基于RFID的在制品定位跟踪系统案例

　　项目背景

　　随着物联网技术的兴起，国内制造业普遍认识到通过物联网等技术结合企业信息化MES等管理系统，通过物联网无线传感网络、RFID标签等技术手段，实现制造装配线生产过程的工序实时跟踪和数据采集，从而提高车间制造过程的可视化和可控化水平，增加企业生产效率。生产过程可视化和可控化是生产计划制定和产品按时交货的重要参考因素。实现生产制造管理的数字化、生产过程可视化和可控化所发挥出的重要作用，为企业带来了可观的经济效益。

　　现状分析

　　我国传统制造业由于普遍存在信息化基础薄弱、生产效益不高等问题，因此在制造业尤其是传统制造业实施信息化是当前迫切需要解决的任务。如何对车间级的生产信息进行采集与管理，以达到对生产进行“事前预测计划、事中分析控制、事后跟踪管理” 的效果成为制造业信息化的方向之一。

　　目前XX集团制衣厂的生产过程的监控还是通过管理人员到车间现场了解情况，然后对数据人工输入进行记录、统计形成车间报表，工作量大并且效率低，无法实时跟踪机器的实时工位、资产盘点效率低、数据不能共享。

　　主要存在以下问题：

　　- 机器数量太多，进出车间和仓库都是采用传统的手工记录，工作效率低

　　-各生产线之间经常互相借用机器时，没有记录，导致后续很难实时追踪机器的去向与所处位置

　　-当某种特殊产品需要用到某种特殊机器时，无法进行及时的找到相应的车并做好产前准备工作，从而影响到订单的及时交付

　　-工人操作的机器发生故障时，需要手工填写维修单并投递到维修箱中，维修人员拿到维修单后，还需话费大量时间寻找衣车的具体位置，导致维修效率低，影响到设备产能的运转

　　-维修人员无法快速记录维修的开始于结束时间，影响到公司对维修人员工作绩效的评估

　　- 由于机器的进出记录都是采用手工作业，无法统计机器设备的利用率情况

　　- 在年终年底盘点时，需花费大量的人力物力进行盘点，导致盘点的准确度差、盘点效率低

　　- 对车间的机器当前所在工位、工步等信息的跟踪无法做到全程、及时和自动化。

　　- 对各车衣的实作工时无法实时、精确掌握，制约计划排产的实效性，同时也无法开展价值工程。

　　- 由于非实时跟踪制衣加工与生产各环节，导致作业调度、线边物料配送的时效性差。同时也制约对装配物料的齐套性查验，进而影响仓库、配套厂家和供应链的生产配送效率，对JIT生产模式形成制约。

　　- 可追溯差，缺乏对整车的宗谱的跟踪与追溯，包括装配时间、操作工人、工时、装配零部件等信息，影响质量管控及售后服务效率和质量。

　　- 内部的ERP/MES系统无法与车衣进行数据共享

　　系统功能目标

　　本项目拟采取无线射频识别(RFID)技术来实现车衣的全过程实时跟踪和自动保修、缺料提醒、实时盘点。通过该项目的实施，可以达到以下目标：

　　- 机器全过程实时状态跟踪。在电子地图中准确了解机器的位置和状态信息。

　　- 实时记录并存储车缝机器的运动轨迹，并可以追溯相关历史资料。

　　- 准确记录维修的开始时间与维修结束时间，支持输入车缝机器的故障原因，从而更好的对车缝机器进行质量生命周期管理。

　　- 随地随地进行对车缝机器进行自动化盘点，降低车缝机器报损率，提高车缝机器利用率。

　　- 通过对不同车间、不同长线、不同类型的车缝机器进行分类管理，并在电子地图中直观的通过颜色进行识别，支持报表实时查询分类信息。

　　- 通过采用电子标签实时触发缺料、报修等申请。

　　- 通过采用读写器实时触发报工方法，减少报工时间和提高报工准确率。

　　- 通过对车缝机器生产过程的跟踪和实时监控，了解机器的加工和装配过程，减少异常处理时间，提高准时完工率和交货率。

　　- 对机器的宗谱(整车及其部件的历史加工/来源信息)进行跟踪管理，便于开展质量溯源。

　　- 与集团内部的MES和ERP系统进行集成，实现数据共享。

　　- 将采集到的生产过程信息与ERP、MES等业务系统集成，驱动物料管理、配送管理、生产调度、计划排程、质量管控、售后服务等业务模块高效高质运行。

　　- RFID采集设备能够适应现场复杂的工况环境与环境干扰。

　　预期效果

　　系统实施所达到的预期效果包括：

　　- 通过条RFID等自动识别和数据采集手段代替手工处理信息提高管理效率和增强企业的应变能力;

　　- 信息系统将向底层自动化扩展。通过RFID向系统输入大量底层实时数据，使得信息系统势必不断向底层自动化扩展，提高装配过程的灵活性;

　　- 弥合企业生产系统中计划与执行时间的间隙。应用RFID等自动识别和数据采集手段的信息系统能及时获取生产的实时数据，实现机器的全程自动跟踪，并通过网络信息传递通道将数据和应用无缝集成起来，为企业管理层提供决策支持，弥合了计划下达和生产执行之间的间隙，减少计划的盲目性;

　　- 安全库存和制造批量的观念发生变化。RFID在工厂和仓库中的应用将使得上游工序(或企业)的来料、下游工序(或企业)的需求完全透明，从而实现准时制(JIT)和批量定制(MC)生产方式。

　　本方案中，涉及的关键技术/产品和难点包括以下几个方面：

　　物联网集成管理平台：

　　快速定制，通过接口脚本适配各类行业应用系统;

　　支持主流RFID读写器产品，对上层提供Http,Soap,JMS等协议支撑，提供Web Service接口;

　　提供对RFID读写器的监控，配置和管理。 提供灵活扩展的框架，支持ALE规范的升级和快速集成新的RFID读写器;

　　挂载标签精确定位模块，支持高精度标签定位;

　　提供标签数据自动生成模块;

　　提供企业级运行品质，稳定，高效，安全，可管理，可扩展。

　　分布式读写器技术：

　　支持低成本大规模递增式组网;

　　超大容量读写器单元，超传统50倍以上;

　　有线无线结合的灵活组网模型;

　　读写器控制单元可独立部署在核心机房便于集中维护;

　　控制单元支持硬件升级;

　　单读写器可控制超过500个以上射频节点;

　　可通过互联网络分散覆盖。

　　连续、精确、实时射频定位技术：

　　追踪价值目标，可确定覆盖范围内的精确细微活动;

　　低功耗设计，优化的有源标签碰撞算法节电一半;

　　精确定位，世界领先的射频定位算法;

　　可自动记录车缝机器的工位信息和移动信息;

　　仅需按特定算法部署少量定位读写器;

　　需强有力的算法研究力量支持;

　　RFID在制品产线定位追踪系统功能图

　　团队背景：

　　苏州新导智能科技有限公司，拥有一支10多人的技术团队，其中90%以上为本科及研究生以上学历，专业涉及微电子、电子信息、计算机、机械电子、机械制造等，核心技术骨干长期从事电子通讯产品开发和制造业信息化工作，在弱电系统集成、RTLS无线定位、RFID物联网集成和制造业信息化领域具有丰富的开发经验和技术积累。

　　苏州新导智能科技有限公司和合作伙伴率先开发出制造领域专用的全系列读写器、读写头和标签产品(低频125KHz、高频13.56MHz、微波2.4GHz)，在防冲突、实时精确定位、耐高温高压等关键技术方面具有国内领先的技术优势。广泛应用于RTLS无线定位、RFID资产管理、食品安全溯源等领域。