石美紅，李 楠，馬 靜，朱欣娟

(1.西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048；2.山東如意濟寧服裝公司，山東 濟寧 272000)

RFID技術在西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理中的應用研究

石美紅1，李 楠1，馬 靜2，朱欣娟1

(1.西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048；2.山東如意濟寧服裝公司，山東 濟寧 272000)

為了保質(zhì)保量按期完成客戶的西服訂單任務，解決當前生產(chǎn)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)孤立無序、實時性不高、生產(chǎn)訂單跟蹤困難等問題，在分析了現(xiàn)有的生產(chǎn)過程管理現(xiàn)狀與需求的基礎上，研究與開發(fā)了一種基于RFID的西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)。介紹了由生產(chǎn)現(xiàn)場對象層、RFID對象識別層、生產(chǎn)過程管理層、企業(yè)管理層組成的系統(tǒng)總體架構(gòu)，并結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)特點，給出了西服生產(chǎn)線上RFID布局點方案。對系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術，包括數(shù)據(jù)預處理技術、生產(chǎn)信息模型的構(gòu)建進行了研究和分析，給出了系統(tǒng)功能模塊的設計與實現(xiàn)過程。經(jīng)某服裝企業(yè)的實際應用，結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅有效地增強了生產(chǎn)過程的管控能力，實現(xiàn)了生產(chǎn)訂單跟蹤，而且，也解決了企業(yè)生產(chǎn)管理信息上下層間的“斷層”問題。

西服；射頻識別；數(shù)據(jù)預處理；訂單跟蹤

0 引 言

現(xiàn)有的西服生產(chǎn)管理模式中，大都采用以條碼技術或人工方式獲取生產(chǎn)過程信息[1]，難以保證實時性與精確性。面對日益增大的生產(chǎn)壓力，在西服生產(chǎn)過程中如何建立一個有效快捷的訂單跟蹤系統(tǒng)，已成為西服生產(chǎn)企業(yè)的核心要求[1-2]。目前，將RFID技術應用在不同領域，為物流、倉庫、生產(chǎn)等管理發(fā)揮了積極作用。例如，文獻[3]將RFID技術運用到農(nóng)作物物流過程中，實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品的有效追蹤；文獻[4]將RFID技術運用到倉庫管理中，實現(xiàn)入庫、出庫的實時跟蹤；文獻[5]將RFID技術應用在醫(yī)藥物流管理中，以實現(xiàn)醫(yī)藥的智能化配送。在服裝領域，文獻[6]將RFID技術應用到服裝倉庫管理中，實現(xiàn)倉庫的智能配送管理；文獻[7]將RFID技術應用于服裝生產(chǎn)線監(jiān)控管理中，完成服裝生產(chǎn)的實時監(jiān)控；文獻[8-9]將RFID技術應用于個人醫(yī)療保健的智能管理中；Shi等[10]通過在出口集裝箱上嵌入RFID，實現(xiàn)物流的跟蹤管理。

結(jié)合某服裝企業(yè)的實際需求，采用RFID技術，通過西服生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和處理，實現(xiàn)生產(chǎn)訂單跟蹤管理，為提高生產(chǎn)過程的管控能力、保質(zhì)保量地按期完成客戶的產(chǎn)品訂單任務提供了重要支撐。

1 系統(tǒng)需求分析

目前，在西服生產(chǎn)過程中，主要涉及到面料運輸、西服加工等活動[11]。通過分析發(fā)現(xiàn)，在西服生產(chǎn)過程管理中存在以下問題：

(1)數(shù)據(jù)采集的實時性差。據(jù)調(diào)查，旺季平均每條生產(chǎn)線中的西服制品大約在4 000件左右[12]，生產(chǎn)數(shù)據(jù)量大，但車間內(nèi)大都采用條碼技術或人工記錄的方式記錄生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，導致采集的數(shù)據(jù)記錄不僅孤立無序，而且實時性差，難以對西服生產(chǎn)過程進行有效管理[13]。

(2)訂單跟蹤困難。西服生產(chǎn)中一個訂單通常對應很多隨工單[14]，而每張隨工單對應多件西服在制品，分散在車間內(nèi)的各生產(chǎn)線的各工序中，因無法獲取生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)，導致無法有效地跟蹤西服訂單生產(chǎn)進度。

2 基于RFID技術的西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理應用方案設計

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)企業(yè)存在的問題與實際需求，提出了一種基于RFID技術的西服生產(chǎn)過程訂單跟蹤管理的解決方案，其主要思想是：在西服制造企業(yè)內(nèi)部，通過綁定衣片與電子標簽，完成西服半成品、成品生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集，并將生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息實時反饋給企業(yè)管理層，與ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)計劃信息對接，實現(xiàn)西服生產(chǎn)過程的訂單跟蹤。系統(tǒng)框架如圖1所示，它由生產(chǎn)現(xiàn)場對象、RFID對象識別層、生產(chǎn)過程管理層與企業(yè)管理層四個部分構(gòu)成。

(1)生產(chǎn)現(xiàn)場對象：指西服生產(chǎn)中所需的衣片、半成品等[15-16]。首先進行電子標簽的初始化設置，給生產(chǎn)現(xiàn)場對象嵌入相應的電子標簽，為生產(chǎn)過程中的實時數(shù)據(jù)采集做準備。

(2)RFID對象識別層：負責生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集、處理、上傳與存儲。當嵌有電子標簽的對象進入到RFID讀寫器的工作范圍時，讀寫器對標簽上的數(shù)據(jù)進行自動采集，對數(shù)據(jù)進行預處理后上傳存儲到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

(3)西服生產(chǎn)過程管理層：將采集的西服生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)映射到對應西服的訂單號、生產(chǎn)計劃號、加工工藝和車間位置等相關業(yè)務數(shù)據(jù)中，實現(xiàn)西服在生產(chǎn)過程中的訂單跟蹤。

圖1 系統(tǒng)框架

(4)企業(yè)管理層：根據(jù)所提供的生產(chǎn)過程業(yè)務數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，監(jiān)控訂單生產(chǎn)執(zhí)行進度，確保按期完成客戶的產(chǎn)品訂單生產(chǎn)。

2.2 在西服生產(chǎn)線上RFID布局點的方案設計

為了滿足訂單跟蹤需求，結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)特點，確定了在裁剪、縫制與整燙車間中的RFID應用方案：裁剪車間在衣片打包處，設置RFID讀寫器，實現(xiàn)RFID技術對其裁片包的發(fā)放與管理；由于西服生產(chǎn)工序的復雜性與多變性，根據(jù)縫制工藝特點，在西服質(zhì)檢點處設置RFID讀寫器，完成縫制工藝的生產(chǎn)過程跟蹤；整燙車間并不是西服生產(chǎn)過程的瓶頸，不用對其每道工序進行監(jiān)控，僅在成品入庫設置RFID讀寫器。在西服生產(chǎn)線的RFID布局配置圖如圖2所示。

2.3 基于RFID的西服訂單跟蹤流程

西服生產(chǎn)過程管理在應用RFID技術后，其訂單跟蹤流程如下：

(1)RFID標簽的發(fā)放處。在裁剪車間的打包處，對每一個裁剪片組中的各個單片縫上一張RFID標簽，與ERP系統(tǒng)和生產(chǎn)計劃相結(jié)合，將西服生產(chǎn)的相關信息寫入RFID標簽中，諸如訂單號、生產(chǎn)計劃號、貨號與序列號等。

(2)縫制的生產(chǎn)信息記錄。當嵌有RFID標簽的衣片包進入縫制車間內(nèi)時，RFID讀寫器記錄其開始時間；當衣片包通過绱領、绱袖同大身縫制的兩個衣片交匯點處設定的RFID讀寫器時，讀寫器自動對已完成的工序進行標記；當通過縫制車間與整燙車間交接點處設定的RFID讀寫器時，讀寫器自動記錄該西服完成縫制工序的時間。

圖2 RFID讀寫器布置點配置圖

(3)整燙的生產(chǎn)信息記錄。整燙后的西服成品通過在倉庫與整燙車間之間的交接點處設定的一個RFID讀寫器時，讀寫器自動對該西服完成整燙作業(yè)的時間進行記錄。

(4)回收標簽。加工工作完成后，成品入庫時，將回收使用完的標簽，同時刪除其上面的標簽信息，為下一次的使用做好準備。

在整個西服生產(chǎn)過程中，分別在裁剪車間和倉庫車間打包處增添發(fā)放與摘除電子標簽的作業(yè)點，其他車間的各個環(huán)節(jié)基本上不需要額外分配人員進行管理，即可自動完成從縫制到整燙生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實時采集與跟蹤。

3 數(shù)據(jù)預處理技術

3.1 預處理技術

3.1.1 標簽數(shù)據(jù)的特征

在該系統(tǒng)中，終端設備最終采集到的數(shù)據(jù)分為標簽編碼、讀寫器代號與讀入時間三種，但是RFID設備讀取的標簽數(shù)據(jù)通常含有非常多的冗余數(shù)據(jù)[16]，這種現(xiàn)象是由RFID自身屬性決定的。其中包括：在西服生產(chǎn)應用中，為了全面控制與減少漏讀率，通常會部署多個閱讀器，造成了一個RFID標簽在同一時間被多個讀寫器讀取并上傳到數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)象；有時雖然標簽不在讀寫器的有效范圍內(nèi)，但也會被讀寫器錯誤讀取，造成錯讀的結(jié)果。

3.1.2 數(shù)據(jù)預處理方法

針對標簽數(shù)據(jù)的特征，采用時分多址和數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)方法。即為每個讀寫器劃分不同時段來對數(shù)據(jù)進行讀取，避免了它們間的相互干擾，然后采用數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)方法，對系統(tǒng)中的冗余數(shù)據(jù)進行刪除，其具體步驟為：

(1)將多個標簽數(shù)據(jù)信息寫入到DBM數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)數(shù)字碼的值對其進行排序；

(2)當出現(xiàn)相同數(shù)字碼時，按時間先后進行排序；

(3)系統(tǒng)通過數(shù)字碼與時間上的比對，在設定的閾值控制下，刪除冗余數(shù)據(jù)。

3.2 生產(chǎn)信息模型的建立

生產(chǎn)信息模型是建立西服個體與RFID標簽一一對應的關系。西服個體對應有生產(chǎn)計劃號、訂單號、貨號與產(chǎn)品序列號屬性數(shù)據(jù)。建立步驟如下：

(1)定義RFID標簽實體。

定義RFID標簽實體的屬性為標簽編號、標簽編碼、發(fā)放標記和備注。標簽編號為RFID標簽實體的主標識；標簽編碼為標簽發(fā)放時通過讀寫器向標簽中寫入的代碼；發(fā)放標記記錄了某一標簽是否被發(fā)放。

(2)定義標簽編碼格式。

西服個體來自客戶訂單，每個訂單中包含一個或若干個貨號的產(chǎn)品，每個貨號又包含不同產(chǎn)品。所以，標簽編號格式定義依賴于訂單號和貨號，一般以訂單號、貨號加上產(chǎn)品序列號進行表示。例如，某西服個體的訂單號為07ST135B，貨號為20150004，產(chǎn)品序號為00001，則此產(chǎn)品的標簽編碼為：

07ST135B2015000400001。

(3)建立數(shù)據(jù)模型。

為了能將標簽與生產(chǎn)信息的數(shù)據(jù)模型關聯(lián)起來，定義了生產(chǎn)數(shù)據(jù)模型的五個實體，分別為“標簽”、“產(chǎn)品”、“產(chǎn)品貨號”、“生產(chǎn)計劃”和“生產(chǎn)計劃明細”。其中，經(jīng)過框內(nèi)的四個實體間的關聯(lián)，可以實現(xiàn)用生產(chǎn)計劃號和產(chǎn)品編號來唯一標識某件西服。再與框外的“標簽”實體進行關聯(lián)，就可實現(xiàn)標簽與西服個體的唯一標識。生產(chǎn)信息描述與處理模型如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息處理模型

4 系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)功能模塊設計

系統(tǒng)功能模型如圖4所示。

圖4 西服生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能模型

(1)基礎數(shù)據(jù)模塊:重點是針對西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)中基本數(shù)據(jù)的實時維護與管理。實現(xiàn)貨號信息管理，可以對該貨號中的產(chǎn)品信息進行查看；對西服生產(chǎn)企業(yè)中存在的工位類型名稱與代號進行查詢與修改；實現(xiàn)對生產(chǎn)車間、生產(chǎn)流水線、工段的組織名稱與代號定義與編碼。

(2)RFID應用配置模塊:針對西服生產(chǎn)過程中某西服具體的工藝路線，定義該工藝路線中所要監(jiān)控的工序號，實現(xiàn)各個監(jiān)控點與具體工序的關聯(lián)。

(3)數(shù)據(jù)采集模塊：主要任務是通過RFID讀寫設備采集西服生產(chǎn)過程信息，包括工序號、開始時間、結(jié)束時間等數(shù)據(jù)。

(4)訂單跟蹤管理模塊:根據(jù)RFID技術采集的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各訂單從原材料到西服成品過程的全面跟蹤，完成訂單執(zhí)行的進度監(jiān)控。

(5)系統(tǒng)接口模塊:設計分為與ERP系統(tǒng)的接口設計和與RFID應用系統(tǒng)的接口設計。前者主要負責接收ERP下達的生產(chǎn)計劃任務，同時向ERP系統(tǒng)反饋生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況；后者主要采用RFID中間件技術，負責連接RFID讀寫器，并獲取標簽數(shù)據(jù)。

4.2 系統(tǒng)運行實例

基于RFID技術的西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)軟件采用Visual Studio 2013，客戶端軟件是基于Struts、Spring、Hibernate框架技術，Web服務器軟件采用Tomcat7.0，數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2013。

圖5與圖6分別是系統(tǒng)運行中采集到的實時數(shù)據(jù)與標簽流數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語

隨著市場競爭的加劇，客戶對產(chǎn)品的交期要求越來越高，迫使企業(yè)把產(chǎn)品制造的整個生產(chǎn)流通過程和各個環(huán)節(jié)的真實信息“透明化”。結(jié)合西服生產(chǎn)業(yè)務需求，采用先進的RFID技術，設計與實現(xiàn)了西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了生產(chǎn)過程管理的信息化，節(jié)省了人力資源，降低了工作負擔，提高了生產(chǎn)過程管理的能力。

圖5 采集的實時數(shù)據(jù)

圖6 跟蹤的標簽流數(shù)據(jù)

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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 網(wǎng)絡出版時間：2017-07-05

國家“十二五”國家科技支撐計劃項目(2014BAF07B01)；中國紡織工業(yè)聯(lián)合會指導項目(2014066)

石美紅(1956-)，女，教授，通信作者，研究方向為智能信息處理、模式識別；李 楠(1988-)，男，碩士生，研究方向為智能信息處理。

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