基于UHF 超高頻RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)

1.項目背景

制造企業(yè)已意識到這些問題的存在，并嘗試使用新興技術(shù)去解決這些問題。目前，部分生產(chǎn)型企業(yè)采用條碼識別的方式來提高數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性，但條碼識別還是存在技術(shù)上的瓶頸：

1.工人的效率不同，容易引起小組的分工不均勻；

2.生產(chǎn)異常、生產(chǎn)線瓶頸問題無法實時發(fā)現(xiàn)；

3.勞動效率低下，實際工作時間利用率不高；

4.條碼標(biāo)簽一旦印刷不清晰、有折疊的痕跡等問題時，條碼槍便很難識別；

5.無法實時追蹤，管理層難以根據(jù)工作狀態(tài)進(jìn)行工作安排，如果工作過程某個工序出現(xiàn)問題，要排除的話也必須等到下一天；

6.條碼數(shù)據(jù)采集需要專門安排人員隊伍進(jìn)行操作，勞動成本開銷大；

在傳統(tǒng)的制造企業(yè)中，日常管理更多的是集中在產(chǎn)品管理、質(zhì)量管理、倉庫管理、移動資產(chǎn)管理、現(xiàn)場人員管理、車隊管理等等。而生產(chǎn)線信息的采集通常是采用人工采集、手工輸入的方式。這種人工采集、手工輸入的方式準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，存在較大的錯誤率。且手工輸入只能定時進(jìn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)計劃按周計劃、月計劃提交，不能精確到日。系統(tǒng)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)無法實時更新，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。同時制造企業(yè)大部分職能部門大多使用紙和筆的初級記錄方式，這使得制造企業(yè)的大部分職能部門面對著大量的數(shù)據(jù)錯誤，降低了企業(yè)整體的生產(chǎn)力。

因此，以條碼識別為代表的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)已經(jīng)越來越不能滿足企業(yè)對高效、精益化生產(chǎn)管理的要求，企業(yè)在深化現(xiàn)代管理理念的同時，構(gòu)建更先進(jìn)技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)具有重要的意義。

2.項目定義

RFID無線射頻識別技術(shù)是既條碼之后又一引起自動識別領(lǐng)域變革的新興高科技技術(shù)，其利用無線電磁波的穿透性，遠(yuǎn)距離傳輸和高速數(shù)據(jù)交換的特性，通過特定的協(xié)議，來實現(xiàn)對標(biāo)識物品信息自動識別的技術(shù)。在生產(chǎn)制造行業(yè)中，相對目前被廣泛使用的條碼技術(shù)而言,UHF 超高頻RFID技術(shù)具有本質(zhì)上的優(yōu)勢：可無線遠(yuǎn)距離讀寫,可穿透性讀寫,可在高速移動的狀態(tài)下讀寫, 存儲更多的數(shù)據(jù),可在惡劣的環(huán)境下使用等等。因此,RFID技術(shù)不只是條碼技術(shù)的簡單替換,它在生產(chǎn)制造業(yè)中的應(yīng)用將改變企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營方式。

深圳市銓順宏科技有限公司作為RFID領(lǐng)導(dǎo)品牌--ThingMagic代理商，在向各大運(yùn)營商、集成商提供ThingMagic全系列產(chǎn)品的同時，始終堅持以”設(shè)備+解決方案+服務(wù)“為一體的商業(yè)模式，以自動識別技術(shù)為核心，以物聯(lián)網(wǎng)整體應(yīng)用解決方案為導(dǎo)向，以技術(shù)服務(wù)應(yīng)用，技術(shù)與應(yīng)用有效融合，創(chuàng)造和實現(xiàn)應(yīng)用價值為宗旨，為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)領(lǐng)域提供成熟、穩(wěn)定、專業(yè)、細(xì)致的整套方案和增值服務(wù)。同時，依托品牌及技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合豐富的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗，在智慧倉儲物流、檔案信息化、智慧新零售、智能制造、智慧洗滌、資產(chǎn)管理等行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，從產(chǎn)品選型，到方案設(shè)計和系統(tǒng)平臺支持，為用戶提供易于操作且穩(wěn)定性高，具差異化、具創(chuàng)新的綜合性技術(shù)服務(wù)。

構(gòu)建基于UHF 超高頻RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，是以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以RFID為核心，建設(shè)符合企業(yè)生產(chǎn)管理要求，以解決企業(yè)現(xiàn)存問題為目標(biāo)，從生產(chǎn)線半成品下線、倉庫轉(zhuǎn)存和暫存、再上線生產(chǎn)等全流程進(jìn)行自動實時數(shù)據(jù)采集，對貨物批次箱號進(jìn)行跟蹤管理的綜合管理系統(tǒng)。

電子標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)載體，能起到標(biāo)識識別、物品跟蹤、信息采集的作用。電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和應(yīng)用軟件構(gòu)成的RFID系統(tǒng)直接與相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)相連。每一件物品都可以被準(zhǔn)確的跟蹤，這種全面的信息管理系統(tǒng)能為客戶帶來諸多的利益，包括實時數(shù)據(jù)采集和追蹤管理，因此，RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)線之間的貨物轉(zhuǎn)換跟蹤管理，可以有效防止出錯，實現(xiàn)生產(chǎn)線物流管理智能化，大幅提高企業(yè)的產(chǎn)線管理水平。

3．系統(tǒng)設(shè)計

基于RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，在生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)存和暫存?zhèn)}庫應(yīng)用先進(jìn)的RFID無線射頻識別技術(shù)，使用可重復(fù)使用的射頻電子標(biāo)簽，每個標(biāo)簽都有唯  一ID號，以及可讀寫數(shù)據(jù)區(qū)，將產(chǎn)品信息寫入RFID電子標(biāo)簽中，在生產(chǎn)線下線工位及倉庫出入口安裝讀寫器，通過讀寫標(biāo)簽信息自動寫入和采集各位置產(chǎn)品信息，并與其它的IT系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)信息，信息同時顯示在顯示屏上，提示給生產(chǎn)線操作員，從而對半成品從下線到倉庫轉(zhuǎn)存、暫存、再上線生產(chǎn)進(jìn)行全流程跟蹤管理，這樣可以保證生產(chǎn)線之間貨物批次箱號的對應(yīng)，各條生產(chǎn)線能毫不出錯地完成生產(chǎn)任務(wù)，且記錄下生產(chǎn)過程中的重要信息，可為將來的質(zhì)量信息追溯提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1建設(shè)目標(biāo)

 制造生產(chǎn)線企業(yè)引入RFID，把RFID和現(xiàn)有的IT系統(tǒng)相結(jié)合，建立生產(chǎn)線實時管理體制，更優(yōu)化、更合理利用資源，提高產(chǎn)能、提高資產(chǎn)利用率以及更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測量為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。

RFID提供不斷更新的實時數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補(bǔ)，RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動力、機(jī)器、工具和部件，從而實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機(jī)時間。更進(jìn)一步地，當(dāng)材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時，可以實時進(jìn)行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程，以保證可靠性和高質(zhì)量。 所有數(shù)據(jù)均通過無線方式被客戶端電腦高速采集。

有了實時數(shù)據(jù)流作為基礎(chǔ)，ERP等管理系統(tǒng)可對這些大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，對生產(chǎn)進(jìn)度、過程進(jìn)行實時的有效的監(jiān)管，找出生產(chǎn)瓶頸、解決生產(chǎn)問題，部署更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測量。

RFID可提供最精確的工序所需工時計算結(jié)果。ERP軟件可以通過RFID對每個工人每個工序、工時進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，計算出每條生產(chǎn)線實際生產(chǎn)能力，企業(yè)管理人員可使用這些數(shù)據(jù)對企業(yè)業(yè)務(wù)能力作出更準(zhǔn)確的分析。

完成數(shù)據(jù)的挖掘、分析，企業(yè)管理人員掌握車間生產(chǎn)能力、即時解決生產(chǎn)瓶頸、實時監(jiān)管生產(chǎn)進(jìn)度、通過質(zhì)量監(jiān)控改進(jìn)生產(chǎn)工藝，RFID都為企業(yè)實現(xiàn)平衡生產(chǎn)線提供基礎(chǔ)，與企業(yè)ERP、SCM、MCS等主流管理系統(tǒng)結(jié)合，讓企業(yè)內(nèi)每一個員工都發(fā)揮出最大能效。

3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：

系統(tǒng)主要從發(fā)卡到工位管理、倉庫管理來實現(xiàn)對整個生產(chǎn)線的智能化管理。

3.3系統(tǒng)流程

3.3.1 發(fā)卡管理

根據(jù)生產(chǎn)訂單安排投產(chǎn)計劃，包括生產(chǎn)訂單導(dǎo)入、訂單統(tǒng)計和狀況信息拋轉(zhuǎn)、生產(chǎn)任務(wù)分解，任務(wù)自動指派等，根據(jù)投產(chǎn)計劃制作、發(fā)放電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽與需要管理的貨物進(jìn)行綁定，并通過ERP共享接口獲取產(chǎn)品相關(guān)信息，將信息寫入電子標(biāo)簽中，如批次、箱號等，在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中建立產(chǎn)品檔案，全自動跟蹤貨物生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換流程。

3.3.2工位管理

在每個工位署RFID讀寫器和天線，當(dāng)安裝有RFID標(biāo)簽的貨物進(jìn)入RFID工作點時，讀（寫）裝置即讀取產(chǎn)品上電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)信息；讀（寫）裝置讀取的電子數(shù)據(jù)信息直接傳輸給物流控制管理信息系統(tǒng)，管理系統(tǒng)再根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)信息，列出貨物的包號、批次信息，顯示在顯示屏上，提示生產(chǎn)工人進(jìn)行正確的操作。

3.3.3倉庫管理

貨物在生產(chǎn)線上經(jīng)過加工后，需從生產(chǎn)線送到轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫中，在轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫安裝RFID通道式讀取設(shè)備，即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)存到倉庫中貨物信息的自動采集和實時后臺數(shù)據(jù)更新。貨物從倉庫出庫，也是以同樣的方式實現(xiàn)自動和批量出庫，實現(xiàn)對貨物的實時和高效管理。

4.系統(tǒng)收益

基于RFID技術(shù)生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的建成，可為企業(yè)帶來如下收益：

1.生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、實時的采集；   

生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時反饋是保證生產(chǎn)運(yùn)營暢通的基礎(chǔ)。系統(tǒng)在生產(chǎn)車間采集實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)是RFID設(shè)備實時自動采集，RFID讀寫器通過讀出貨物RFID電子標(biāo)簽中所帶有的特定信息實時的反饋到系統(tǒng)中，服務(wù)器并每5秒鐘更新一次數(shù)據(jù)。通過這種操作方式系統(tǒng)能夠提供實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)分析。   

2. 生產(chǎn)力在原有的基礎(chǔ)上實現(xiàn)提升   

生產(chǎn)力是生產(chǎn)管理的關(guān)注熱點同時也是管理難點，如果提升了生產(chǎn)力就意味著企業(yè)的產(chǎn)量提高、利潤可以增加。生產(chǎn)車間實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋到系統(tǒng)，通過系統(tǒng)監(jiān)控可以實時的發(fā)現(xiàn)阻礙生產(chǎn)流水線暢通的原因所在，及時的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸所在。系統(tǒng)是通過實時數(shù)據(jù)歸集對每個車間、每個組、每個工位的生產(chǎn)情況進(jìn)行實時的監(jiān)控，從而可以發(fā)現(xiàn)任何生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的非正常狀態(tài)，并及時解決阻礙生產(chǎn)流水的瓶頸。從整體上保障了流水線的暢通，提高了生產(chǎn)力。     

3. 訂單進(jìn)度實時跟蹤，保障及時交貨     

訂單如果不能及時交貨意味著公司不但不能盈利反而導(dǎo)致虧損，同時也影響力公司的信譽(yù)度。對公司將來的發(fā)展受到很大的影響和阻礙。特別是出口企業(yè)對于訂單的及時交付顯得更為重要。系統(tǒng)是根據(jù)客戶訂單入手，對待生產(chǎn)產(chǎn)品從開始生產(chǎn)到結(jié)束生產(chǎn)整個生產(chǎn)流程的實時進(jìn)度跟蹤。實時跟蹤訂單在生產(chǎn)線的進(jìn)度，從而精確的掌握每個訂單的生產(chǎn)進(jìn)度，達(dá)到及時交貨的目的。

5.設(shè)備選型

本系統(tǒng)中，RFID數(shù)據(jù)采集的速度和準(zhǔn)確性至關(guān)重要，其核心的設(shè)備在于工位讀寫器和倉庫讀寫器。

5.1 RFID數(shù)據(jù)采集器

W9900A-X 是一款集 1D 或 2D 條形碼掃描、4G 全網(wǎng)通、GPRS 、WIFI、BLUETOOTH 、RFID 功能于一體的安卓操作系統(tǒng)的便攜式工業(yè)級RFID智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備。采用 5.0 寸 IPS 屏, 分辨率720*1280, 高清全視角，陽光下可見，并搭配高性能大猩猩三代二次強(qiáng)化玻璃，支持多點電容觸摸屏。

用戶可根據(jù)實際需求選擇不同功能模塊，實現(xiàn)對一維碼、二維碼、RFID 數(shù)據(jù)的采集，并通過 USB、GPRS、4G、WIFI、藍(lán)牙等多種有線無線通信方式，實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的快速有效傳輸。 廣泛應(yīng)用于珠寶門店、服裝管理、工業(yè)制造、物流倉庫管理、 資產(chǎn)管理、巡檢等

數(shù)據(jù)采集器,RFID倉儲盤點" src="http://data.51spec.com:88/51spec/202205/24/192953691.jpg" alt="RFID手持機(jī),RFID數(shù)據(jù)采集器,RFID倉儲盤點" width="600"/>

    產(chǎn)品特點

> 帶有無線語音和通信模塊，可通過無線網(wǎng)絡(luò)，登錄互聯(lián)網(wǎng)和云端，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的實時處理、語音通話。

> 采用 ANDROID 7.0 嵌入式操作系統(tǒng)，界面友好，操作簡單，使用便捷，掃描、識別結(jié)果直觀，可以滿足不同用戶的需求。同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸，提高工作效率。

> 可廣泛應(yīng)用于服裝管理、工業(yè)制造、物流倉庫管理、 資產(chǎn)管理、巡檢等行業(yè)。 設(shè)備輕便， 適合單手工作，可靈活地應(yīng)用于任何環(huán)境，簡化業(yè)務(wù)運(yùn)作流程，提高工作效率，降低企業(yè)運(yùn)營成本，助力企業(yè)便捷化移動數(shù)據(jù)管理工作。

5.2 倉庫讀寫器

倉庫讀寫器主要是部署在倉庫門口，需要對進(jìn)出的貨物標(biāo)簽信息進(jìn)行快速準(zhǔn)確的采集到。

Vega 是一款以ThingMagic優(yōu)異的M6e-A模組為核心集成的工業(yè)級RFID叉車讀寫器，內(nèi)嵌高性能M5e UHF RFID模塊，它滿足于惡劣環(huán)境作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求用于卡車、叉車和汽車(在車輛讀者模型),非常適合部署在各種各樣的室內(nèi)和室外應(yīng)用。一個版本是用于支持應(yīng)用程序調(diào)用的最-大容許輸出功率允許歐盟法規(guī)。Vega reader利用當(dāng)?shù)貍€人電腦(不包括)通過RS-232串行接口提供命令和控制。

廣泛適用于叉車倉儲、物流倉儲、門禁管理卡車、叉車和汽車等細(xì)分領(lǐng)域下讀取。

   5.3 RFID安全門

FU-TD04 超高頻RFID門禁系統(tǒng)支持EPC C1 G2（ISO18000-6C）協(xié)議，支持服務(wù)器模式實現(xiàn)多通道控制功能，內(nèi)部集成高增益天線組、基于ThingMagic的高速讀寫器及控制模組，擁有高速讀取標(biāo)簽性能和良好的讀寫區(qū)域控制能力，提供標(biāo)準(zhǔn)RS232或RJ45接口，方便連接軟件平臺。

產(chǎn)品特別適用于各類物流倉儲、圖書檔案、人員考勤管理等細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用。

產(chǎn)品特點：

> 支持服務(wù)器模式實現(xiàn)多通道控制功能 

> 多標(biāo)簽讀取能力強(qiáng)，紅外觸發(fā)模式下漏讀率低于 1% 

> 天線特別設(shè)計，實現(xiàn)水平面窄波束設(shè)計，門禁覆蓋區(qū)域準(zhǔn)確，無盲點 

> 內(nèi)置報警燈和蜂鳴器，報警靈敏，安全可靠 

> RFID 安全門擺放距離更加寬闊，最遠(yuǎn)可達(dá) 2.2m 

> 可選紅外運(yùn)動方向判斷;可選 LED 顯示器，顯示標(biāo)簽數(shù)量