基于RFID的制造执行系统方案

　　一、制造业面临的问题

　　·车间实时生产信息没有统一的数据视图，系统难以集成

　　·企业资源系统和车间生产之间存在断层

　　·多而复杂的系统导致实时信息不一致，缺乏标准化

　　·过程控制系统和制造执行系统之间存在断层

　　·无法检测和防范车间生产过程中可能发生的问题

　　针对这些问题，精益生产的思想虽然先进，但如何将其理念落实到实际工作中?首先需找到落实理念的方法，其次建立能够职场方法运作的手段和措施，最后在生产活动中进行实施，一定要靠这样一个过程才能落实。

　　再来对制造业面临的问题进行瓶颈分析：精益生产涉及信息的采集、传输和处理，在现阶段，企业信息化在三个部分的发展情况并不一致，瓶颈问题较大程度上来源于信息采集。

　　精益生产对信息采集的要求：

　　·实时性：及时采集、上传生产线信息

　　·准确性：确保采集的信息准确性无误

　　·信息采集范围：采集实施精益生产所需的各种信息

　　二、RFID(电子标签、射频识别)在制造业的应用

　　·开始逐步打通企业的物流链，实现生产制造和物流运输的全程跟踪;

　　·逐步从技术验证的阶段过渡到实施企业级的RFID应用;

　　·国际知名大企业如福特、丰田、宝马等纷纷在汽车生产线上使用RFID系统实现在制品跟踪和生产状态监控。

　　图1：RFID(电子标签、射频识别)应用于生产制造的网络结构图

　　三、基于RFID(电子标签、射频识别)的制造执行系统

　　利用上述RFID(电子标签、射频识别)的特点，将RFID技术引入MES，促进制造业生产过程管理与控制，适应现代生产过程管理方式变革。RFID是改善离散制造企业生产现场作业管理的一个有效途径，基于RFID实现生产过程的管理与控制是当前技术发展的趋势。通过RFID在制造过程中的引入从而可以达到以下目标：

　　1.制造信息管理

　　将RFID和现有的制造信息系统如MES、ERP、CRM和IDM等相结合，可建立更为强大的信息链，以及在准确的时间及时传送准确的数据，从而增强生产力、提高资产利用率以及更高层次的质量控制和各种在线测量。通常从RFID获取数据后，还需要中间件将这些数据进行处理，馈送到制造信息系统。

　　2.制造执行、质量控制和标准的符合性

　　为支持精益制造和6 Sigma质量控制，RFID可提供不断更新的实时数据流。与制造执行系统互补，RFID提供的信息可用来保证正确使用劳动力、机器、工具和部件，从而实现无纸化

　　生产和减少停机时间。更进一步地，当材料、零部件和装配件通过生产线时，可以实时进行控制、修改甚至重组生产过程，以保证可靠性和高质量。

　　制造生产需要符合国家标准和规范、RFID能提供附加的信息流，使制造执行系统紧密地符合和通过标准的认证，包括符合美国药品与食品管理局(FDA)的21 CFR 11。

　　3.跟踪和追溯

　　要求符合FDA质量规范的呼声不断增强，促使消费用包装品，食品、饮料企业在其整个供应链中要求精确地跟踪和追溯产品信息。在这些方面，RFID能和现有的制造执行系统互为补充，对大多数部件而言，制造执行系统已能搜集如产品标识符，时间戳记、物理属性、订货号和每个过程的批量等信息，这些信息可以被转换成RFID编码并传送到供应链，帮助制造商跟踪和追溯产品的历史信息。

　　4.工厂资产管理

　　资产(设备)上的RFID提供其位置、可用性状态、性能特征、储存量等信息。基于这些信息的生产过程，维护、劳动力调整等有助于提高资产价值，优化资产性能和最大化资产利用率。由于减少停机时间和更有效地进行维护(规划的和非规划的)，因此能积极地影响非常重要的制造性能参数，例如装置的整体有效性(Overall Equipment Effectiveness)。

　　5.仓储量的可视化

　　由于合同制造(Contract Manufacturing)变得越来越重要，因而同步供应链和制造过程的清晰可见就成为关键。RFID适合于各种规模的应用系统(局部的或扩展到整个工厂)。RFID可以对进料、WIP、包装、运输和仓储直到最后发送到供应链中的下一个目的地，全方位和全程的可视化，所有这些都和信息管理有关。

　　如今，条形码已普遍使用于制造业，然而对许多条形码系统而言，往往需要在生产过程中手动修改和更新，费时费力。RFID的一个直接作用是解放劳动力，消除这种人工操作，而且能准确、快速、可靠地提供实时数据，这对大批量、高速的制造企业特别重要。

　　图2：可视化电子看板

　　注：本案例图为服装企业所实施RFID的视图

　　系统特点：

　　RFID(电子标签、射频识别)车间制造与执行系统或在制品跟踪与管理系统具有以下特点：

　　生产计划和工艺直接下达到工序、设备(而ERP、MRPII一般只能下达到品种、车间)，直接指导设备加工、防止跨工序加工，减少工艺错误;

　　数据采集实时性，可及时进行计划考核，实时监控生产进度;

　　各车间职能科室可以共享生产数据，了解相关工序的生产进度，便于生产协调。准确确认交货时间，实现批次管理;

　　工艺反馈校正：及时修正工艺错误、缩短工艺纠正周期;

　　加工数据有效性，减少手工输入、纸张传递;

　　便于质量追溯;

　　智能看板：完成质量信息采集与质量分析;

　　扩展物流管理：RFID批次号-条码-产品;