RFID 在傳統(tǒng)制造業(yè)MES 應(yīng)用 - 聯(lián)信永益

一、 系統(tǒng)簡介 
信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化已成為現(xiàn)代制造企業(yè)的鮮明特 征。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決了信息共享、信息傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)問題和成本問題，使得信息更廣泛地成為控制、決策的依 據(jù)和基礎(chǔ)。為了降低成本和加快資金周轉(zhuǎn)，需要進(jìn)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(tǒng)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(jīng)逐漸形成了一些專業(yè)的開發(fā)司。目前，國內(nèi)對這些方面的認(rèn)識深度和研究、應(yīng)用水平不高，與國外的差距正在拉大。 

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

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

> RFID 技術(shù)在車間現(xiàn)場數(shù)據(jù)終端（如看板終端或觸摸屏）的集成應(yīng)用， 充分適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜要求，無需直視或利用人工掃描，有效、簡約地解決了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)準(zhǔn)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(shù)據(jù)模塊設(shè)計，實時、準(zhǔn)確、精細(xì)、高效地實現(xiàn)物料與在制品的追溯和跟蹤，并以此為核心，建立產(chǎn)品個體級別的實時檔案，實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期的跟蹤追溯和管理； 
> 將RFID、JIT、MES、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用于生產(chǎn)管控，準(zhǔn)確、實時、全面反映生產(chǎn)過程狀態(tài)信息，有效、敏捷地指導(dǎo)工業(yè)流程，與ERP、CRM、SCM 形成良好互補，推動“透明工廠”的建設(shè)，推進(jìn)生產(chǎn)、管理和組織架構(gòu)的優(yōu)化，促進(jìn)JIT 的生產(chǎn)模式的實現(xiàn)； 
> 將“物料”與“在制品”的追蹤管理與品質(zhì)、效益、效率、倉管、物流等緊密結(jié)合，促使車間勞動者、生產(chǎn)商與物料供應(yīng)商形成利益共同體。 

RFID 在傳統(tǒng)制造業(yè)中的應(yīng)用（MES）項目充分利用RFID 的特性，采用特定的可安裝于復(fù)雜工業(yè)現(xiàn)場的RFID 數(shù)據(jù)采集終端，適應(yīng)國內(nèi)傳統(tǒng)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(tǒng)提供信息輸入接口和查詢界面。

同時，在RFID 數(shù)據(jù)采集終端的基礎(chǔ)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(chǔ)平臺和系列應(yīng)用模塊的車間級生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，將通過面向“個體”或“批”層次的數(shù)據(jù)模塊設(shè)計，實時、 準(zhǔn)確、精細(xì)、高效地實現(xiàn)物料與在制品的追溯和跟蹤，并以此為核心，建立產(chǎn)品個體級別的實時檔案。此外，在系統(tǒng)設(shè)計思想上，將RFID、JIT、MES、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用于生產(chǎn)管控，準(zhǔn)確、實時、全面反映生產(chǎn)過程狀態(tài)信息，有效、敏捷地指導(dǎo)工業(yè)流程，與ERP、CRM、SCM 形成良好互補，推動“透明工廠”的建設(shè)，推進(jìn)生產(chǎn)、管理和組織架構(gòu)的優(yōu)化，促進(jìn)JIT 的生產(chǎn)模式的實現(xiàn)。
 
RFID 在傳統(tǒng)制造業(yè)中的應(yīng)用是面向制造業(yè)的工業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)，利用高新技術(shù)特別是自動化技術(shù)、信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（制造業(yè)）進(jìn)行有益的改造和信息服務(wù)，是促進(jìn)我國以出口為主的制造業(yè)發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)品。RFID 在傳統(tǒng)制造業(yè)中的應(yīng)用針對我國制造業(yè)的實際情況，以開發(fā)先進(jìn)的、集成化的、面向生產(chǎn)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(jīng)濟性和 服務(wù)質(zhì)量，該項目的開發(fā)成功無疑將在業(yè)界產(chǎn)生明顯的推動效應(yīng)。 

運用RFID 技術(shù)，可以改善傳統(tǒng)工作模式，實現(xiàn)制造業(yè)對產(chǎn)品全程控制和追溯。而開發(fā)一個完整的基于RFID 的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，就是將RFID 技術(shù)貫穿于生產(chǎn)全過程（訂單→計劃→任務(wù)→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(chǎn)。 

從發(fā)展的眼光看：在制造業(yè)實施RFID 技術(shù)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(yīng)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(biāo)簽，可以打破一個系統(tǒng)內(nèi)部使用的孤立性，而將RFID 技術(shù)向供應(yīng)鏈上端延伸。將該項研究成果還可推廣到其它相關(guān)的產(chǎn)品制造業(yè)應(yīng)用，有很好的應(yīng)用前景與行業(yè)示范作用。這些可以應(yīng)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(tǒng)特點 

RFID 車間制造與執(zhí)行系統(tǒng)或在制品跟蹤與管理系統(tǒng)具有以下特點： 
> 生產(chǎn)計劃和工藝直接下達(dá)到工序、設(shè)備（而ERP、MRPII 一般只能下達(dá)到品種、車間），直接指導(dǎo)設(shè)備加工、防止跨工序加工，減少工藝錯誤； 
> 數(shù)據(jù)采集實時性，可及時進(jìn)行計劃考核，實時監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度； 
> 各車間職能科室可以共享生產(chǎn)數(shù)據(jù)，了解相關(guān)工序的生產(chǎn)進(jìn)度，便于生產(chǎn)協(xié)調(diào)。準(zhǔn)確確認(rèn)交貨時間，實現(xiàn)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(shù)據(jù)有效性，減少手工輸入、紙張傳遞； 
> 便于質(zhì)量追溯； 
> 智能看板：完成質(zhì)量信息采集與質(zhì)量分析； 
> 擴展物流管理：RFID 批次號－條碼－產(chǎn)品； 
> 而在車間現(xiàn)場使用的RFID 數(shù)據(jù)采集終端，用于為系統(tǒng)提供有關(guān)物料、制品、設(shè)備狀況、人員信息等方面的信息，實現(xiàn)系統(tǒng)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(chǎn)計劃、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品批次等信息； 
􀂾 信息輸入：設(shè)備狀況信息、加工數(shù)量、加工情況、質(zhì)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(tǒng)包括如下的工作： 

> 總體架構(gòu)和系統(tǒng)模型的建設(shè)：通過對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、工廠設(shè)備、通信路由、軟硬件組合及系統(tǒng)規(guī)模與性能進(jìn)行深入分析，確立監(jiān)控系統(tǒng)軟件與數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備之間的層次關(guān)系，確定各功能模塊的劃分，模塊之間的接口，完成總體架構(gòu)的建設(shè)。充分考慮系統(tǒng)的可集成性（Integratability）、可配置性（Configurability）、可適應(yīng)性（Adaptability）、可擴展性（Extensibility）和可靠性（Reliability）； 
> 軟件平臺的架構(gòu)建設(shè)：基于面向?qū)ο笤O(shè)計技術(shù)、分布式網(wǎng)絡(luò)、和各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫及組態(tài)技術(shù)，建設(shè)適合即時、現(xiàn)場、遠(yuǎn)程監(jiān)控的，便于擴容和修改的系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)平臺，充分體現(xiàn)面向離散對象的系統(tǒng)應(yīng)用集成，支持實時活動，實現(xiàn)基于現(xiàn)場管理規(guī)則和綜合管理知識的管控結(jié)合。主要包括軟件系統(tǒng)功能定位、平臺選型和數(shù)據(jù)采集（Data Collection）、數(shù)據(jù)存儲（Data Storage）、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（NET/Web Application）、客戶端查詢?yōu)g覽（Client/Web Viewer）等架構(gòu)組成 
的建設(shè)； 
>功能模塊的具體軟件開發(fā)，包括： 
􀂾 生產(chǎn)過程建模（CONFIG） 
􀂾 生產(chǎn)計劃及生產(chǎn)管理 
􀂾 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 
􀂾 物料跟蹤查詢 
􀂾 在制品跟蹤查詢 
􀂾 產(chǎn)品生命周期檔案 
􀂾 質(zhì)量及績效分析查詢 
􀂾 網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 
> 工作流研究：設(shè)計工作流模型及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流規(guī)劃，支持各種控制和溝通策略，支持生產(chǎn)過程的各種工作流程，實現(xiàn)制造生產(chǎn)和管理過程的自動驅(qū)動、記錄、跟蹤、分析、信息共享等，并容易地集成CORBA/STEP 以實現(xiàn)與ERP、PDM、SFC 等的無縫集成，形成一個信息流的順暢通道； 
> 設(shè)備通信與集成和數(shù)據(jù)接口技術(shù)：規(guī)范不同行業(yè)、不同類型的被監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng)接口，包括數(shù)字或模擬傳感器、可編程控制器（PLC）、直接數(shù)字控制器（DDC）、控制執(zhí)行器、視像裝置等；各種設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式及協(xié)議轉(zhuǎn)換方式的研究，滿足大容量、高速的數(shù)據(jù)存貯和訪問，具有實時、連續(xù)的歷史數(shù)據(jù)檢索與回放功能，提供復(fù)雜、特別的數(shù)據(jù)查詢； 
> 智能化決策支持功能的實現(xiàn)：實時監(jiān)控的目的在于為調(diào)度、運行操作人員的決策提供數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)能在反映生產(chǎn)狀況的同時具有數(shù)據(jù)分析功能，進(jìn)而提出操作方案和建議，其實用性才能得以真正體現(xiàn)。這一問題的解決有賴于智能技術(shù)的應(yīng)用和專家經(jīng)驗的歸納表達(dá)； 
> 系統(tǒng)測試：包括單元測試、整體測試和綜合測試。 

三、 應(yīng)用技術(shù)方案 

1. 系統(tǒng)的總體架構(gòu) 
圖3－1 顯示了本系統(tǒng)各層次的典型架構(gòu)圖，包括軟件平臺和應(yīng)用模塊體系，以及系統(tǒng)所依賴的硬件平臺。軟件平臺是系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心構(gòu)件，包括一系列實現(xiàn)各種核心邏輯的構(gòu)件，并封裝成不同的構(gòu)件包： 

> 調(diào)度策略構(gòu)件包 
> 界面開發(fā)構(gòu)件包 
> 生產(chǎn)過程模型構(gòu)件包 
> WIP 構(gòu)件包 
> SPC 分析構(gòu)件包 
> 設(shè)備通信接口構(gòu)件包 
> ERP 接口構(gòu)件包 
> RFID 終端構(gòu)件包 

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圖3－1 系統(tǒng)典型架構(gòu)圖 

應(yīng)用模塊體系建立在軟件平臺和硬件平臺的架構(gòu)之上，實現(xiàn)系統(tǒng)的各項 具體管理功能，包括： 
> 生產(chǎn)過程建模 
> 生產(chǎn)計劃及生產(chǎn)管理 
> 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 
> 物料跟蹤查詢 
> 在制品跟蹤查詢 
> 產(chǎn)品生命周期檔案 
> 質(zhì)量及績效分析查詢 
> 網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 

2. 硬件平臺基礎(chǔ)：RFID 數(shù)據(jù)集成終端 
1) RFID 數(shù)據(jù)集成終端（RFID DCS）RFID DCS 終端機(閱讀器)將主要安裝在生產(chǎn)線的生產(chǎn)工位上，用于為MES 系統(tǒng)提供有關(guān)物料、制品、設(shè)備狀況、人員信息等方面的信息，同時也為具體操作者提供作業(yè)信息的雙向溝通。 
> 自動采集的需要：能無接觸、自動采集物料、在制品、工位、人員的信息； 
> 采集環(huán)境的需要：數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場多樣化，要求采集設(shè)備、采集終端具有防潮、防油、防雷、放電磁干擾、防熱等性能； 
> 查詢的需要：可查詢生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品批次等信息； 
> 信息輸入的需要：設(shè)備狀況信息、加工數(shù)量、加工情況、質(zhì)量信息等。 

具體的做法是：在基于RFID 技術(shù)的電子標(biāo)簽閱讀器（數(shù)據(jù)集成終端，RFID DCS）上增加了液晶顯示電路、PVC 鍵盤輸入電路、數(shù)顯量具通信接口電路、RS485 串口通信電路、TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)通信接口電路等模塊。通過液晶顯示器可以顯示下達(dá)的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品批次等信息，通過鍵盤可以提交設(shè)備狀況信息、加工數(shù)量及質(zhì)量信息等，以便全面跟蹤正常工藝路線內(nèi)的工件正常流向，處理各種異常情況，全面記錄各工件在各工序的完成情況和每個工件的當(dāng)前位置、在線狀態(tài)、可根據(jù)不同的質(zhì)檢政策（抽檢和全檢）自動記錄各工件之間的狀態(tài)（待檢、合格、不合格），對各工件在制造平臺內(nèi)流轉(zhuǎn)（工藝、工位、時間、狀態(tài)）等進(jìn)行全方位的記錄。
 
2) 通信方式： 
可選擇RS485 串口通信電路和TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)通信接口電路中的作為其中一種通信方式與PC 機進(jìn)行接口。終端采集到的信息經(jīng)過通信接口進(jìn)入PC 機后，PC 機再存儲信息，處理信息，并將結(jié)果保存到服務(wù)器。PC 機也可以將車間當(dāng)天的生產(chǎn)計劃以及車間的生產(chǎn)情況經(jīng)通信接口傳送到終端并在終端的液晶顯示屏上加以顯示，工人看到反饋信息后知道當(dāng)天的生產(chǎn)任務(wù)以及目前的工作狀況從而執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)。在RFID DCS 終端采集系統(tǒng)中，PC 機與終端之間有一定的通訊協(xié)議，以保證終端數(shù)據(jù)的通訊成功?；赗S485通信的數(shù)據(jù)采集終端通信流程圖如圖3－2 所示： 

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圖3－2 車間通信方式 

3. 應(yīng)用架構(gòu)及功能模塊 
“基于RFID 的物料及在制品跟蹤管理系統(tǒng)”采用基于RFID 的數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備作為車間內(nèi)各生產(chǎn)單元功能站的主要構(gòu)件，通過對各個生產(chǎn)單元的數(shù)據(jù)收集生產(chǎn)工藝流向（工位）和反饋，組成覆蓋全廠或者整個流水線的、滿足閉環(huán)生產(chǎn)管理需要的開放式網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行實時數(shù)據(jù)存取和比照，實現(xiàn)生產(chǎn)信息的監(jiān)視、控制和生產(chǎn)過程的管理。系統(tǒng)支持雙機架構(gòu)，提供高效和高可用性服務(wù)，以大型數(shù)據(jù)庫為設(shè)計基礎(chǔ)，便于大量實時數(shù)據(jù)的存儲、比對、運作，產(chǎn)生各類統(tǒng)計分析報表，及基于Web 應(yīng)用，提供標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的瀏覽查詢和遠(yuǎn)程資料索取。

由圖3－3 可見，各功能站通過局域網(wǎng)對系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行交互操作，同時其 他各查詢終端也通過局域網(wǎng)查詢服務(wù)器處理后提供的數(shù)據(jù)、報表和圖形。在企業(yè)外部，通過Internet 可以連接到服務(wù)器，在設(shè)定的權(quán)限內(nèi)對系統(tǒng)進(jìn)行信息發(fā)布 
或讀取操作。公司內(nèi)部管理和外部相關(guān)業(yè)務(wù)單位通過本系統(tǒng)聯(lián)系形成了一個緊密的整體，做到實時信息共享，使業(yè)務(wù)流程變得有序而高效。 

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圖3－3 系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)圖 

1) 生產(chǎn)過程建模（CONFIG） 
“生產(chǎn)過程建模”主要用于對各種產(chǎn)品的生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)定，它通過模擬生產(chǎn)的實際情況，來描述產(chǎn)品的加工工藝、路線，定義產(chǎn)品的物料信息及缺陷信息，描述加工機器的生產(chǎn)能力與加工方式等重要信息，并進(jìn)而提供了后續(xù)跟蹤行為的基礎(chǔ)架構(gòu)和系統(tǒng)配置，建立生產(chǎn)業(yè)務(wù)模型，同時也定義了數(shù)據(jù)庫存儲細(xì)節(jié)。 

當(dāng)然，“生產(chǎn)過程建模”模塊還可依客戶需要，增加設(shè)定。 
> 描述產(chǎn)品的加工工藝 
> 描述加工機器的加工方式 
> 設(shè)定產(chǎn)品的生產(chǎn)線別、生產(chǎn)區(qū)段、生產(chǎn)群組、生產(chǎn)站別等設(shè)置 
> 設(shè)定生產(chǎn)時段（定義時間編排格式） 
> 預(yù)期處產(chǎn)出目標(biāo)（或描述加工機器的生產(chǎn)能力） 
> 生產(chǎn)流程設(shè)定，彈性設(shè)定產(chǎn)品生產(chǎn)路線流程(Routing Control) 
> 工作指令（Work Order）管理，彈性設(shè)定各工作站作業(yè)模式(如組裝模式、測試模式等) 
> 定義/修改產(chǎn)品的不良（或缺陷）現(xiàn)象表(Error Code) 
> 定義/修改產(chǎn)品的不良（或缺陷）原因表(Reason Code) 
> 設(shè)定產(chǎn)品的物料數(shù)據(jù)信息 
> 重要零部件（Key Parts）設(shè)置，設(shè)定修改主零件需求表(Key Parts BOM) 
> 客戶管理，設(shè)定客戶名稱 
> 供應(yīng)商管理，可設(shè)定供應(yīng)商資料 
> 用戶權(quán)限設(shè)定和員工管理 
> 標(biāo)準(zhǔn)信息代碼管理：主要針對電子標(biāo)簽代碼管理，制訂產(chǎn)品、物料、在制品等的識別碼格式。主要根據(jù)企業(yè)規(guī)則和行業(yè)規(guī)則確定產(chǎn)品識別碼的編碼規(guī)則，保證產(chǎn)品規(guī)則化和惟一標(biāo)識。 
> 數(shù)據(jù)設(shè)置（數(shù)據(jù)庫存儲細(xì)節(jié)） 

2) 生產(chǎn)計劃及生產(chǎn)管理 
在本模塊中，將作業(yè)計劃與生產(chǎn)管理結(jié)合在一起，以體現(xiàn)計劃與管理的一體效應(yīng)和及時的比對，具體包括以下內(nèi)容： 

日計劃的自動生成 
采用獨立的日計劃生成服務(wù)程序，直接通過局域網(wǎng)與終端上位機通訊，可減少查詢和傳送終端數(shù)據(jù)時訪問數(shù)據(jù)庫的頻率，大大減輕了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。 

生產(chǎn)計劃管理 
車間作業(yè)計劃管理模塊首先利用ERP 接口構(gòu)件，獲得廠部或ERP 等管理系統(tǒng)傳下的生產(chǎn)計劃的要求，然后調(diào)用調(diào)度策略構(gòu)件，結(jié)合生產(chǎn)作業(yè)所需使用的資源，包括設(shè)備、人員、物料、歷史記錄等，在短時間之內(nèi)對 車間生產(chǎn)情況進(jìn)行預(yù)測(如各工單每周生產(chǎn)現(xiàn)況之掌握)，編制車間作業(yè)計劃，確保資源分配符合計劃調(diào)度最佳化的目標(biāo)。車間作業(yè)計劃直接下達(dá)到各車間、倉庫等生產(chǎn)單元，指導(dǎo)具體的生產(chǎn)作業(yè)，達(dá)到BTO 生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。  同時提供實時生產(chǎn)情況的查詢連接，便于及時調(diào)整計劃。 

資源分配和狀態(tài)管理：指導(dǎo)勞動者，機器，工具和物料如何協(xié)調(diào)的進(jìn)行生產(chǎn)，并跟蹤其現(xiàn)在的工作狀態(tài)和剛剛完工情況 
工序詳細(xì)調(diào)度：用于生產(chǎn)計劃的調(diào)度和實施 
生產(chǎn)單元分配：用于生產(chǎn)計劃的調(diào)度和實施 
人力資源管理：提供按分鐘級更新的員工狀態(tài)信息數(shù)據(jù)（工時， 出勤等），基于人員資歷，工作模式，業(yè)務(wù)需求的變化來指導(dǎo)人員的工作 
例外管理：用于計劃時的一些特殊設(shè)定 

根據(jù)訂單情況編排生產(chǎn)計劃并進(jìn)行設(shè)定，上線、修改、關(guān)閉和刪除計劃 
根據(jù)編碼規(guī)則生成產(chǎn)品序列號；根據(jù)訂單及BOM，編制數(shù)據(jù)單給倉庫揀料系統(tǒng)，產(chǎn)生發(fā)料單 
根據(jù)編碼規(guī)則編制產(chǎn)品部件的批號和序列號，便于跟蹤生產(chǎn)管理模塊產(chǎn)品進(jìn)入生產(chǎn)流程之后，即開始涉及生產(chǎn)管理，生產(chǎn)管理模塊提供實時生產(chǎn)情況的查詢，便于及時調(diào)整計劃。  
查看全廠各生產(chǎn)線的系統(tǒng)布局，并對各站實時監(jiān)控 
根據(jù)產(chǎn)品型號（Model）查詢各生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況 
根據(jù)計劃或工作指令（Work Order）查詢計劃、指令的生產(chǎn)（投入、產(chǎn)出、延遲及完成）情況。 
各測試站的測試結(jié)果及產(chǎn)品主要不良狀況統(tǒng)計分析 
查詢車間現(xiàn)場的產(chǎn)品庫存情況 
查詢生產(chǎn)在線機臺的流程卡（Travel Card） 
查詢標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)報表以及EXCEL 輸出 
產(chǎn)能分析，依工作指令、日期設(shè)定作圖表示產(chǎn)能分析 

3) 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集 
現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集模塊依靠RFID DCS 和其它設(shè)備通信接口構(gòu)件和現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行信息交互，并運行由接口開發(fā)構(gòu)件組成的各個接口或鍵盤，給現(xiàn)場操作人員 
提供信息輸入接口，幫助系統(tǒng)擁有第一手信息，將所需的與生產(chǎn)制造相關(guān)信息通通收集在內(nèi)。 

數(shù)據(jù)輸入來源包括： 
RFID系統(tǒng) 
計算機條形碼（Bar Code）掃瞄器 
人事系統(tǒng)（工作時間和出缺席率） 
質(zhì)量檢驗系統(tǒng) 
測試系統(tǒng) 
機器和制程的監(jiān)控系統(tǒng) 
其它的計算機系統(tǒng) 
人員輸入 
產(chǎn)品在各工作站的生產(chǎn)信息日志文件 

4) 物料跟蹤查詢 
所謂物料，包括零部件、外協(xié)件、替換件以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊、角、余料和廢料等生產(chǎn)材料，物料的追蹤查詢主要實現(xiàn)對物料的個體/批次在生產(chǎn)在線推移、傳遞、消耗、轉(zhuǎn)化等信息的采集、記錄、跟蹤、整理、分析和共享等信息管理功能。
 
加快揀料速度，提高物料的利用率和生產(chǎn)效率； 
有助于物料的規(guī)范化管理，杜絕物料的雜亂狀況； 
便于物料跟蹤管理和統(tǒng)計，有助于做到合理的物料庫存準(zhǔn)備，有效地降低庫存成本，縮短企業(yè)資金的占用時間； 
有利于物料質(zhì)量檢驗檔案的建立，與采購訂單掛鉤建立對供貨商的評價體系，提高對供貨商供貨的質(zhì)量監(jiān)控； 
人員培訓(xùn)容易且標(biāo)準(zhǔn)化；  
減少/消除紙張作業(yè)。
 
5) 在制品跟蹤查詢（WIP） 
提供對生產(chǎn)在線正在制造產(chǎn)品狀況的跟蹤查詢。通過該模塊，管理人員可以迅速及時地了解生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，實時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。后臺連接至相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，可以顯示相關(guān)時段相應(yīng)工單的基本信息、棧板信息、產(chǎn)品分布狀況、流程及維修狀況、詳細(xì)部件信息等。有了WIP 就可以隨時隨地了解產(chǎn)品在生產(chǎn)在線的位置和具體情況，防止故障堆積，幫助降低在制品數(shù)量。 

設(shè)置自動刷新及刷新時間間隔 
查詢生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀況、各產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況 
查詢工段、群組狀態(tài) 
查詢各產(chǎn)品主關(guān)件裝配情況 

6) 產(chǎn)品生命周期檔案 
了解單件產(chǎn)品的整個生命周期在很多情況下非常有用，產(chǎn)品追蹤是制造管理軟件必備的功能之一。它除了滿足品質(zhì)保證、統(tǒng)計分析、存貨管理等的要求之外，還可讓使用者回溯至任何一個生產(chǎn)步驟、任何一筆加工資料，即使是特別處理的加工手續(xù)也不例外。 

7) 質(zhì)量及績效分析查詢 
QC：質(zhì)量管理（Quality Control）：顯示在線檢驗的檢驗率產(chǎn)品合格率；顯示檢驗的產(chǎn)品總數(shù)，即顯示產(chǎn)量、質(zhì)量等信息；按機型等參數(shù)對檢驗結(jié)果查詢不良現(xiàn)象。 
QA：質(zhì)量保證（Quality Assurance）：采用抽檢的方法，對以批為單位的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗，若不良率高于標(biāo)準(zhǔn)，則QA有權(quán)整批退貨，QA必須確定產(chǎn)品質(zhì)量符合客戶要求后才可運出。 
QM：質(zhì)量管理：提供全面的生產(chǎn)質(zhì)量信息查詢，分析及統(tǒng)計產(chǎn)品合格率、返修率和直通率等反映系統(tǒng)總體性能和效率的參數(shù)，實時反應(yīng)車間質(zhì)量狀況。 
SPC：統(tǒng)計制程控制（Statistics Process Control）：質(zhì)量統(tǒng)計控制(SPC)是質(zhì)量管理的高級功能，它從生產(chǎn)過程中收集質(zhì)量數(shù)據(jù)，應(yīng)用統(tǒng)計分析技術(shù)，科學(xué)地區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機波動與異常波動，從而對生產(chǎn)過程的異常趨勢提出預(yù)警，以便管理人員及時采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達(dá)到提高和控制質(zhì)量的目的。 
IQT：原材料質(zhì)量跟蹤（Incoming Quality Tracking）：負(fù)責(zé)原材料的質(zhì)量跟蹤，并與供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）連接，記錄進(jìn)料檢驗信息和供貨商供貨質(zhì)量統(tǒng)計分析，為進(jìn)料選擇和控制做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工作。這樣一旦某一批產(chǎn)品因為原料的緣故發(fā)生質(zhì)量問題，可以迅速追溯或索賠。 

8) 網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 
網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模塊運用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)、WEB 技術(shù)、.NET 技術(shù)、中間件技術(shù)和可擴展的程序結(jié)構(gòu)，提供一個安全的架構(gòu)、普通的導(dǎo)航方法和友好的圖形用戶接口（GUI）來獲取由系統(tǒng)轉(zhuǎn)換生成的窗口、報告、文件、報警、歷史和實時信息，為公司內(nèi)部、客戶和外部供應(yīng)鏈提供簡便的信息途徑，同時采用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器作為客戶端接口，減少系統(tǒng)安裝和維護(hù)的成本。 

權(quán)限管理功能，便于管制使用者所能使用的功能范圍 
在Internet上實現(xiàn)BTO(Build to Order)按定單生產(chǎn) 
OEM 客戶可隨時了解委托產(chǎn)品的生產(chǎn)與質(zhì)量情況 
外部授權(quán)的維修部門可及時查詢所維修產(chǎn)品的生產(chǎn)記錄 
總部可了解、管理各地分廠的生產(chǎn)及質(zhì)量狀況 
管理人員出差在外也能通過Internet 隨時掌握工廠的情況 

4. RFID 在制造業(yè)MES 應(yīng)用實施效果 
在南方某配件制造有限責(zé)任公司實施的RFID MES 系統(tǒng)（如圖4－1），加快了新產(chǎn)品的開發(fā)速度，改善了物流管理，提高了市場應(yīng)變能力，使交付率不足等問題得到了根本的改善，大大降低了生產(chǎn)成本，所取得的經(jīng)濟效益（具體數(shù)據(jù)如表4－2 所示）如下： 
> 改善物流管理，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)管理成本。加工過程數(shù)據(jù)信息化后，改善了生產(chǎn)過程的物流管理，各種產(chǎn)品的加工狀態(tài)，產(chǎn)品質(zhì)量情況和每個訂單的完成情況都能實時反映，方便了一線指揮員和經(jīng)營管理者的調(diào)控。工序間物流更加順暢，生產(chǎn)效率提高10%以上；同時，節(jié)約廠房和設(shè)備的投資；系統(tǒng)應(yīng)用還可以減少管理人員，降低勞動力成本。 
> 生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量實時監(jiān)控，降低廢品率。對生產(chǎn)過程及生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)控，有利于降低廢品率。 
> 明確質(zhì)量責(zé)任。 
實現(xiàn)全程質(zhì)量追蹤，明確質(zhì)量責(zé)任，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高顧客滿意度。 
>克服混料等產(chǎn)品混亂現(xiàn)象，克服跨工序加工、漏工序加工、遺留尾數(shù)等加工混亂情況。 信息化項目的實施，將從根本上杜絕在“多品種，小批量”生產(chǎn)過程中難以克服的混料等產(chǎn)品混亂現(xiàn)象，杜絕跨工序加工、漏工序加工、遺留尾數(shù)、產(chǎn)品流失等混亂情況。 
> 實現(xiàn)合理安排生產(chǎn)計劃，成品及時交貨。 系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)計劃到位，制造及時，并實現(xiàn)在制品的管理跟蹤和設(shè)備信息、工作參數(shù)與生產(chǎn)情況的數(shù)據(jù)采集實時監(jiān)控，便于調(diào)整生產(chǎn)計劃， 保證供貨，同時有利于生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的事后分析和安排生產(chǎn)計劃的事前控制。 
> 實現(xiàn)工藝無紙化，減少認(rèn)為錯誤。生產(chǎn)終端直接獲取工藝可以避免分發(fā)工藝文件出現(xiàn)的人為錯誤，從而避免錯工藝生產(chǎn)。 
> 實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的實時采集，量檢具管理更方便。系統(tǒng)可以通過數(shù)字量檢具與終端的相連獲取實時的檢測數(shù)據(jù)；并可以通過終端廣播方式使量檢具管理更方便。 
> 加快新產(chǎn)品開發(fā)速度。結(jié)合CAD/CAPP的廣泛應(yīng)用，縮短了生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備時間，加快了新產(chǎn)品開發(fā)速度。 
> 解決ERP軟件無法與車間現(xiàn)場制造相連的問題，為ERP提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。企業(yè)信息化的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)采集的實時與準(zhǔn)確與否，該項目的應(yīng)用從根本上解決了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集問題。 
> 提高市場應(yīng)變能力。 通過生產(chǎn)、經(jīng)營各個環(huán)節(jié)的信息集成，支持了技術(shù)的集成，進(jìn)而由技術(shù)的集成進(jìn)入技術(shù)、經(jīng)營管理和人、組織的集成，最后達(dá)到物流、信息 流、資金流的集成并優(yōu)化運行，從而提高了企業(yè)的市場競爭能力和應(yīng)變能力。 
> 節(jié)能降耗，更加環(huán)保。 RFID技術(shù)在工業(yè)流程自動化的應(yīng)用實施，提高了企業(yè)的過程速度和生產(chǎn)效率效益，同時也提高了邊際效益，節(jié)約了能源和原材料，從這個角度來說，系統(tǒng)也間接地降低了制造企業(yè)對環(huán)境和自然資源的破壞和影響；同時系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了公司“工藝無紙化”管理，大大降低紙張的使用，取得了較大的環(huán)保效益。 

改善的項目 改善效果 
縮短制造周期時間 5～12% 
降低或消除數(shù)據(jù)進(jìn)入的時間 ≥30% 
減少半成品（WIP） 9～18% 
降低或排除轉(zhuǎn)換間的文書工作 32～57% 
縮短前置時間 15～22% 
改善產(chǎn)品質(zhì)量（減少缺點） 6～12% 
排除書面與藍(lán)圖作業(yè)的浪費 ≥45% 
表6-2 RFID MES 經(jīng)濟指標(biāo)表