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一、RFID系統(tǒng)簡(jiǎn)介 

RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)。RFID的應(yīng)用系統(tǒng)具有非接觸，工作距離遠(yuǎn)，精度高，信息收集處理自動(dòng)快捷及環(huán)境適應(yīng)性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，不僅能取代傳統(tǒng)的手工錄入方式，大大提升企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率，其先進(jìn)的自動(dòng)識(shí)別功能，能輕易地實(shí)現(xiàn)原先人工難以完成的任務(wù)，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力提供有力的支持。

電子標(biāo)簽中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別物體的表面。讀寫器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。通常讀寫器與計(jì)算機(jī)相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行下一步處理。RFID信息處理系統(tǒng)（即后臺(tái)應(yīng)用支撐軟件）整合由讀寫器收集到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

二、現(xiàn)狀與需求分析 

1.現(xiàn)狀分析

公司客車廠分焊裝、涂裝、總裝、完檢4個(gè)車間，車間面積約15000平方米。 目前，生產(chǎn)線信息的采集采用人工采集、手工輸入的方式。 人工采集、手工輸入的方式準(zhǔn)確性不足，存在一定的錯(cuò)誤率。 手工輸入只能定時(shí)進(jìn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃按周計(jì)劃、月計(jì)劃提交，不能精確到每天的數(shù)量。 

系統(tǒng)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)更新，滯后情況嚴(yán)重，不利于生產(chǎn)流的順利進(jìn)行，制約了產(chǎn)能的進(jìn)一步提高。

2.需求分析 

根據(jù)以上現(xiàn)狀分析，我公司提出以下RFID解決方案： 

用1000個(gè)耐高溫、防腐蝕RFID抗金屬標(biāo)簽（做成可循環(huán)利用的形式）對(duì)各車間生產(chǎn)線上的車輛進(jìn)行一對(duì)一的標(biāo)識(shí)管理。 執(zhí)行每批生產(chǎn)任務(wù)之前需在生產(chǎn)線管理系統(tǒng)中利用電子標(biāo)簽發(fā)卡器對(duì)各標(biāo)簽的信息進(jìn)行初始化，標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的信息應(yīng)包括：生產(chǎn)線編碼、產(chǎn)品編碼、訂單號(hào)、狀態(tài)位置、計(jì)劃號(hào)、產(chǎn)品順序號(hào)、VIN信息等。 

標(biāo)簽使用鉚釘或其他方式固定于生產(chǎn)線上的車輛上，在車輛經(jīng)過(guò)完檢工序后，將標(biāo)簽取下便于下次重復(fù)使用。

在焊裝車間的焊接上線點(diǎn)、外蒙上線點(diǎn)、焊接下線點(diǎn)分別設(shè)置一臺(tái)超高頻RFID讀寫器，用于對(duì)進(jìn)入焊裝車間生產(chǎn)線的車輛進(jìn)行信息采集，并將信息通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)回傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)。

在涂裝車間的涂裝上線點(diǎn)、涂裝下線點(diǎn)分別設(shè)置一臺(tái)超高頻RFID讀寫器，用于對(duì)進(jìn)入涂裝車間生產(chǎn)線的車輛進(jìn)行信息采集，并將信息通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)。 

在總裝車間的總裝上線點(diǎn)、總裝下線點(diǎn)、交檢點(diǎn)分別設(shè)置一臺(tái)超高頻RFID讀寫器，用于對(duì)進(jìn)入涂裝車間生產(chǎn)線的車輛進(jìn)行信息采集，并將信息通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)。 

在完檢車間的合格點(diǎn)設(shè)置一臺(tái)超高頻RFID讀寫器，用于對(duì)進(jìn)入完檢車間的車輛進(jìn)行信息采集，并將信息通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)回傳至后臺(tái)管理系統(tǒng)。RFID生產(chǎn)管理系統(tǒng)需與現(xiàn)有ERP系統(tǒng)進(jìn)行接口。 

三、系統(tǒng)組成與原理 

1.系統(tǒng)組成 

RFID生產(chǎn)線管理系統(tǒng)（MES）主要由基礎(chǔ)硬件網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、硬件接口平臺(tái)、管理軟件平臺(tái)、ERP系統(tǒng)接口平臺(tái)等組成，如圖1所示。 

圖1 RFID生產(chǎn)線管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

基礎(chǔ)硬件網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：現(xiàn)場(chǎng)信息采集點(diǎn)讀寫器設(shè)備及其與后臺(tái)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。 

硬件接口平臺(tái)：MES軟件中負(fù)責(zé)硬件控制管理、硬件數(shù)據(jù)采集的部分。 

管理軟件平臺(tái)：MES軟件中負(fù)責(zé)所有與生產(chǎn)執(zhí)行管理相關(guān)的業(yè)務(wù)處理，是MES系統(tǒng)的核心部分。 

ERP系統(tǒng)接口平臺(tái)：MES軟件中負(fù)責(zé)與ERP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的部分。 

2.系統(tǒng)原理

如圖2所示，在焊裝車間的焊接上線點(diǎn)、外蒙上線點(diǎn)、焊接下線點(diǎn)，涂裝車間的涂裝上線點(diǎn)、涂裝下線點(diǎn)，總裝車間的總裝上線點(diǎn)、總裝下線點(diǎn)、交檢點(diǎn)，完檢車間的合格點(diǎn)分別設(shè)置一臺(tái)超高頻RFID讀寫器，用于對(duì)生產(chǎn)線上的車輛信息進(jìn)行自動(dòng)采集。 

圖2 RFID生產(chǎn)線管理系統(tǒng)原理示意圖

當(dāng)貼附有電子標(biāo)簽的汽車經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線信息采集點(diǎn)時(shí)，讀寫器自動(dòng)采集到該汽車電子標(biāo)簽的信息，并將該信息實(shí)時(shí)傳送至后臺(tái)管理系統(tǒng)中。后臺(tái)管理系統(tǒng)根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行各種管理。 

四、系統(tǒng)功能 

1.生產(chǎn)管理 

根據(jù)生產(chǎn)訂單安排投產(chǎn)計(jì)劃，包括生產(chǎn)訂單導(dǎo)入、訂單統(tǒng)計(jì)和狀況信息拋轉(zhuǎn)、生產(chǎn)任務(wù)分解，任務(wù)自動(dòng)指派等 ；根據(jù)投產(chǎn)計(jì)劃制作、發(fā)放電子標(biāo)簽 ；各車間生產(chǎn)線采集點(diǎn)車輛數(shù)據(jù)采集，采集得到的數(shù)據(jù)包括：生產(chǎn)線編碼、產(chǎn)品編碼、訂單號(hào)、狀態(tài)位置、計(jì)劃號(hào)、產(chǎn)品順序號(hào)、VIN信息等 ；采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至后臺(tái)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中所有操作信息都能由系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄下來(lái)。

2.統(tǒng)計(jì)分析 

通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)分析、數(shù)據(jù)挖掘等方法，得到企業(yè)所需要的各種數(shù)據(jù)：產(chǎn)線即時(shí)產(chǎn)量、工序產(chǎn)出率、設(shè)備和人員的作業(yè)狀況等，自動(dòng)產(chǎn)生柏拉圖、直方圖、Xbar圖等各類質(zhì)量報(bào)表、圖表和報(bào)告，并反饋到在線系統(tǒng)進(jìn)行性能分析和提高，具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的報(bào)表和查詢功能，為高層管理人員的決策提供支持。 

3.系統(tǒng)管理 

系統(tǒng)的備份和恢復(fù)機(jī)制；系統(tǒng)操作日志；操作人員權(quán)限設(shè)置；采集終端配置與控制；ERP系統(tǒng)接口規(guī)則；數(shù)據(jù)初始化。

4.數(shù)據(jù)接口 

從現(xiàn)有ERP系統(tǒng)中獲取工程數(shù)據(jù)，為MES系統(tǒng)提供WIP信息 ，為現(xiàn)有ERP系統(tǒng)提供所需數(shù)據(jù)。

五、操作流程 

圖3 操作流程圖