RFID技术在离散制造企业的应用研究

潘菊

射频识别即RFID(Radio FrequencyIdentification)技术，是当今非常流行的一种信息采集和自动识别技术，它是通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。此技术的运用无需在识别系统和特定目标之间建立机械或光学接触，因而实施非常方便。电子标签本身非常薄而且柔软，所以电子标签适合与多种介质结合，做成各种形状的识别标示。由于电子标签突破了识别标示必须做成PVC卡的应用束缚，成本较以往也大大地的降低了，因而应用空间非常广阔，例如：2010年上海世博会门票采用RFID技術；成都利用RFID24小时监控1340余枚放射源，以及公交地铁、图书馆、养猪场等场所都已有运用。RFID技术运用离散制造业生产作业过程中，能够快速、准确地实现信息的收集，实现对数据的实时监控，生产现场管理；产品质量跟踪，生产成本的控制，实现制造企业中的个性化柔性生产，降低废品率，提高企业的收益和管理升级，因而非常值得运用和推广。

1需求分析

以笔者调研的一家小型离散制造企业为研究对象，公司占地面积10000m²，在职员工约60人。公司主要生产专业液压工具，包括液压动力站、液压破碎锤，液压大力剪和各种属具焊接件，产品广泛应用在公路建设、市政建设、抢险救灾等领域。主要加工工艺如图1。

目前该工厂实施的Navisio系统主要基于计划层面，管理层无法实时地获取车间实际生产中的各种真实数据，使得工厂在具体生产流程与控制环节上出现了管理空白。

RFID在该工厂的运用目标：结合现有Navision系统，通过整合RFID自动识别技术，为整个生产过程管理获取实时精确的数据，使企业向生产制造柔性化和管理精细化方向发展，来提高应对市场的实时性和灵活性，改善生产线的运行效率以及企业内部业务的协同能力，从而使制造企业获得质量、时间、成本竞争能力。

2总体方案设计

RFID的应用按三大模块设计：车间现场管理、质量过程控制、成本分析和控制。主要流程如下。

(1)由工单驱动排产，将排产的结果准备工序物料、工序、工单输入电子信息库。

(2)车间依据工序物料电子信息扫描领料，车间操作人员工序完工后扫描工序完成信息，质量信息。

(3)生产完工后，入库人员扫描工单入库电子信息办理入库。物料信息，工序信息，成品信息同时更新到成本信息和工单信息，从而构成了一个完整的闭环。

3分系统方案设计

模块一：车间现场管理。

由于产品的特性，目前在生产过程中，在制品的流动较频繁，操作自动化程度也不高，其中的焊接、装配环节基本上都是手工操作。车间物料管理和生产情况基本上是用标牌手工记录和EXCEL管理工具，录入和统计工作非常繁琐，需要投入较多的人力，且容易出错或记录不详，产生许多控制的盲点和漏洞。利用RFID技术可将车间现场的黑箱作业信息透明，及时、准确地传送到此模块，车间管理人员利用获得信息，进行分析调整，改善生产问题，从而增强现场管理的敏捷性和柔性。同时。在来料、半成品和成品仓库管理方面，通过RFID技术，可以更方便的将种类繁多的物料和工件分类，并结合现场布局，工艺路线以及“先进先出”的原则，优化分类和存放的方式方法，提高现场的整洁度，并减少无生产价值的移动和搬运等作业。从而进一步提高生产效率。

模块二：质量过程控制。

过程是指从原材料进厂到成品出厂当中所经历的所有步骤与环节，过程控制主要是对过程参数的控制和对关键特性的控制。对于离散制造企业，产品往往是多品种、少批量、加工周期长。用传统的手工记录来进行质理控制，追溯性差，也不便于质量缺陷的有效控制。RFID技术的运用，可以采集批号信息，记录和跟踪生产日期、生产的设备、机器操作人员等，直接传送到质量过程控制模块，所以当有质量问题发生时，现场工程师能迅速追溯到的相应的生产环节，根据现象分析原因，及时采取现场补救或调整的措施。同时，通过收集的批量信息，质量管理人员可以结合鱼骨图、直方图，帕累托控制图等质量管理工具，按月或按工件的生产周期来汇总、分析产生质量缺陷的原因，提出改进质量过程控制的中、长期有效方案，如设计新的工装、调整加工顺序等等，从而稳定质量，提高成品率。

模块三：成本分析和控制。

目前公司采用的是年度标准成本法。由于生产现场数据的采集量大，原材料发放，工单的输入，生产的入库，最后制造成本的分摊，成品入库的存货价值，月底在制品的价值，会占用成本会计人员大量核对时间(数据的错误在成本核算时发现)，而获得的成本信息，已经滞后，只是历史数据，指导企业运营的价值被削弱。将RFID技术完全集成到车间管理现场，通过设计工序物料条码，及时采集成品的物料成本，工序电子信息，及时采集人工成本、制造成本、外协加工成本；由工序物料、工序、采集WIP存货价值。由工单入库电子信息，及时采集成品入库的存货价值，在制品余额。实时的获得工单的成本数据，不仅节约人员稽核数据的时间，关键是事后管理，前移为事中或事前管理。

4结语

RFID技术在生产过程中的应用主要涉及到三个关键技术；生产线应用的布局，电子信息设计，BOM与工单设计，我国在RFID标签芯片设计方面的技术也相当成熟。结合离散制造业生产作业的特点，设计合适的运用方案和措施，在制造企业，特别是追求“零缺陷”的贵重和精密产品制造企业中，会带来显著的收益，同时这一技术的运用普及，也会将我国制造业的整体管理水来推向一个新的高度。