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基于RFID的MES系統應用研究

發布時間:2019-11-19 14:54   類型:解決方案   人瀏覽
1 引言 在我國已實現數字化管理的企業中,超過50%通過使用條碼作為產品的唯一標記,通過條碼識別方式追蹤該產品的生命周期。但條碼識別方式因其本身存在缺陷[1],常常為企業管理人員帶來一系列問題難以解決: (1)條碼無法實現實時監控,生產進度將難以掌握,平衡生產線、實時解決生產瓶頸無法實現。 (2)使用條碼作為工人計件工資的證據,每個工序需額外消耗動作時間,企業合計每天損失大量工時。 (3)條碼一般是紙制品,通過條碼打印機打印出來。一旦印刷不清晰、有折疊痕跡、甚至出現破損等問題時,條碼槍便很難識別。統計人員經常會為遇到不能識別的條碼頭痛。 (4)企業上一套系統為的是規范管理、降低成本,使用了條碼,反而因條碼本身缺陷問題增加了企業的負擔。 2 MES系統設計 2.1 MES系統設計目標 (1)基于RFID技術,讓MES實現生產流水線的每個工序的生產狀況以及在生產過程中的數據操作的準確化和系統化,建立產品生產控制跟蹤,實現從原材料到半成品到產品的可監控可追溯,提升現場管理水平,提高成品一次下線合格率和生產效率,促進生產組織管理精細化,提高產品制造質量,降低制造資源消耗[2]。 (2)針對企業現場實際考慮,設計引入ZigBee(IEEE 802.15.4)工業級無線通訊技術作為實時數據傳輸的基礎。無線通訊結合RFID,提供高速獲取原始刷卡數據,簡易的數據接入辦法,可幫助企業實時獲得生產線信息以及工人效能,讓客戶隨時隨地了解訂單生產進度、員工表現、工位狀態、在制品數量等各方面的綜合信息,快速找到并解決生產減速環節、平衡各個生產線。 (3)實時數據采集還應該具有品質改善、及時預警、效率分析、生產透明、精確追溯、實時防錯等功能。 2.2 系統總體業務流程 圖1所示為基于RFID的MES系統總體業務流程圖。 (1)計劃層(ERP)主要包括產品需求提出、生產計劃生成、生產計劃下達、生產計劃協調,主要完成的是工廠管理層一級的計劃性管理。 (2)通過TCP/IP通信連接技術,經過企業連接器,將生產信息傳輸至MES層,再經過生產調整、訂單下達、訂單協調,經過工廠網絡傳輸至車間執行層。 (3)車間執行層通過對訂單的執行、生產控制、生產監控,生成生產數據,通過TCP/IP網絡再將數據傳輸至MES層。 (4)MES層通過對生產數據的采集,同時具有設備管理、過程質量控制、監控信息發布、生產管理、生產報表生成等一系列管理功能。 (5)MES層最后將整理的信息上傳至計劃層,通過ERP系統進行生產實績,并進行存儲。   圖1 MES系統業務流程圖 2.3 RFID及其硬件部署 圖2所示為MES系統的結構圖。在生產線的每一個工位上安裝部署一臺無線的實時數據采集終端。在每一個生產組的中部位置安裝一臺控制器,通過無線方式接收所管轄組的工位機數據。RFID實時數據采集終端與控制器之間系統采用無線通訊方式,控制器與計算機之間通過RS232連接。   圖2 MES系統結構圖 在生產線的半成品上安裝RFID標簽,為物料、員工都使用RFID卡綁定。當生產線工人完成半成品加工后,通過RFID讀寫器讀取生產線上的半成品信息,實現生產過程的各個流程環節中一物一碼、一人一碼管理[3]。每個員工上

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