RFID技術在離散制造企業的應用研究

潘菊

射頻識別即RFID(Radio FrequencyIdentification)技術，是當今非常流行的一種信息采集和自動識別技術，它是通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據。此技術的運用無需在識別系統和特定目標之間建立機械或光學接觸，因而實施非常方便。電子標簽本身非常薄而且柔軟，所以電子標簽適合與多種介質結合，做成各種形狀的識別標示。由于電子標簽突破了識別標示必須做成PVC卡的應用束縛，成本較以往也大大地的降低了，因而應用空間非常廣闊，例如：2010年上海世博會門票采用RFID技術；成都利用RFID24小時監控1340余枚放射源，以及公交地鐵、圖書館、養豬場等場所都已有運用。RFID技術運用離散制造業生產作業過程中，能夠快速、準確地實現信息的收集，實現對數據的實時監控，生產現場管理；產品質量跟蹤，生產成本的控制，實現制造企業中的個性化柔性生產，降低廢品率，提高企業的收益和管理升級，因而非常值得運用和推廣。

1需求分析

以筆者調研的一家小型離散制造企業為研究對象，公司占地面積10000m²，在職員工約60人。公司主要生產專業液壓工具，包括液壓動力站、液壓破碎錘，液壓大力剪和各種屬具焊接件，產品廣泛應用在公路建設、市政建設、搶險救災等領域。主要加工工藝如圖1。

目前該工廠實施的Navisio系統主要基于計劃層面，管理層無法實時地獲取車間實際生產中的各種真實數據，使得工廠在具體生產流程與控制環節上出現了管理空白。

RFID在該工廠的運用目標：結合現有Navision系統，通過整合RFID自動識別技術，為整個生產過程管理獲取實時精確的數據，使企業向生產制造柔性化和管理精細化方向發展，來提高應對市場的實時性和靈活性，改善生產線的運行效率以及企業內部業務的協同能力，從而使制造企業獲得質量、時間、成本競爭能力。

2總體方案設計

RFID的應用按三大模塊設計：車間現場管理、質量過程控制、成本分析和控制。主要流程如下。

(1)由工單驅動排產，將排產的結果準備工序物料、工序、工單輸入電子信息庫。

(2)車間依據工序物料電子信息掃描領料，車間操作人員工序完工后掃描工序完成信息，質量信息。

(3)生產完工后，入庫人員掃描工單入庫電子信息辦理入庫。物料信息，工序信息，成品信息同時更新到成本信息和工單信息，從而構成了一個完整的閉環。

3分系統方案設計

模塊一：車間現場管理。

由于產品的特性，目前在生產過程中，在制品的流動較頻繁，操作自動化程度也不高，其中的焊接、裝配環節基本上都是手工操作。車間物料管理和生產情況基本上是用標牌手工記錄和EXCEL管理工具，錄入和統計工作非常繁瑣，需要投入較多的人力，且容易出錯或記錄不詳，產生許多控制的盲點和漏洞。利用RFID技術可將車間現場的黑箱作業信息透明，及時、準確地傳送到此模塊，車間管理人員利用獲得信息，進行分析調整，改善生產問題，從而增強現場管理的敏捷性和柔性。同時。在來料、半成品和成品倉庫管理方面，通過RFID技術，可以更方便的將種類繁多的物料和工件分類，并結合現場布局，工藝路線以及“先進先出”的原則，優化分類和存放的方式方法，提高現場的整潔度，并減少無生產價值的移動和搬運等作業。從而進一步提高生產效率。

模塊二：質量過程控制。

過程是指從原材料進廠到成品出廠當中所經歷的所有步驟與環節，過程控制主要是對過程參數的控制和對關鍵特性的控制。對于離散制造企業，產品往往是多品種、少批量、加工周期長。用傳統的手工記錄來進行質理控制，追溯性差，也不便于質量缺陷的有效控制。RFID技術的運用，可以采集批號信息，記錄和跟蹤生產日期、生產的設備、機器操作人員等，直接傳送到質量過程控制模塊，所以當有質量問題發生時，現場工程師能迅速追溯到的相應的生產環節，根據現象分析原因，及時采取現場補救或調整的措施。同時，通過收集的批量信息，質量管理人員可以結合魚骨圖、直方圖，帕累托控制圖等質量管理工具，按月或按工件的生產周期來匯總、分析產生質量缺陷的原因，提出改進質量過程控制的中、長期有效方案，如設計新的工裝、調整加工順序等等，從而穩定質量，提高成品率。

模塊三：成本分析和控制。

目前公司采用的是年度標準成本法。由于生產現場數據的采集量大，原材料發放，工單的輸入，生產的入庫，最后制造成本的分攤，成品入庫的存貨價值，月底在制品的價值，會占用成本會計人員大量核對時間(數據的錯誤在成本核算時發現)，而獲得的成本信息，已經滯后，只是歷史數據，指導企業運營的價值被削弱。將RFID技術完全集成到車間管理現場，通過設計工序物料條碼，及時采集成品的物料成本，工序電子信息，及時采集人工成本、制造成本、外協加工成本；由工序物料、工序、采集WIP存貨價值。由工單入庫電子信息，及時采集成品入庫的存貨價值，在制品余額。實時的獲得工單的成本數據，不僅節約人員稽核數據的時間，關鍵是事后管理，前移為事中或事前管理。

4結語

RFID技術在生產過程中的應用主要涉及到三個關鍵技術；生產線應用的布局，電子信息設計，BOM與工單設計，我國在RFID標簽芯片設計方面的技術也相當成熟。結合離散制造業生產作業的特點，設計合適的運用方案和措施，在制造企業，特別是追求“零缺陷”的貴重和精密產品制造企業中，會帶來顯著的收益，同時這一技術的運用普及，也會將我國制造業的整體管理水來推向一個新的高度。