1 引言
圖1 離散型企業(yè)生產(chǎn)工藝過(guò)程
在信息控制上，反映為信息量大、信息的種類多、信息之間的關(guān)系復(fù)雜、事務(wù)處理規(guī)則描述困難。因此，其經(jīng)營(yíng)運(yùn)作信息模型是各行業(yè)中最復(fù)雜、最困難和最具挑戰(zhàn)性的，需要從技術(shù)角度和管理角度結(jié)合起來(lái)考慮。主要表現(xiàn)為：
（1）生產(chǎn)計(jì)劃：①影響計(jì)劃的因素較多，信息形態(tài)復(fù)雜；②能力需求混合建立，難預(yù)測(cè)。
（2）生產(chǎn)過(guò)程控制：①生產(chǎn)任務(wù)多，生產(chǎn)過(guò)程控制非常困難；②生產(chǎn)數(shù)據(jù)多，且數(shù)據(jù)的收集、維護(hù)和檢索工作量大；③工作流根據(jù)特定產(chǎn)品的不同經(jīng)過(guò)不同的加工車間。因每個(gè)生產(chǎn)任務(wù)對(duì)同一車間能力的需求不同，因此工作流經(jīng)常出現(xiàn)不平衡；④因產(chǎn)品的種類變化較多，非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品多，設(shè)備和工人必須有足夠靈活的適應(yīng)能力；⑤通常情況下，一個(gè)產(chǎn)品的加工周期較長(zhǎng)，每項(xiàng)工作在工作中心前的排隊(duì)時(shí)間很長(zhǎng)，引起加工時(shí)間的延遲和在制品庫(kù)存的增加。
3 RFID在離散型制造企業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
3．1 傳統(tǒng)離散型制造企業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的瓶頸
從目前的現(xiàn)狀來(lái)看，以ERP為代表的管理信息系統(tǒng)力求滿足企業(yè)上層經(jīng)營(yíng)管理的需求，而以PCS為代表的過(guò)程控制技術(shù)則用來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)有效的控制，然而，盡管這兩類系統(tǒng)的推廣取得了一定效果，但卻忽略了兩者之間的有效配合，導(dǎo)致企業(yè)上層經(jīng)營(yíng)管理缺乏有效的實(shí)時(shí)信息支持、下層控制環(huán)節(jié)缺乏優(yōu)化的調(diào)度與協(xié)調(diào)。這就產(chǎn)生了信息孤島與斷層的現(xiàn)象。在離散型企業(yè)中，制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在經(jīng)營(yíng)計(jì)劃管理層與底層控制之間架起了一座橋梁，填補(bǔ)了兩者之間的空隙，事實(shí)上，MES在三層的企業(yè)架構(gòu)中占據(jù)著重要的位置，主要表現(xiàn)在：
（1）MES可以對(duì)來(lái)自ERP軟件的生產(chǎn)管理信息進(jìn)行細(xì)化、分解，將來(lái)自計(jì)劃層操作指令傳遞給底層控制層；
（2）MES可以采集生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算與處理，并將生產(chǎn)狀況及時(shí)反饋給計(jì)劃層。
問(wèn)題是：采用什么技術(shù)和方法適合建造這種橋梁？對(duì)于與ERP相連接的MES而言，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要完成設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，通訊接口（協(xié)議）設(shè)置，采集參數(shù)的定義，數(shù)據(jù)的采集，以及把采集到的數(shù)據(jù)以一定格式存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中；并能被ERP進(jìn)行識(shí)別和處理。而這些所謂的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要依靠諸如條碼技術(shù)、RFID技術(shù)和其他模數(shù)，數(shù)數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)。
3．2 RFID的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
由于離散型企業(yè)的生產(chǎn)線的產(chǎn)品品種多樣，工藝流程復(fù)雜，所以也就決定了企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)線上的物流、人員流動(dòng)的狀況難以進(jìn)行有效的連續(xù)監(jiān)控，也就難以取得相應(yīng)的信息。隨著生產(chǎn)成本的下降和性能的不斷增強(qiáng)，RFID作為一種識(shí)別技術(shù)已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)線上作為產(chǎn)品生產(chǎn)的監(jiān)控手段。我國(guó)已經(jīng)把“RFID技術(shù)在離散制造業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用”列為863計(jì)劃先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域2006年度重大項(xiàng)目“射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)與應(yīng)用”的課題之一。總體而言，目前RFID技術(shù)的應(yīng)用研究正從供應(yīng)鏈進(jìn)入制造過(guò)程的核心。同其他的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（比如，條型碼等）相比，RFID技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，它可以更快更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)、跟蹤、監(jiān)控或清點(diǎn)物品。RFID標(biāo)簽幾乎可以貼在任何的實(shí)物上，如：物品（行李，服裝，電視機(jī)，電腦，寵物等）；貨箱或托盤；運(yùn)輸工具（比如貨車）；公司職員等等。利用RFID射頻卡所具有的寫功能，可以將產(chǎn)品標(biāo)記、加工程度、質(zhì)量數(shù)據(jù)以及技術(shù)要求等記錄到射頻標(biāo)簽中，還可以對(duì)其進(jìn)行必要的修改。這樣就可以在不同的崗位上建立起數(shù)據(jù)流，相應(yīng)減輕控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。另一方面，運(yùn)用RFID技術(shù)可以相應(yīng)地減少人工的介入，優(yōu)化產(chǎn)品線的配置，為企業(yè)的信息集成和決策提供強(qiáng)有力的支持。
目前現(xiàn)有RFID的應(yīng)用架構(gòu)采取的策略是，在工廠車間環(huán)節(jié)逐步采用RFID技術(shù)，IT支持商從中獲取信息并傳遞到現(xiàn)有的、已驗(yàn)證和工業(yè)力日強(qiáng)的控制系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，與配置RFID功能的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。國(guó)內(nèi)已有企業(yè)在應(yīng)用RFID技術(shù)方面做了有益的嘗試，如青島海爾公司的冰箱生產(chǎn)線使用了工業(yè)級(jí)
讀寫器進(jìn)行產(chǎn)品信息采集，天津豐田汽車公司皇冠車生產(chǎn)線中也使用了RFID讀寫器產(chǎn)品進(jìn)行管理。
3．3 RFID在生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)應(yīng)用RFID技術(shù)，可以完成自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)線上對(duì)原材料、零部件、半成品和產(chǎn)成品的識(shí)別與跟蹤，減少人工識(shí)別成本和出錯(cuò)率，提高效率和效益。特別是在采用JIT（Just-in—Time）準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式的流水線上，原材料與零部件必須準(zhǔn)時(shí)送達(dá)到工位上。采用了RFID技術(shù)之后，就能通過(guò)識(shí)別電子標(biāo)簽來(lái)快速?gòu)钠奉惙倍嗟膸?kù)存中準(zhǔn)確地找出工位所需的原材料和零部件。RFID技術(shù)還能幫助管理人員及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度發(fā)出補(bǔ)貨信息，實(shí)現(xiàn)流水線均衡、穩(wěn)步生產(chǎn)，同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)質(zhì)量的控制與追蹤。
在衛(wèi)浴生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線上，都可以采用RFID技術(shù)來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。比如通過(guò)材料小車，工裝托板支架在所有產(chǎn)品完工入庫(kù)工序時(shí)，利用叉車，生產(chǎn)流水線，包裝臺(tái)／產(chǎn)品運(yùn)輸線等位置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這樣的一種方式可以實(shí)現(xiàn)在閉環(huán)條件下的重復(fù)使用。但是不同設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口問(wèn)題，大量而復(fù)雜的RFID數(shù)據(jù)如何處理和利用．如何將RFID系統(tǒng)與現(xiàn)有信息系統(tǒng)之間無(wú)縫集成等等都是急待解決的。解決這些問(wèn)題的方法就是要構(gòu)建并部署一套R(shí)FID中間件。通過(guò)中間件提供的接口，將RFID系統(tǒng)與已有的后端系統(tǒng)相連是解決目前如何將RFID技術(shù)融合到現(xiàn)有系統(tǒng)中的最佳方法。中間件能解決現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一帶來(lái)的問(wèn)題，利用中間件，可將前端讀寫器收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成滿足后端設(shè)備要求的數(shù)據(jù)格式，這樣就能為用戶帶來(lái)很大的靈活性。很多RFID中間件系統(tǒng)都帶有掛鉤技術(shù)，用來(lái)連接操作監(jiān)視器，用戶可以對(duì)所使用的標(biāo)簽進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，中間件也具有連接讀寫器和數(shù)據(jù)庫(kù)的能力。
4衛(wèi)浴行業(yè)應(yīng)用實(shí)例
4．1企業(yè)簡(jiǎn)介
坐落于廣州市海珠區(qū)的××公司1996年在廣州成立，經(jīng)過(guò)11年的高速發(fā)展，公司從成立初期的100多名員工發(fā)展到目前擁有員工2 500人，生產(chǎn)場(chǎng)地超過(guò)18萬(wàn)平方米的集生產(chǎn)、銷售于一體的超大型現(xiàn)代化企業(yè)。擁有電子、五金模具與沖壓、塑料模具、注塑、機(jī)械加工、按摩浴缸、蒸氣房生產(chǎn)等十大生產(chǎn)部門。該公司現(xiàn)擁有四問(wèn)工廠，引進(jìn)意大利先進(jìn)的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備，在產(chǎn)品總裝線實(shí)現(xiàn)RFID配置和產(chǎn)品總裝信息控制。系統(tǒng)控制過(guò)程：激活可重用RFID電子看板標(biāo)簽（產(chǎn)品制造過(guò)程附屬資料）一生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息采集（電子探頭）一控制信息反饋（LED顯示屏、訊響器）一產(chǎn)生對(duì)外標(biāo)簽確認(rèn)入庫(kù)一回收并休眠標(biāo)簽。該系統(tǒng)管理功能包括生產(chǎn)定單完成情況分析；日生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)度分析；在線物料配送管理；日成本分析等。
4．2系統(tǒng)特點(diǎn)
（1）RFID技術(shù)在衛(wèi)浴生產(chǎn)行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)衛(wèi)浴器具生產(chǎn)、存儲(chǔ)過(guò)程中的全程跟蹤。
（2）RFID技術(shù)在衛(wèi)浴生產(chǎn)控制過(guò)程中應(yīng)用，做到實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確的獲得產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并可以實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析產(chǎn)品的狀況信息。
（3）應(yīng)用RFID技術(shù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)質(zhì)量以及產(chǎn)品現(xiàn)在所在的具體位置。
4．3應(yīng)用效益分析
應(yīng)用本系統(tǒng)后，可以使××公司降低采購(gòu)成本5％，直接勞動(dòng)生產(chǎn)率提高5％，間接勞動(dòng)成本減少20％，降低庫(kù)存20％，降低生產(chǎn)成本5％，預(yù)計(jì)每年可直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益1 000萬(wàn)元以上。
表1 ××公司預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益
5結(jié)論
離散型制造企業(yè)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)表明，利用RFID技術(shù)將從根本上提高產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物品流動(dòng)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)的管理水平。RFID技術(shù)系統(tǒng)適合大部分離散型生產(chǎn)企業(yè)（如衛(wèi)浴行業(yè)）的生產(chǎn)過(guò)程控制應(yīng)用，既可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，又能減少企業(yè)生產(chǎn)成本、提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，有較高的實(shí)用價(jià)值，具有非常良好的市場(chǎng)前景。