基于RFID的白酒生產管控系統設計與實現

吳新淼

（貴州交通職業技術學院，貴州 貴陽550001）

1 引言

我國白酒企業大部分還停留在原有的生產管控上，釀造工藝傳統而復雜，生產過程管理比較模糊，難以精確管控，且一旦出現質量問題，難以實現有效的生產過程質量追溯。因此建立一套智能的酒用生產管控系統是白酒企業目前急需迫切解決的問題。

生產管控系統包括控制系統和生產管理系統兩部分，控制系統負責生產過程信息采集處理，生產管理負責企業管理功能，二者的結合實現企業的職能管理[1]。酒用物聯網就是白酒企業的生產管控系統。目前，酒用物聯網才剛剛開始[2]，它是通過運用RFID技術實現白酒企業在生產過程中對產品生產流程環節的自動化監控追溯的生產管控系統。其中，RFID技術是物聯網技術的一種，是一種非接觸的自動化識別技術[3]，它由標簽、閱讀器、應用系統組成[4，5]。其工作原理是首先將所需要的信息存儲在標簽內，當標簽進入閱讀器的識別范圍內時，閱讀器就讀取標簽存取的信息，并提交給應用系統。如今，RFID技術在藥品、食品、交通等行業已經開始了廣泛的應用[6～8]。本文通過對白酒生產需求進行分析，設計出一種基于RFID技術的白酒生產管控系統，該系統旨在提高白酒企業的市場競爭能力。

2 系統需求分析

在白酒的整個生產過程中，基本上所有工序的管理，都是以手工記錄和批量處理為主，（原料篩選處理、輔料篩選配制、瓶子刪選處理、灌裝、包裝貼標）輔料精選記錄單、原料精選記錄單、原料稱重記錄單、選瓶記錄單（溫水泡瓶隨工單、溫水刷瓶隨工單、無菌水沖瓶隨工單、蒸汽消毒隨工單、瀝干檢驗隨工單）、灌裝記錄單和入庫記錄單及其其它作業記錄單。這些記錄單和隨工單記錄了白酒生產過程的各工序的作業人員，同時質檢人員對發現的質量問題也進行相應的記錄。根據分析，白酒生產過程中存在的主要問題有以下幾個方面。

2.1 管理工作量大

根據調研“賴茅”企業以形成相當大的日產量的生產能力，主要一系列賴茅白酒產品。針對白酒產品的某一個系列，其具體的加工工藝就有幾百個工藝，其合理的分配在不同的加工上產線上，平均每一個工人就得負責幾百個工單，負責產品的生產，同時這些工種都比較分散，在各個車間、工序上都能找到，其管理程度是多么的難。由此可想，這些工作的任務、工作量是多么繁重，管理工作是相當的巨大。

2.2 實時性差

白酒生產車間大部分工藝及管理模式都采用傳統的方法，各個工序車間的白酒產品的加工及其它信息無法快速準確的傳遞給決策管理中心，并且有些信息的收集還比較原始，消耗大部分時間，無法準確的反應現場車間的總體情況。

而且這種統計方式，由于人為原因正確率較低，并且由于時間的滯后，導致信息落后，管理人員不能準確的做出生產計劃安排，可利用價值不高。

2.3 信息不暢通

目前白酒生產車間大部分都是獨立運行，各車間之間的信息無法進行傳遞，即使是傳遞，也會存在時間的滯后，并且信息在這種情況的傳遞也會存在嚴重的損失。這種信息的不暢通，嚴重影響著白酒生產車間的效率，更糟的會導致廢品的出現，導致一些生產加工管理計劃出現混亂。

2.4 訂單跟蹤困難

我國的白酒生產車間，一個產品或者訂單很多個加工車間，各個加工車間的加工信息的時間滯后問題，而且很多的信息無法及時反應到管理部門，管理部門就很難知道這個這個產品或者訂單目前的加工狀況，對其跟蹤存在很大的苦難。

2.5 信息利用率不高

目前我國傳統的白酒生產車間基本上沒有什么可以利用的信息，無非就是一些工資、人員、財務方面等信息，對車間的一些有用信息基本上傳遞不到管理部門，造成了這些信息的浪費，影響了企業的發展。

2.6 管理無法細致化

目前，白酒生產還是靠著過去留下來的一些管理辦法進行企業管理，大部分都是以車間為單位，管理部門只能掌握企業的大體情況，對于一些車間的加工細節，他們是掌握不了，這也對他們的決策造成苦難，因此合理的將企業管理細致化是提高管理水品的一個重要方面。

針對白酒企業普遍存在的如上介紹的6點問題，我們提出了一種通過自動收集信息的方式，目前比較廣的自動收集信息的技術是RFID技術，基本上能夠解決目前白酒車間存在的問題。具有如下特點：實時了解白酒產品的生產狀況；實時了解白酒廠家的生產進度；減少白酒生產廠家的總工作量；實現白酒生產過程的實時監控。

3 系統設計

3.1 整體方案

生產過程管控系統是基于RFID技術，采用相應的軟件架構和模塊化的設計方法。根據白酒企業現狀，需求分析，以及企業各部分之間的聯系，將白酒企業生產管控分為基礎數據管理、采購信息管理、生產計劃管理、加工管理、生產質量管理、制造資源管理、存儲信息管理、生產信息交互管理和報表中心。各模塊之間即獨立又聯系。如圖1是基于RFID的白酒生產過程整體方案，其簡要的生產過程如下。

圖1 基于RFID的白酒生產過程整體方案

RFID標簽的發放：根據白酒生產企業具體要求，在白酒生產的關鍵車間，都發放RFID標簽記錄白酒的生產過程的一些關鍵信息，并將這些信息上傳到上層應用系統。白酒生產過程的工序開始記錄：在每一個車間都將布置RFID閱讀器，只要帶有RFID標簽的物品進入RFID閱讀器范圍，將記錄此物品在此車間的一切信息，包括此物品在此車間的開始時間。白酒生產過程的工序生產記錄：在每一個車間的工序上布置一個RFID閱讀器，記錄物品在工序生產中的信息。白酒生產過程的工序完成記錄：在每一個工序完成的地方，都部署一個RFID閱讀器，記錄此工序完成，并且記錄目前該物品是處在半成品還是成品，以便于準備輸送到下一個工序。

3.2 系統軟件架構設計

根據對白酒企業的需求分析和整體方案的設計，從用戶交互層、核心功能層、系統軟件數據層、數據采集和信息交互平臺說明白酒生產管控系統軟件架構，如圖2所示。

數據采集和信息交互平臺由RFID閱讀器獲取白酒生產的一線信息，并提交給上層處理系統，上層處理系統將這些經過處理的數據存入數據庫。系統軟件數據層中各數據庫以關系 數據庫模式建立，可以根據核心功能層搭配組合，為核心功能層提供邏輯數據支持。核心功能層中各功能模塊功能相對獨立，系統根據不同用戶的功能權限調用相應的功能。用戶交互層就是給用戶一個視覺化的展示，用戶只要通過展示提供的不同查看白酒生產管控的相應信息，達到一個已達到科學管理的要求。

3.3 系統功能模塊設計

白酒生產管控系統就是為了對白酒企業信息化，提高競爭力。根據系統軟件結構、管理方案及需求分析情況，結合白酒企業的實際情況，采用結構化程序設計方法，劃分系統主要功能，如圖3是白酒企業的功能模塊結構。

3.3.1 基礎數據資源管理

其主要功能包括系統管理、基礎數據資源管理、信息標準化管理和系統接口管理。系統管理主要負責白酒生產管控系統的不同用戶功能權限、用戶名和密碼等，為生產管控提供管理。基礎數據資源管理是管理白酒生產管控系統的一些基礎數據，提供系統最基本的數據保障。信息標準化管理是為白酒生產管控系統提供各個管理模塊之間數據標準化，已達到信息的共享。系統集成接口是管理白酒生產管控系統與其他系統之間集成的接口，以達到白酒生產管理系統的集成能力管理。

圖2 基于RFID的白酒生產過程管控系統軟件結構

圖3 功能模塊結構

3.3.2 原材料管理

其主要功能包括采購管理、原材料質量分析和供應商管理建立從采購原料、原料分析、供應商的一序列智能化管理。采購管理主要是為白酒企業采購生產白酒所需要的材料。原材料質量分析是對采購回來的原材料進行質量分析并記錄，為后續工序提供數據支持。供應商管理是對白酒生產企業的供應商合作伙伴建立和保持聯系，為原材料的采購建立數據基礎。

3.3.3 生產計劃管理

其主要功能包括主計劃、物料需求計劃和生產任務管理。主計劃提供白酒生產企業對白酒企業的計劃進行一序列的有序管理。物料需求計劃是白酒生產企業對主計劃提供物

料上的計劃支持，為白酒生產提供物料的準備。生產任務管理是對白酒生產企業在生產過程中對生產任務的有序、只能化的管理，為白酒生產企業提供一個高現代化的生產計劃管理。

3.3.4 加工管理

其主要功能包括曲室管理、釀造管理、窖藏管理、灌裝管理、包裝管理。曲室管理主要是負責白酒在生產過程中原料在曲室的信息進行管理和監控。釀造管理、窖藏管理、灌裝管理和包裝管理同曲室管理一樣記錄白酒生產過程中白酒原料的信息變化，以及每一個工序的完成情況，以便非常形象的給管理者展示。

3.3.5 生產質量管理

其主要功能包括質量標準管理、工序質量檢測和工序質量管理。質量標準管理是為白酒企業在生產過程對每一個車間建立一個質量標準，對這些標準進行有效的管理。工序質量檢測是對白酒企業在生產過程中每一個工序完成后進行質量的檢測并記錄保存，為管理者提供視覺化的數據支持。工序質量管理是為白酒生產企業的各個工序上的負責人提供白酒在生產工程中各工序上的查詢。

3.3.6 制造資源管理

其主要功能包括生產設備管理、生產工具管理、人力資源管理和車間文檔管理。生產設備管理是對白酒生產企業過程中，管理所有的設備信息，實時上報每一臺設備的運行情況，最合理的有效的支持白酒生產。生產工具管理是在白酒生產過程中，對生產工具進行有效的管理以便于合理的利用生產工具。人力資源管理則是管理白酒企業的人員信息，掌握每一個員工的動態，包括其工資、婚否、政治面貌等信息。車間文檔管理則是記錄每一個車間所加工的產品信息，為企業提供數據的保障，同時為企業高層的提供數據。

3.3.7 倉儲信息管理

其主要功能包括原料倉儲管理、包裝材料倉儲管理和成品倉儲管理。原材料倉儲管理是對白酒生產企業的原材料進行管理，合理分配利用白酒企業的原材料，使其能達到一個最優化的配置，同時及時掌握白酒企業原料的情況。包裝材料倉儲管理是對生產白酒過程中所需要的一些包裝材料進行管理，保障白酒企業生產白酒的勝利生產。成品倉儲管理是對白酒生產企業生產的白酒成品進行管理，監控白酒成品的倉庫動態，分析企業的生產狀況，智能化的管理。

3.3.8 生產信息交互管理

其主要功能包括現場數據采集和電子看板。現場數據采集是通過RFID采集現場的所有數據，并為其他模塊提供數據支持。電子看板是白酒生產企業在車間現場和指揮所提供現場數據的真實記錄，并動態的顯示。

3.3.9 報表中心

其主要功能包括生產進度報表、生產過程質量報表、物流庫存報表、營銷報表和竄貨報表。所有的報表數據都為白酒生產企業提供報表支持，并為企業提供決策支持。

4 系統實現

本系統從現狀分析，需求分析、整體方案解決，軟件架構設計和功能模塊設計著手，設計并開發基于RFID技術的白酒生產管控系統，該系統采用的采用Java語言基于J2EE架構進行開發，選用Eclipse開發平臺，WebLogic服務器，數據庫為Oracle 11g數據庫。前端開發采用Flex，給白酒企業用戶提供各種訪問功能并適時掌握企業的生產信息。為白酒企業帶來了全所未有的改變，在世界市場上有了競爭的能力。

5 結語

本文主要從白酒生產企業的生產現狀、需求分析入手，研究出系統設計的整體解決方案、系統軟件架構和系統功能模塊，并采用相應的開發語言及相應的技術實現對白酒生產企業的生產管控系統。該系統的設計實現了我國白酒生產企業生產管控技術落后的局面，提高了我國白酒企業在市場上的競爭力。

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