隨著制造業(yè)市場競爭的日益激烈，企業(yè)迫切要求持續(xù)提高對市場的反應能力，提高企業(yè)的競爭力。由于RFID技術具有非接觸、輸入速度快、準確度高、可靠性強等優(yōu)點，突破了數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)采集的”瓶頸“問題，因此采用RFID技術可以自動跟蹤在制品（正在制造的產品，包括構件、半成品、產成品等）的實時分布狀況，進行產品和在制品的身份認證和標識。將RFID和現(xiàn)有的MES、ERP、CRM和IDM等信息系統(tǒng)結合，建立起更為強大的供應信息鏈，對進料、WIP、包裝、運輸和倉儲直到最后發(fā)送至供應鏈的下一環(huán)節(jié)，進行全方位和全程的可視化跟蹤，使得在生產過程和存儲運輸過程中對在制品的跟蹤以及成品的質量追溯更為清晰有據(jù)，有助于企業(yè)降低產品缺陷率，縮短產品制造的周期，降低生產成本，提高生產效率，提升企業(yè)在市場上的綜合競爭力。

離散制造業(yè)生產線現(xiàn)狀

在制造領域，一些國際組織已提出了基于RFID的應用體系架構，如IBM、SAP、微軟、QAD、SSA、思博等國際IT巨頭已于2004年推出了RFID與ERP系統(tǒng)的集成方案，相關的測試和應用推廣工作正在進行中。總體而言，目前RFID技術的應用研究正從供應鏈進入制造過程的核心。現(xiàn)有的應用架構采取的策略是，在工廠車間環(huán)節(jié)逐步采用RFID技術，IT支持商從中獲取信息并傳遞到現(xiàn)有的、已驗證和工業(yè)加強的控制系統(tǒng)基礎結構，與配置RFID功能的供應鏈協(xié)調。

在不需要更新已有的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和制造信息系統(tǒng)（MIS）的情況下，就可以發(fā)送準確、可靠的實時信息流，從而創(chuàng)造附加效益，提高生產率并大幅度地節(jié)省投資。

我國的離散型制造主要集中在機械加工、電子元器件制造、汽車、服裝、家具、五金、醫(yī)療設備、玩具等行業(yè)，其生產特點是生產周期較長，產品結構復雜，工藝路線和設備配置非常靈活，臨時插單現(xiàn)象多，零部件種類繁多，產品的質量和生產率很大程度依賴于工人的技術水平，自動化主要用于單元級，例如數(shù)控機床、柔性制造系統(tǒng)等。

目前，國內已有企業(yè)在應用RFID技術方面做了有益的嘗試，如青島海爾公司的冰箱生產線使用了工業(yè)級讀寫器進行產品信息采集，天津豐田汽車公司皇冠車生產線中也使用了RFID讀寫器產品進行管理。與國外應用水平較高的企業(yè)相比，國內的應用水平還處于較初級的階段，多局限于將MES系統(tǒng)與RFID數(shù)據(jù)采集進行集成，以進行全程監(jiān)控制造過程，其實現(xiàn)方法是在MES系統(tǒng)中預先設定各種制造控制規(guī)則，利用條碼/RFID等自動化數(shù)據(jù)采集手段實時采集生產線數(shù)據(jù)，并在制造過程中對采集的數(shù)據(jù)進行實時校驗，以實時減少差錯并改進關鍵績效指標。同時將執(zhí)行情況匯總到計劃層，從而形成完整、閉環(huán)的生產信息流。

因此，研究應用RFID技術，探索重組企業(yè)信息流，更大限度地發(fā)揮我國制造業(yè)現(xiàn)有資源優(yōu)勢，推動企業(yè)技術進步及傳統(tǒng)制造業(yè)的升級換代的可行方案與模式，已成為當務之急。

基于RFID技術的生產管理流程針對完善離散制造行業(yè)制造流程規(guī)劃的目標，研究從產品制造周期角度建立以物流載體和信息流載體系統(tǒng)的規(guī)劃為主要內容的制造流程規(guī)劃框架體系，建立基于集成情境的物流和信息流的同步融合模型，進而研究RFID在離散制造業(yè)生產線應用的整體解決方案。

以RFID標簽所承載的信息作為生產產品（包括原材料）的身份信息，將ERP理念綜合MES先進思想對制造業(yè)產品的全生命周期生產過程進行自動跟蹤與管理，實現(xiàn)產品從訂單形成、車間制造、成品入庫、銷售出廠到用戶的整個過程清晰的控制和管理，其系統(tǒng)總體框。

以物流載體和信息流載體的規(guī)劃來實現(xiàn)制造流程規(guī)劃，從而建立優(yōu)化的RFID應用模式及實時動態(tài)信息過程模型、物流和信息流的同步融合模型。

以車間每個工序作為信息的采集單元，根據(jù)訂單和生產能力制定生產計劃，將日計劃下達到各個工序組織生產，通過RFID卡實現(xiàn)各生產批次的生成與管理。通過研制的智能數(shù)據(jù)采集終端實時查詢生產計劃及其加工工藝信息并實時提交設備、首檢及加工信息，建立基于RFID的零件分揀平臺。

智能數(shù)據(jù)采集終端即將RFID技術應用到車間生產管理系統(tǒng)，采用RFID來存儲的身份信息與產品的批次信息，同時集成其他數(shù)據(jù)采集與錄入功能，實現(xiàn)零配件批號生成與管理以及生產計劃、生產工藝、生產狀態(tài)信息、生產設備信息、質量分析信息的在線查詢、顯示、錄人，實現(xiàn)車間的無紙化作業(yè)；通過設計不同的通信協(xié)議可適應不同系統(tǒng)管理軟件的實時通訊與系統(tǒng)集成。在首檢、巡檢等環(huán)節(jié)，采用無線通信方式可增加終端使用的靈活性與多功能性，并設計、開發(fā)無線串口和手持終端，終端外觀根據(jù)人機交互原理與用戶界面設計原則進行設計。

基于RFID的在制品追蹤與管理模塊實現(xiàn)對物料（零部件、外協(xié)件、替換件以及生產過程中產生的邊、角、余料和廢料等）的批次/個體在生產線上推移、傳遞、消耗、轉化等信息的采集、記錄、跟蹤、整理、分析和共享等信息管理功能；實現(xiàn)對在制品的生產批次/個體在生產線上的過程狀況的采集和記錄，建立產品個體實時檔案，并實現(xiàn)對產品個檔的記錄追加、跟蹤、反饋、整理、分析和共享等信息管理功能，重點包含”個體產品“在制過程的信息管理（料號、人員、工藝、參數(shù)、工序、測試等）和”批次產品“在制過程的信息管理（批號、進度、良率、品質、生產績效等），以便進行產品質量追溯。

基于RFID的零件分揀平臺使零件從生產線下來后，直接上鉤，通過閱讀器對零件進行身份定義，經

過后續(xù)處理區(qū)間到達包裝區(qū)間，再由閱讀器識別零件身份，自動分揀，實現(xiàn)所有成品混型輸出，生產線、后續(xù)處理和包裝線之間無縫連接，零件分揀準確可靠，實現(xiàn)生產過程中零件的零庫存和設備負荷均衡化。

與PDM、ERP 等上層軟件的數(shù)據(jù)融合問題，主要通過理解基于RFID技術的離散制造業(yè)務流程和所涉及的動態(tài)數(shù)據(jù)，包括：過程數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)；引入PML技術，研究基于PML的離散制造過程動態(tài)數(shù)據(jù)的封裝、解析和轉換，從語義和結構上理解數(shù)據(jù)，建立PML到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的映射，為動態(tài)數(shù)據(jù)的管理提供基礎支撐；應用SOA架構和Web服務技術，研究離散制造動態(tài)數(shù)據(jù)的采集、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、組合、分發(fā)、獲取等各種服務實現(xiàn)。數(shù)據(jù)交換技術的方案如圖2所示。

面向離散制造業(yè)的RFID中間件主要包括開發(fā)兼容性好的硬件設備連接組件和離散制造業(yè)組件，其技術路線如圖3所示。

應用前景

RFID技術的應用正從供應鏈進入制造過程的核心，通過在工廠車間層逐步采用R F I D技術，制造商可以無縫且不間斷地集成從RFID 捕獲的信息并鏈接到現(xiàn)有的、已驗證和工業(yè)加強的控制系統(tǒng)基礎結構，與配置R F I D功能的供應鏈協(xié)調，不需要更新已有的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和制造信息系統(tǒng)（MIS）就可以發(fā)送準確、可靠的實時信息流，從而創(chuàng)造附加值，提高生產率和大幅度地節(jié)省投資。