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

作者:北京聯(lián)信永益科技有限公司
日期:2007-04-09 18:11:18
摘要: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。
關(guān)鍵詞:制造業(yè)MES物料

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