RFID生产线管理系统，MES生产线RFID实时数据采集系统

RFID生产线管理系统是深圳市玖坤信息技术有限公司面向生产制造执行MES系统及企ERP系统中的础数据采集需求而开发出来的适用于电子电器、机械制造等行的RFID无线射频识别系统。通过RFID实时数据采集系统能够实时的获取生产过程中有关“工人、工序、工件、工时等”信息，这些动态实时数据是MES系统、ERP 系统实施的重要础，帮助制造企精确统计耗费的原料和人工，有利于成本核算，加工进度的可视化，为产品问题的跟踪和追溯提供精确依据。

章 系统简介

1．1 项目背景

在传统的制造企中，管理主要集中在产品管理、管理、仓库管理、移动资产管理、现场人员管理、车队管理等。通常，生产线信息的采集采用人工采集、手工输入的方式。人工采集、手工输入的方式准确性不足，存在一定的错误率。手工输入只能定时进行，导致生产计划按周计划、月计划提交，不能精确到日。系统中生产数据无法实时更新，滞后情况严重，不利于生产流的顺利进行，制约了产能的进一步提高。同时制造企大部分职能部门大多数使用纸和笔，这使得制造企的大部分职能部门面对着大的数据错误，降低了生产力。

企早已意识到这些问题的存在，并想尽办法尝试解决。在我国，部分生产型企采用条码识别的办法来解决人工录入数据，但条码识别还是带来一系列问题：

u  工人的效率不同，容易引起小组的分工不均匀；

u  生产异常、生产线瓶颈问题无法实时发现；

u  劳动效率低下，实际工作时间利用率不高；

u  条码标签一旦印刷不清晰、有折叠的痕迹等问题时，条码便很难识别；

u  无法实时追踪，管理层难以根据工作状态进行工作安排，如果工作过程某个工序出现问题，要排除的话也必须等到下；

u  条码数据采集需要门安排人员队伍进行操作，按 1000 人的工厂计算，三个统计员工的工资大约￥4500 元，一年￥54000 元，劳动成本开销大；

u  每个月产纸张的消耗、打印机的消耗都是一笔庞大的、看不到的账本。按 1000 人的工厂计算，每个月打印机维护及纸张耗材纸￥8000 元，一年￥96000 元。

在生产制造行中，相对目前被广泛使用的条码技术而言 ,RFID 标签具有本上的势，RFID标签的势包括 : 可无线远距离,可穿透性 ,可在高速移动的状态下 ,存储更多的数据,可在恶劣的环境下使用等。因此 ,RFID 技术不只是条码技术的简单替换,它在生产制造中的应用将改变企的生产经营方式。目前，RFID技术已经开始应用于生产制造行的供应链管理 、仓库管理 、物料管理等。

第二章RFID数据采集系统介绍

2．1 RFID的技术特点及势

RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。RFID的应用系统具有非接触，工作距离远，精度高，信息收集处理自动快捷及环境适应性好等一系列点，不仅能取代传统的手工录入方式，大大提升企的运营效率，更由于其的自动识别功能，能轻易地实现原先人工难以完成的任务，为提高企竞争势，增强企核心竞争力提供有力的支持。

2. 2 RFID系统组成介绍

本的RFID系统由以下三部分组成：

u  标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有的电子编码，附着在物体上标识目标对象； 

u  器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式； 

u  天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频。 

电子标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面。器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体悼的。通常器与计算机相连，所读取的标签信息被传送到计算机上进行下一步处理。RFID信息处理系统（即后台应用支撑软件）整合由器收集到的标签数据。系统如图2-1所示：

图2-1 RFID射频识别系统组成

2. 3 建立 RFID 系统对制造生产线的影响

生产型企引入RFID，把 RFID 和现有的制造信息系统如 MES、ERP 等系统相结合，建立生产线实时管理体制，更化、更合理利用资源，提高产能、提高资产利用率以及更高层次的控制和各种在线测为企创造更大的效益。

2.3.1对实时数据流的影响

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，以保可靠性和高。所有数据均通过无线方式被客户端电脑高速采集。

2.3.2对生产线实时监管的影响

有了实时数据流作为础，ERP 等管理系统可对这些大的数据进行挖掘，对生产进度、过程进行实时的有效的监管，找出生产瓶颈、解决生产问题，部署更高层次的控制和各种在线测。

2.3.3对生产线实际生产能力的影响

RFID 可提供精确的工序所需工时计算结果。ERP 软件可以通过 RFID 对每个工人每个工序、工时进行准确的评估，计算出每条生产线实际生产能力，企管理人员可使用这些数据对企务能力作出更准确的分析。

2.3.4对平衡生产线的影响

完成数据的挖掘、分析，企管理人员掌握车间生产能力、即时解决生产瓶颈、实时监管生产进度、通过监控改进生产工艺，RFID 都为企实现平衡生产线提供础，与企 ERP、SCM、MCS 等主流管理系统结合，让企内每一个员工都发挥出大作用，生产线有效工作时间提高15%，产出提高10%；供应链成本下降30%，库存下降25%；销售额提升10%。

图2-2 RFID生产线系统示意图

第三章 生产管理系统解决方案设计及实施原理

3．1系统总体设计目标

（1）RFID 生产线管理系统实现生产流水线的每个工序的生产状况以及在生产过程中的数据操作的准确化和系统化，建立产品生产控制跟踪，实现从原材料到半成品到产品的可监控可追溯，提升现场管理水平，提高成品下线合格率和生产效率，促进生产组织管理精细化，提高产品制造，降低制造资源消耗，提升企市场竞争力。

（2）方案采用无线通讯技术结合RFID射频识别技术，高速获取原始刷卡数据，简易的数据接入办法，可帮助企实时获得生产线信息以及工人效能，让客户随地了解订单生产进度、员工表现、车位状态、在制品数等各方面的综合信息，快速找到并解决生产减速环节、平衡各个生产线，使企对生产计划能胸有成竹、决胜千里。

3．2系统组成

　  RFID生产线管理系统（MES）主要由础硬件网络平台、硬件接口平台、管理软件平台、ERP系统接口平台等组成，如图3-1所示。

图3-1 RFID生产线管理系统组成

u  础硬件网络平台：现场信息采集点器设备及其与后台管理系统之间的数据传输网络。

u  硬件接口平台：MES软件中负责硬件控制管理、硬件数据采集的部分。 

u  管理软件平台：MES软件中负责所有与生产执行管理相关的务处理，是MES系统的核心部分。

u  ERP系统接口平台：MES软件中负责与ERP系统进行数据交换的部分。

3．3系统功能

本系统包括以下几部分功能：

3．3．1 生产管理

　　根据生产订单安排投产计划，包括生产订单导入、订单统计和状况信息抛转、生产任务分解，任务自动指派等

　　根据投产计划制作、发放电子标签

　　各车间生产线采集点车辆数据采集，采集得到的数据包括：生产线编码、产品编码、订单号、状态位置、计划号、产品顺序号、VIN信息等

　　采集到的现场数据实时传输至后台管理系统，实现生产过程中所有操作信息都能由系统实时记录下来

3．3．2 统计分析

　　通过数理统计和数学分析、数据挖掘等方法，得到企所需要的各种数据：产线即时产、工序产出率、设备和人员的作状况等　　自动产生柏拉图、直方图等各类报表、图表和报告，并反馈到在线系统进行性能分析和统计

　　具有现场数据的报表和查询功能，为高层管理人员的决策提供支持

3．3．3 系统管理

　　系统的备份和恢复机制

　　系统操作日志

　　操作人员权限设置

　　采集终端配置与控制

　　ERP系统接口规则

　　数据初始化

3．3．4 数据接口

　　从现有ERP系统中获取工程数据，为MES系统提供WIP信息

　　为现有ERP系统提供所需数据

3．4 操作流程

图3-2 RFID生产线管理系统流程

第四章 硬件设备参数介绍及配置清单

4．1  RFID相关设备性能参数