1 前言

信息化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化已成為現(xiàn)代制造企業(yè)的鮮明特征。目前國內(nèi)許多企業(yè)都上了ERP系統(tǒng)，但是實(shí)際應(yīng)用效果并不理想。其中最主要的原因是企業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的困難，人工錄入數(shù)據(jù)經(jīng)常出錯(cuò)，導(dǎo)致生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的障礙。

目前，ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)制造管理模塊，生產(chǎn)計(jì)劃和工藝只能下達(dá)到品種或者車間。生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)管理一直處于黑箱作業(yè)的狀態(tài)，這已無法滿足今天復(fù)雜多變的競爭需要。因此如何將此黑箱作業(yè)透明化，找出任何影響產(chǎn)品品質(zhì)和成本的問題，提高計(jì)劃的實(shí)時(shí)性和靈活性，同時(shí)又能改善生產(chǎn)線的運(yùn)行效率已成為每個(gè)企業(yè)所關(guān)心的問題。

射頻識(shí)別技術(shù)(RFID：Radio Frequency Identification)? 可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)采集，可以對(duì)車間的生產(chǎn)信息提供實(shí)時(shí)反饋，加強(qiáng)對(duì)加工數(shù)據(jù)的分析和監(jiān)控，加強(qiáng)車間生產(chǎn)控制，全面反映生產(chǎn)過程狀態(tài)信息，有效敏捷地指導(dǎo)生產(chǎn)。

2 RFID技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中的應(yīng)用

2．1 RFID技術(shù)

RFID是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。典型的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽(Tag)、讀寫器(Read／ te Device)組成。

RFID電子標(biāo)簽晗 是一種帶有天線的集成電路Ic芯片，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Ic上，標(biāo)簽上的信息通過無線電頻率與外部通信。RFID電子標(biāo)簽的尺寸、操作模式、精度都有很多種類，成本也差異很大，可根據(jù)不同企業(yè)的需求先用不同的種類。

RFID讀寫器 由一個(gè)或多個(gè)接受／發(fā)送信號(hào)的天線和對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解碼的微處理器組成。經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)經(jīng)由常規(guī)的纜線或局域無線網(wǎng)絡(luò)WLEN與ERP系統(tǒng)主機(jī)相聯(lián)。RFID讀寫器可以是移動(dòng)的手持終端，也可以是安裝在某個(gè)位置上的固定終端，如工廠的入口、到貨庫房的大門、貨架或生產(chǎn)線上。

RFID系統(tǒng)工作原理如圖所示：從圖l中可看出閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)；當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，向閱讀器發(fā)送出自身編碼等信息；閱讀器采集信息、解碼之后，將信息／數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理。

圖1 RFID系統(tǒng)工作原理
2．2 RFID技術(shù)與傳統(tǒng)條碼技術(shù)

目前應(yīng)用最廣泛的是傳統(tǒng)的條碼技術(shù)。國內(nèi)制造業(yè)中有80％的企業(yè)不同程度的應(yīng)用條碼技術(shù)進(jìn)行信息傳遞。在實(shí)際應(yīng)用中由于傳統(tǒng)條碼的容量有限，在進(jìn)行信息傳遞時(shí)必須可視聯(lián)系，在生產(chǎn)過程中需要手動(dòng)修改和更新，大大降低信息傳遞的效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率。RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在更小的空間存儲(chǔ)更多的信息。 RFID電子標(biāo)簽就相當(dāng)于一個(gè)便攜的數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的描述，可以隨著人、包裝物、工件、文件、卡片或標(biāo)簽旅行。此外它還具有壽命長、讀取距離大、可引入加密機(jī)制、高可靠性、具有糾錯(cuò)功能、可表示圖像數(shù)據(jù)和表示多種語言文字信息等特點(diǎn)。

RFID電子標(biāo)簽的信息通過無線電頻率收發(fā)。RFID在對(duì)象和讀寫器之間不需要條碼所必須的可視的聯(lián)系。從而可以在元人照管的情況下完成識(shí)別和信息存儲(chǔ)過程。RFID可以穿過包裝物、運(yùn)輸容器和金屬之外的多種材料讀出。可以同時(shí)讀出多個(gè)標(biāo)簽的信息。RFID技術(shù)的這種“非接觸式”信息采集的方式和電子標(biāo)簽充當(dāng)“移動(dòng)的信息載體”的特點(diǎn)，大大提高了信息的傳遞速度，有效的提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率、市場(chǎng)競爭能力和綜合競爭力。

2．3 RFID技術(shù)在ERP系統(tǒng)中的應(yīng)用

2．3．1 目前ERP系統(tǒng)存在的問題

目前，我國已經(jīng)實(shí)施ERP的部分制造企業(yè)，其應(yīng)用效果并不理想。其中最為重要的一個(gè)原因是企業(yè)在生產(chǎn)制造過程中對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集非常困難。如果采用人工方式錄入生產(chǎn)數(shù)據(jù)往往容易出錯(cuò)，同時(shí)也失去了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。如果ERP系統(tǒng)運(yùn)行在缺少準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，那么用ERP系統(tǒng)來指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的真正作用就很難實(shí)現(xiàn)。

ERP或企業(yè)其它應(yīng)用系統(tǒng)建成運(yùn)行后，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入和信息采集就成為系統(tǒng)即重要又繁重的工作。傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入方式，一般包括識(shí)別、清理和輸入3個(gè)人工環(huán)節(jié)。識(shí)別：對(duì)照預(yù)先打印的清單，從一大堆現(xiàn)實(shí)零件的標(biāo)簽、流水卡或合格證上逐項(xiàng)核對(duì)，然后是清點(diǎn)數(shù)量，記錄結(jié)果；清理：將識(shí)別記錄的數(shù)據(jù)，整理成信息系統(tǒng)要求的格式，也可以認(rèn)為是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒌倪^程；錄人：按信息系統(tǒng)提供的界面錄入到系統(tǒng)中，完成數(shù)據(jù)輸入。這樣的過程大量地出現(xiàn)在定單錄入、采購入庫、產(chǎn)品入庫、配套出庫、物料流轉(zhuǎn)等過程。ERP系統(tǒng)本身無法自動(dòng)識(shí)別這些作業(yè)信息，這樣就形成了ERP系統(tǒng)物流和信息流之間的間隙。要徹底解決ERP系統(tǒng)中物流和信息流的集成問題，最好的方法是應(yīng)用RFID技術(shù)等先進(jìn)數(shù)字識(shí)別技術(shù)。

2．3．2 RFID技術(shù)與ERP 系統(tǒng)集成應(yīng)用的總體架構(gòu)

圖2 RFID技術(shù)與ERP系統(tǒng)集成應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)圖
根據(jù)ERP系統(tǒng)的特點(diǎn)，并結(jié)合先進(jìn)的RFID技術(shù)，本文提出了RFID技術(shù)與ERP系統(tǒng)的集成應(yīng)用解決方案。其中圖2是RFID技術(shù)與ERP系統(tǒng)集成應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖中顯示了系統(tǒng)各層次的架構(gòu)圖，包括軟件平臺(tái)和應(yīng)用模塊體系，以及系統(tǒng)所依賴的硬件平臺(tái)。軟件平臺(tái)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心構(gòu)件，包括一系列實(shí)現(xiàn)各種核心邏輯的構(gòu)件，并封裝成不同的構(gòu)件包：調(diào)度策略構(gòu)件包、界面開發(fā)構(gòu)件包、生產(chǎn)過程模型構(gòu)件包、WIP構(gòu)件包、SPC分析構(gòu)件包、設(shè)備通信接口構(gòu)件包、ERP接口構(gòu)件包、RFID終端構(gòu)件包。應(yīng)用模塊體系建立在軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)的架構(gòu)之上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)具體管理功能，具體包括：生產(chǎn)過程建模、生產(chǎn)計(jì)劃及生產(chǎn)管理、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、物料跟蹤查詢、在制品跟蹤查詢、產(chǎn)品生命周期檔案、質(zhì)量及績效分析查詢、網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

2. 3. 3 RFID技術(shù)與ERP系統(tǒng)集成的硬件平臺(tái)是系統(tǒng)集成應(yīng)用的基礎(chǔ)。這個(gè)硬件平臺(tái)包括：RFID數(shù)據(jù)的集成終端、通信方式。

1)RFID數(shù)據(jù)集成終端RFID DCS終端機(jī)(閱讀器)

將主要安裝在生產(chǎn)線的生產(chǎn)工位上，用于為ERP系統(tǒng)提供有關(guān)物料、制品、設(shè)備狀況、人員信息等方面的信息，同時(shí)也為具體操作者提供作業(yè)信息的雙向溝通。RFID數(shù)據(jù)集成終端需要滿足以下要求：自動(dòng)采集的需要：能無接觸、自動(dòng)采集物料、在制品、工位、人員等信息；數(shù)據(jù)采集環(huán)境的多樣化需要：要求采集設(shè)備、采集終端具有防潮、防油、防雷、放電磁干擾、防熱等性能； 應(yīng)用模塊 現(xiàn)場(chǎng)資料查詢的需要：可查詢生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品批次一等信息； 圖2 RFID技術(shù)與ERP系統(tǒng)集成應(yīng)用的系統(tǒng)架構(gòu)圖信息輸入的需要：設(shè)備狀況信息、加工數(shù)量、加工情況、質(zhì)量信息等。