RFID技术在西服生产订单跟踪管理中的应用研究

石美红，李 楠，马 静，朱欣娟

(1.西安工程大学 计算机科学学院，陕西 西安 710048；2.山东如意济宁服装公司，山东 济宁 272000)

RFID技术在西服生产订单跟踪管理中的应用研究

石美红1，李 楠1，马 静2，朱欣娟1

(1.西安工程大学 计算机科学学院，陕西 西安 710048；2.山东如意济宁服装公司，山东 济宁 272000)

为了保质保量按期完成客户的西服订单任务，解决当前生产现场采集的数据孤立无序、实时性不高、生产订单跟踪困难等问题，在分析了现有的生产过程管理现状与需求的基础上，研究与开发了一种基于RFID的西服生产订单跟踪管理系统。介绍了由生产现场对象层、RFID对象识别层、生产过程管理层、企业管理层组成的系统总体架构，并结合企业实际生产特点，给出了西服生产线上RFID布局点方案。对系统实现的关键技术，包括数据预处理技术、生产信息模型的构建进行了研究和分析，给出了系统功能模块的设计与实现过程。经某服装企业的实际应用，结果表明，该系统不仅有效地增强了生产过程的管控能力，实现了生产订单跟踪，而且，也解决了企业生产管理信息上下层间的“断层”问题。

西服；射频识别；数据预处理；订单跟踪

0 引 言

现有的西服生产管理模式中，大都采用以条码技术或人工方式获取生产过程信息[1]，难以保证实时性与精确性。面对日益增大的生产压力，在西服生产过程中如何建立一个有效快捷的订单跟踪系统，已成为西服生产企业的核心要求[1-2]。目前，将RFID技术应用在不同领域，为物流、仓库、生产等管理发挥了积极作用。例如，文献[3]将RFID技术运用到农作物物流过程中，实现了农产品的有效追踪；文献[4]将RFID技术运用到仓库管理中，实现入库、出库的实时跟踪；文献[5]将RFID技术应用在医药物流管理中，以实现医药的智能化配送。在服装领域，文献[6]将RFID技术应用到服装仓库管理中，实现仓库的智能配送管理；文献[7]将RFID技术应用于服装生产线监控管理中，完成服装生产的实时监控；文献[8-9]将RFID技术应用于个人医疗保健的智能管理中；Shi等[10]通过在出口集装箱上嵌入RFID，实现物流的跟踪管理。

结合某服装企业的实际需求，采用RFID技术，通过西服生产过程的数据采集和处理，实现生产订单跟踪管理，为提高生产过程的管控能力、保质保量地按期完成客户的产品订单任务提供了重要支撑。

1 系统需求分析

目前，在西服生产过程中，主要涉及到面料运输、西服加工等活动[11]。通过分析发现，在西服生产过程管理中存在以下问题：

(1)数据采集的实时性差。据调查，旺季平均每条生产线中的西服制品大约在4 000件左右[12]，生产数据量大，但车间内大都采用条码技术或人工记录的方式记录生产过程的数据，导致采集的数据记录不仅孤立无序，而且实时性差，难以对西服生产过程进行有效管理[13]。

(2)订单跟踪困难。西服生产中一个订单通常对应很多随工单[14]，而每张随工单对应多件西服在制品，分散在车间内的各生产线的各工序中，因无法获取生产过程的实时数据，导致无法有效地跟踪西服订单生产进度。

2 基于RFID技术的西服生产订单跟踪管理应用方案设计

2.1 系统总体架构

根据企业存在的问题与实际需求，提出了一种基于RFID技术的西服生产过程订单跟踪管理的解决方案，其主要思想是：在西服制造企业内部，通过绑定衣片与电子标签，完成西服半成品、成品生产过程的数据采集，并将生产现场的数据信息实时反馈给企业管理层，与ERP系统的生产计划信息对接，实现西服生产过程的订单跟踪。系统框架如图1所示，它由生产现场对象、RFID对象识别层、生产过程管理层与企业管理层四个部分构成。

(1)生产现场对象：指西服生产中所需的衣片、半成品等[15-16]。首先进行电子标签的初始化设置，给生产现场对象嵌入相应的电子标签，为生产过程中的实时数据采集做准备。

(2)RFID对象识别层：负责生产过程中的数据采集、处理、上传与存储。当嵌有电子标签的对象进入到RFID读写器的工作范围时，读写器对标签上的数据进行自动采集，对数据进行预处理后上传存储到系统的数据库中。

(3)西服生产过程管理层：将采集的西服生产过程的数据映射到对应西服的订单号、生产计划号、加工工艺和车间位置等相关业务数据中，实现西服在生产过程中的订单跟踪。

图1 系统框架

(4)企业管理层：根据所提供的生产过程业务数据，进行统计分析，监控订单生产执行进度，确保按期完成客户的产品订单生产。

2.2 在西服生产线上RFID布局点的方案设计

为了满足订单跟踪需求，结合企业实际生产特点，确定了在裁剪、缝制与整烫车间中的RFID应用方案：裁剪车间在衣片打包处，设置RFID读写器，实现RFID技术对其裁片包的发放与管理；由于西服生产工序的复杂性与多变性，根据缝制工艺特点，在西服质检点处设置RFID读写器，完成缝制工艺的生产过程跟踪；整烫车间并不是西服生产过程的瓶颈，不用对其每道工序进行监控，仅在成品入库设置RFID读写器。在西服生产线的RFID布局配置图如图2所示。

2.3 基于RFID的西服订单跟踪流程

西服生产过程管理在应用RFID技术后，其订单跟踪流程如下：

(1)RFID标签的发放处。在裁剪车间的打包处，对每一个裁剪片组中的各个单片缝上一张RFID标签，与ERP系统和生产计划相结合，将西服生产的相关信息写入RFID标签中，诸如订单号、生产计划号、货号与序列号等。

(2)缝制的生产信息记录。当嵌有RFID标签的衣片包进入缝制车间内时，RFID读写器记录其开始时间；当衣片包通过绱领、绱袖同大身缝制的两个衣片交汇点处设定的RFID读写器时，读写器自动对已完成的工序进行标记；当通过缝制车间与整烫车间交接点处设定的RFID读写器时，读写器自动记录该西服完成缝制工序的时间。

图2 RFID读写器布置点配置图

(3)整烫的生产信息记录。整烫后的西服成品通过在仓库与整烫车间之间的交接点处设定的一个RFID读写器时，读写器自动对该西服完成整烫作业的时间进行记录。

(4)回收标签。加工工作完成后，成品入库时，将回收使用完的标签，同时删除其上面的标签信息，为下一次的使用做好准备。

在整个西服生产过程中，分别在裁剪车间和仓库车间打包处增添发放与摘除电子标签的作业点，其他车间的各个环节基本上不需要额外分配人员进行管理，即可自动完成从缝制到整烫生产过程数据的实时采集与跟踪。

3 数据预处理技术

3.1 预处理技术

3.1.1 标签数据的特征

在该系统中，终端设备最终采集到的数据分为标签编码、读写器代号与读入时间三种，但是RFID设备读取的标签数据通常含有非常多的冗余数据[16]，这种现象是由RFID自身属性决定的。其中包括：在西服生产应用中，为了全面控制与减少漏读率，通常会部署多个阅读器，造成了一个RFID标签在同一时间被多个读写器读取并上传到数据库的现象；有时虽然标签不在读写器的有效范围内，但也会被读写器错误读取，造成错读的结果。

3.1.2 数据预处理方法

针对标签数据的特征，采用时分多址和数据协调方法。即为每个读写器划分不同时段来对数据进行读取，避免了它们间的相互干扰，然后采用数据协调方法，对系统中的冗余数据进行删除，其具体步骤为：

(1)将多个标签数据信息写入到DBM数据库中，根据数字码的值对其进行排序；

(2)当出现相同数字码时，按时间先后进行排序；

(3)系统通过数字码与时间上的比对，在设定的阈值控制下，删除冗余数据。

3.2 生产信息模型的建立

生产信息模型是建立西服个体与RFID标签一一对应的关系。西服个体对应有生产计划号、订单号、货号与产品序列号属性数据。建立步骤如下：

(1)定义RFID标签实体。

定义RFID标签实体的属性为标签编号、标签编码、发放标记和备注。标签编号为RFID标签实体的主标识；标签编码为标签发放时通过读写器向标签中写入的代码；发放标记记录了某一标签是否被发放。

(2)定义标签编码格式。

西服个体来自客户订单，每个订单中包含一个或若干个货号的产品，每个货号又包含不同产品。所以，标签编号格式定义依赖于订单号和货号，一般以订单号、货号加上产品序列号进行表示。例如，某西服个体的订单号为07ST135B，货号为20150004，产品序号为00001，则此产品的标签编码为：

07ST135B2015000400001。

(3)建立数据模型。

为了能将标签与生产信息的数据模型关联起来，定义了生产数据模型的五个实体，分别为“标签”、“产品”、“产品货号”、“生产计划”和“生产计划明细”。其中，经过框内的四个实体间的关联，可以实现用生产计划号和产品编号来唯一标识某件西服。再与框外的“标签”实体进行关联，就可实现标签与西服个体的唯一标识。生产信息描述与处理模型如图3所示。

图3 生产数据信息处理模型

4 系统开发与实现

4.1 系统功能模块设计

系统功能模型如图4所示。

图4 西服生产管理系统功能模型

(1)基础数据模块:重点是针对西服生产订单跟踪管理系统中基本数据的实时维护与管理。实现货号信息管理，可以对该货号中的产品信息进行查看；对西服生产企业中存在的工位类型名称与代号进行查询与修改；实现对生产车间、生产流水线、工段的组织名称与代号定义与编码。

(2)RFID应用配置模块:针对西服生产过程中某西服具体的工艺路线，定义该工艺路线中所要监控的工序号，实现各个监控点与具体工序的关联。

(3)数据采集模块：主要任务是通过RFID读写设备采集西服生产过程信息，包括工序号、开始时间、结束时间等数据。

(4)订单跟踪管理模块:根据RFID技术采集的数据，实现各订单从原材料到西服成品过程的全面跟踪，完成订单执行的进度监控。

(5)系统接口模块:设计分为与ERP系统的接口设计和与RFID应用系统的接口设计。前者主要负责接收ERP下达的生产计划任务，同时向ERP系统反馈生产计划执行情况；后者主要采用RFID中间件技术，负责连接RFID读写器，并获取标签数据。

4.2 系统运行实例

基于RFID技术的西服生产订单跟踪管理系统软件采用Visual Studio 2013，客户端软件是基于Struts、Spring、Hibernate框架技术，Web服务器软件采用Tomcat7.0，数据库采用Microsoft SQL Server 2013。

图5与图6分别是系统运行中采集到的实时数据与标签流数据。

5 结束语

随着市场竞争的加剧，客户对产品的交期要求越来越高，迫使企业把产品制造的整个生产流通过程和各个环节的真实信息“透明化”。结合西服生产业务需求，采用先进的RFID技术，设计与实现了西服生产订单跟踪管理系统，充分体现了生产过程管理的信息化，节省了人力资源，降低了工作负担，提高了生产过程管理的能力。

图5 采集的实时数据

图6 跟踪的标签流数据

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Application of RFID Technology in Suit Production Order Tracking Management

SHI Mei-hong1，LI Nan1，MA Jing2，ZHU Xin-juan1

(1.College of Computer Science，Xi’an Polytechnic University，Xi’an 710048,China；2.Shandong Jining Ruyi Garment Company，Jining 272000,China)

In order to complete the suit order task of customers on schedule qualitatively and quantitatively and solve the problem of data isolation and disordering,poor real-time and hardly production orders tracking in production sites collection,a system of suit production orders tracking and management based on RFID technology is researched and developed on the basis of the analysis of existing production process management status and demand.The overall system architecture is introduced which contains production object layer,RFID object recognition layer,production process management layer and enterprise management layer.Connecting with the practical situation,a RFID layout scheme is given on the production suit lines.Then the key technologies of the system implementation like data preprocessing,establishment of production information model is researched and analyzed,putting forward the design and implementation of the basic function modules.Through the application of a garment enterprise,it is indicated that the system can not only track the suit production orders and improve capacity of production process management,but also solve the “fault” problem between contexts of the enterprise management information systems.

suit；RFID；data preprocessing；order tracking

2016-05-12

2016-08-17 网络出版时间：2017-07-05

国家“十二五”国家科技支撑计划项目(2014BAF07B01)；中国纺织工业联合会指导项目(2014066)

石美红(1956-)，女，教授，通信作者，研究方向为智能信息处理、模式识别；李 楠(1988-)，男，硕士生，研究方向为智能信息处理。

http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20170705.1649.008.html

TP391

A

1673-629X(2017)08-0182-05

10.3969/j.issn.1673-629X.2017.08.038