制造企業為了保持生產的高效、準確，對生產過程的自動化程度提出了更高要求，如果沒有一個高度組織的、集成的控制系統是很難完成這樣復雜的任務的。RFID識別系統無疑是最具競爭力的產品，利用現代化RFID技術，可以實現生產一種產品的多種變形或是最小批量為1的不同產品的生產。在整個生產過程中，RFID技術可以實現對原材料、零部件、半成品以及最終成品在整個生產過程中的識別與跟蹤，降低人工識別的成本和出錯率，尤其在采用了JIT生產的流水線上，原材料和零部件必須準時送達到工位上。運用了RFID技術后，企業就能夠通過識別RFID電子標簽來快速準確地從種類繁多的商品庫存中，找出適當工位所需的適當的原材料和零部件，并結合運輸系統及傳輸設備，實現物料的轉移，確保流水線均衡協調生產。

1 RFID在制造業中的需求分析

制造業生產線幾乎每月都要損耗大量物料，并且生產結果與預期因為有誤差而影響交貨的情況時有發生，生產線也往往因人為原因造成種種誤差。將RFID標簽貼在生產物料或產品上，可自動記錄產品的數量、規格、質量、時間、負責人等生產信息，代替傳統的手工記錄;生產主管通過讀寫器隨時讀取產品信息;其他相關人員能及時掌握生產狀況并根據情況調整生產安排;采購、生產、倉儲信息一致并能實時監控;物料和產品離開倉庫前系統都將自動記錄出入庫信息，并能實時追蹤物品所在地。

RFID電子標簽作為生產數據移動的載體，它在生產線上的流動，實現了生產過程中工人、工序、工件、工時的實時精確統計，從而達到實時控制生產過程，便于質量管理和追溯的目的。RFID技術的應用將有利于企業實現實時、透明、可視的供應鏈管理。

2 RFID在制造業中韻應用特點

2.1 數據實時共享

在制造企業生產過程中，生產線及時準確地反饋信息是十分重要的。以往只能一邊生產一邊手工記錄故障，生產完成后統計匯總這些來源于各道工序的信息，費時費力，且有時不能做到非常精確。在生產線各道工序安裝RFID識讀設備，并在產品或托盤上放置可反復讀寫的RFID電子標簽。這樣，當產品通過這些節點時，RFID讀寫設備即可讀取到產品或托盤上標簽內的信息，并將這些信息實時反饋到后臺的管理系統中，管理者就可及時了解生產線工作狀況了。

2.2 標準化的生產控制

RFID系統可提供不斷更新的實時數據流，與制造執行系統互補，RFID提供的信息可用來保證正確使用機器設備、工具和零部件等，從而實現無紙化信息傳遞并減少停工待料時間。更進一步，當原材料、零部件和裝配件通過生產線時，可以進行實時控制、修改甚至重組生產過程，以保證生產的可靠性和高質量。

2.3 質量跟蹤和追溯

在實施RFID系統的生產線上，產品質量是由分布在若干處的一些測試崗位來檢測的。在生產結束時或產品驗收前必須能用該工件所有先前收集到的數據明確地表達其質量。利用RFID電子標簽可以很方便地做到這一點，因為在整個生產過程中所取得的質量數據已經隨產品走下生產線。

3 RFID在生產流水線上的應用原理

目前基于條形碼的生產管理系統使各種質量分析和控制得以方便地實現，而條形碼技術有其優點，也有其明顯的缺點，如易被污染、易被折損、掃描距離近等，批量識讀效率不高，無法滿足快速高效的需求。利用RFID電子標簽、條形碼、傳感器采集生產線現場的實時數據，把讀到的數據通過網絡（有線或無線）傳給上位設備（控制器或計算機）然而要管理松散的傳感器就需要一種全新的、可以自動發現并組織網絡的管理機制。采用的方法是部署RFID讀寫器，同時建立讀寫器網絡連接，解決讀寫器網絡的規劃、優化和控制問題。物品上的RFID標簽，配合連成網絡的RFID讀寫器，每一次識別就意味著對物品的一次追蹤。

具體的工作過程為：流水線上一個產品的加工流程分為若干道基本工序，每個加工單元（或工人）只完成其中的一道工序，在加工過程中只重復地完成一個簡單操作;生產加工過程中的所有單元通過一條主導軌相連，如圖1所示。被加工的產品在該導軌上傳遞，形成生產流水線。同時，主導軌在各加工單元處分支出一條支導軌，供物料或產品進出加工單元。物料自動傳遞至各工作單元，即通過安裝在主導軌上的RFlD掃描器，檢測物料上的電子標簽來識別物料，并根據預設的物料工序路徑控制物料自動送至正確的工作單元進行加工。

圖1 加工生產線工作流程

由于企業產品的生產大多依據訂單進行投產，并且每單型號都有差異，因此自動化的物料流跟蹤是順利生產的重要前提條件。對于每道生產工序，必須要對產品型號進行明確識別，以避免物料配置出差錯。在每個加工崗位上對電子標簽中的產品數據進行修改，所產生的數據流可以在各個加工崗位之間建立起一個共享的信息平臺，它減輕了控制系統的負擔。特別是在生產及加工過程變得越來越快的背景下，信息隨產品傳遞并且能夠及時使用就成了加快生產過程的決定因素。

4 應用系統架構

由RFID在生產線上的部署可以看出，RFID讀寫器中采集的各種信息通過網絡傳輸到生產線控制室計算機上，將分散于現場的數據集中起來存儲到數據庫中，經過進一步加工處理，將標簽與產品信息進行綁定，實現信息與服務的緊密結合，構成基于RFID的生產管理系統。系統的總體架構如圖2所示。RFID應用系統提供多種應用和服務，包括：生產線狀況監控、員工行為監控、生產管理、質量管理與追蹤、物料管理、作業調度、現場操作指導、生產數據實時上傳等。

RFID應用系統采用分散控制集中管理的開放式體系架構，即對每條生產線采用分散控制，而對企業總體生產管理則進行集中管理，從而將分散的控制系統、生產調度系統和管理決策系統有機集成起來。

圖2 生產線上RFID應用系統架構

作為企業級應用，系統包括RFID應用服務業計劃，可以控制物料行徑、優先級調度、生產同步器、企業應用服務器、數據處理器、RFID中間件、等。系統設置的控制器會按生產節拍觸發閱讀器RFID讀寫設備、生產線監控設備等。企業應用讀取裝配線上的產品型號信息，通過RFID閱讀器服務器支持企業OA/MES/ERP/SCM/CRM等信對標簽的識讀，實現對現場作業信息（包括裝配信息系統的運行;數據處理器實現條形碼、RFID數息和質量檢驗信息）的錄入，并把相關信息輸入到據、過程事件、產品信息的管理;RFID中間件提供服務器上的數據庫，同時在每個工位的屏幕上實時與RFID讀寫器、傳感器的連接;生產線監控設備動態顯示裝配線上的產品信息、選裝、零部件配置負責存儲和管理生產過程中各種時態數據。電子等信息，現場操作人員不僅可以直觀地了解當前該標簽關聯在生產線所生產的產品上，隨著生產作業工位應該做什么事，還可以實時地向物料部門發布過程的進行，可隨時更新電子標簽內的數據。在數需求信息，以便所需配件及時送到所需工位。據庫系統的支持下，還可以在線或離線地查詢生產c.生產查詢管理。過程中產生的歷史數據，為事后的追蹤和統計分析該模塊主要為企業管理人員提供及時的生產提供強大的支持手段。線工作狀況，采用圖表、直方圖或餅圖等方式進行

5 實現的系統功能

根據對系統總體設計的要求，整個RFID應用系統包括系統管理、生產作業管理、生產查詢管理、資源管理、生產監控管理和數據接口。各主要模塊功能如下：

a.系統管理。

系統管理模塊可以定義某型號家電產品生產特性及物流管理信息系統用戶，執行功能的權限及用戶使用功能的授權，完成數據的備份作業，并對各子系統公用的基礎數據進行維護，如工序（位）、工人、車間等信息，這些基礎數據是進行上線設置和運行調度的功能基礎。

b.生產作業管理。

該模塊滾動接受主生產計劃，自動生成車間作直觀的反映，為管理者提供決策依據。查詢功能可以查詢到每個工位的操作信息，如裝配的具體時間、物料需求信息、員工操作結果、質量狀況等，還可以追溯生產歷史，從而定位殘次品產生的環節和原因。

c.資源管理。

該模塊主要對生產線所需的一些設備進行管理，提供給用戶當前各設備的工作狀態，及時了解現有設備的實際使用情況，以便為安排生產或者設備維護提供參考依據，可以根據生產設備的負荷情況制定生產線日、周、月的生產計劃，保證生產的正常進行。

e.生產監控管理。

該模塊主要提供信息給一般用戶、企業管理人員、領導等需及時了解生產進度情況的人員。它主要包括訂單執行情況的實時監控、工序生產的實時監控、工位（臺）生產的實時檢測。這些實時監測功能為用戶提供了整體或局部的生產執行信息，以便用戶及時根據實際情況調整生產計劃。

f.數據接口。

該模塊提供與車間電氣控制設備、IVIES、ERP、SCM或其他車間管理信息系統的數據接口功能。

6 結束語

中國已成為全球最大的制造中心，中國制造業將成為全球最大的RFID應用市場。可以認為，RFID在中國的推廣與中國制造業的中心地位密切相關。為提高中國制造業信息化水平，以信息化帶動工業化，在企業原材料供貨、生產計劃管理、生產過程控制、精益制造等方面，使用RFID技術可以實現生產過程的實時數據采集可視化、準時化以及業務協同和產品信息可追溯。借助RFID公共服務，將RFID系統與自動化系統、企業信息系統無縫集成，構建面向供應鏈的RFID架構體系，從而實現供應鏈上的產品信息共享。

責任編輯：Ct