序的所有衣片后,在读头上按完成键,系统记录下工序完成时间,同时记录了工人的工作量。
  重复4-ii步骤,直到需要配扎工更新扎单信息或所有工序都完成(配扎也是一道工序,只是不在生产计划里体现为工序)。

  5、扎牌回收
 
  在生产过程中,当两捆半成品衣片将要被缝合成一个整体时,会出现两个电子扎牌,这时应该回收其中的一个,并向另一个电子扎牌写入下一道工序的内容。这个回收的工作在配扎的过程中由配扎工完成。
  配扎工从已经完成操作的工位上收回半成品衣片后,在电子扎牌发行程序中扫描电子扎牌,当必要的前道工序的几个电子扎牌都被扫描到之后,下一道工序的扎牌内容即生成,这时配扎工可以把新的扎牌内容写到任一电子扎牌中,并与下一道工序所要缝制的衣片捆扎在一起。
  其余的电子扎牌被清除内容并回收再用。(如何目视区分使用中的扎牌和空扎牌?如何把扎牌和打印标签结合起来?) 

  系统布置 

  数据利用 

  这套系统所采集的原始数据是衣片和半成品在生产线上停留的位置和时间。对原始数据进行加工,则可以取得丰富的生产管理和统计数据,包括各道工序的操作时间、原料在线下的时间和位置、工人的总工作量、每名工人操作某道工序的累计时间等。
对这些数据进行分析,则可以生成多种直观的报表或图表:

  当前生产进度 
  各工序工时分析和瓶颈工序分析 
  每日生产数量、生产收入、生产工时 
  工人工作量实时统计 
  实时产能分析 
  周期生产率分析 
  等等其他,可以根据客户需求定制 
  总结起来,生产线数据实时采集系统可以执行以下功能: 

  实时信息采集:基于RFID的生产信息集成系统利用电子扎牌和rfid数据采集终端采集发生在流水线上的任何一个事件。有关的数据可以在事件发生的同时获得确认。实时信息保证了高效的管理和控制。

  生产流水线平衡:通过快速响应在线检测到的生产流水线瓶颈,及时调控生产进度以获得高效的回报。
  订单完成进度:可以收集和汇总各生产流水线的最新定单执行状况,从而提供生产状况的即时信息。
  品质管理:系统储存并显示不同操做员工的工作记录,在线实时地监控操作员的操作失误和效率
  远程监控:通过广域网的连接,总公司能随时在总部办公室查看各个分厂的实时生产信息,支持移动管理和分布式管理。
  工资结算:在线操作和工资计算的实时透明化有助于激发操作员积极性。
  成本控制:能对加班要求进行监控,消除计算错误。
  效率控制:通过追踪分析操作工序时间,能制定一个更好的效率目标。
  工人技能数据库:建立所有员工的技能数据库。
  加工部件的追踪:提供正在加工中的成品和半成品信息。

  实施利益:实施生产线数据实时采集系统能帮助生产企业提高生产效率。已经使用类似系统的制衣企业总结,系统实施后整体效率提高10%~25%不等。有了真实准确的生产线数据资料,生产管理者能够更准确地监控生产状态,立即获得生产效率分析数据,从而对变化做出快速反应,并且能够提前预测可能发生的事件状况,及时调整生产布置;有了生产状态实时报表和图表,企业管理者不必在工厂就可以对所有的工作进展进行密切的监督与控制,任何时候都能获得必要的决策支持依据。 这套系统的实施还可以极大地提高工人工资结算效率和准确率,并且帮助工厂对各道工序进行更科学合理的定价,而且还可以追溯到瑕疵工序的操作者。

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