肖寶莊

（中車(chē)石家莊車(chē)輛有限公司，河北 石家莊 050000）

1 RFID技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的結(jié)合點(diǎn)）

當(dāng)前貨車(chē)修造企業(yè)進(jìn)行信息化建設(shè)面臨的主要問(wèn)題是：難實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈內(nèi)的生產(chǎn)同步、生產(chǎn)績(jī)效的精確評(píng)估與生產(chǎn)跟蹤統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，不能在生產(chǎn)計(jì)劃變更、生產(chǎn)異常波動(dòng)時(shí)及時(shí)調(diào)整資源規(guī)劃管理，無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤生產(chǎn)過(guò)程，以及難以解決的產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，質(zhì)檢數(shù)據(jù)可追溯性的要求。

解決以上問(wèn)題的方向，關(guān)鍵就在于“互聯(lián)”和“數(shù)據(jù)”。只有解決了企業(yè)“人財(cái)物產(chǎn)供銷(xiāo)”各個(gè)生產(chǎn)對(duì)象、生產(chǎn)過(guò)程之間的互聯(lián)互通，完成無(wú)障礙的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、建立快速的信息反饋機(jī)制。

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，RFID（Radio Frequency Identification，無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別[1]）是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)具有一定的非接觸性，可借助射頻信號(hào)對(duì)所測(cè)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別來(lái)進(jìn)一步獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，其對(duì)工作環(huán)境的要求不高，可在各種惡劣的環(huán)境中工作；該技術(shù)不僅可對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行識(shí)別，而且可對(duì)多個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行同時(shí)識(shí)別，且操作起來(lái)較快捷方便。典型的RFID系統(tǒng)主要包括三部分，主要為：電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫(xiě)器（Read/Write Device）以及組織記錄數(shù)據(jù)等操作。

因RFID在制造業(yè)的應(yīng)用多數(shù)屬于閉環(huán)應(yīng)用，芯片可回收、可重復(fù)使用，進(jìn)一步降低成本，增強(qiáng)了RFID技術(shù)在制造業(yè)廣泛應(yīng)用的適用性。RFID的另外一個(gè)直接作用是解放勞動(dòng)力，消除人工操作的人為因素影響，準(zhǔn)確、快速、可靠地提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2 裝備制造業(yè)RFID技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

從RFID在裝備制造業(yè)的應(yīng)用整體來(lái)說(shuō)，目前大致還呈現(xiàn)碎片化應(yīng)用，企業(yè)整體性應(yīng)用的成功案例仍較為欠缺。隨著物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的RFID技術(shù)研究已經(jīng)逐漸為諸多制造企業(yè)所重視，構(gòu)筑一種實(shí)時(shí)聯(lián)通企業(yè)管理層至車(chē)間制造執(zhí)行層，雙向溝通、無(wú)障礙數(shù)據(jù)反饋的信息溝通渠道，是企業(yè)信息化工作基礎(chǔ)與出發(fā)點(diǎn)。

RFID重點(diǎn)解決“什么產(chǎn)品、在什么時(shí)間、在什么位置、被什么人、以什么方法、做了什么操作”，以及根據(jù)車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)情況，形成的物料對(duì)應(yīng)需求，驅(qū)動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)管理部門(mén)以精準(zhǔn)物料配送的方式實(shí)現(xiàn)智能倉(cāng)儲(chǔ)配送。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)對(duì)象在制造流水線(xiàn)中精準(zhǔn)的位置、時(shí)點(diǎn)、物料需求“量化”的數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程各業(yè)務(wù)部門(mén)的高效率協(xié)同。

3 貨修企業(yè)實(shí)施RFID思路

3.1 實(shí)施目標(biāo)

1）借助RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨車(chē)車(chē)輛在廠修全過(guò)程中各大部件的工序、工位流轉(zhuǎn)追蹤。

2）實(shí)施精準(zhǔn)的物料配送，實(shí)現(xiàn)工位級(jí)物料配送過(guò)程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的可視化、物料消耗和物流過(guò)程的監(jiān)控和實(shí)時(shí)調(diào)整。

3）形成完整的作業(yè)人員、質(zhì)檢人員等生產(chǎn)參與人員電子簽名；通過(guò)與HMIS系統(tǒng)集成，建立鐵總電子貨車(chē)標(biāo)簽與廠內(nèi)大部件電子檔案的對(duì)應(yīng)關(guān)系，形成可追溯至生產(chǎn)全過(guò)程各工序環(huán)節(jié)的電子數(shù)據(jù)檔案。

4）結(jié)合公司實(shí)際需求，開(kāi)發(fā)適合工廠實(shí)際需要，基于車(chē)間工位制節(jié)拍化生產(chǎn)的MES生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)；建立基于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心，生產(chǎn)指揮中心。

3.2 實(shí)現(xiàn)思路

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程與貨修企業(yè)工藝流程保持同步，簡(jiǎn)略流程如下：

1）通過(guò)在各大部件進(jìn)入各自工序之前發(fā)放對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽，完成對(duì)各大部件的唯一性編碼標(biāo)識(shí)；

2）通過(guò)在各工序?qū)?yīng)位置設(shè)置RFID閱讀器（可讀寫(xiě)），完成對(duì)大部件工序流轉(zhuǎn)信息的自動(dòng)追蹤反饋；

3）操作人員及在完成本工序操作作業(yè)之后，分別通過(guò)手持或固定閱讀器對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行本工序操作簽名，建立完整的大部件電子檔案，本工序結(jié)束，在制品流入下工序之前，通過(guò)閱讀器完成RFID數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集及當(dāng)前工序位置匯報(bào)。

以具體工序處理過(guò)程為例，RFID數(shù)據(jù)采集工作流程見(jiàn)下圖1所示：

圖1 RFID工序流轉(zhuǎn)示意圖

在規(guī)范統(tǒng)一的企業(yè)基礎(chǔ)信息編碼系統(tǒng)支撐下，完成對(duì)RFID數(shù)據(jù)采集流程的標(biāo)準(zhǔn)化編碼工作，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)采集流程，最大程度減少人工參與，提高數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度。

3.2.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用-過(guò)程管控

3.2.2.1 在制品的自動(dòng)識(shí)別管理

實(shí)現(xiàn)及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)上的在制品（Work-in-Progress,wip)工序流轉(zhuǎn)信息進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)目視化管理。

當(dāng)前貨修企業(yè)已實(shí)施HMIS、AEI和輪軸工位系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了在關(guān)鍵工序如轉(zhuǎn)向架車(chē)間的的工序過(guò)程數(shù)據(jù)管理，但是采用的是紙質(zhì)履歷本與手工錄入電子數(shù)據(jù)并行的方式，存在數(shù)據(jù)滯后、人力占用及手工準(zhǔn)確率等問(wèn)題，同時(shí)受條件影響，目前只在關(guān)鍵部件工序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)采集。由于人工數(shù)據(jù)錄入滯后于生產(chǎn)過(guò)程，錄入數(shù)據(jù)也不具備目視化管理?xiàng)l件。

通過(guò)在檢修流轉(zhuǎn)流程的各個(gè)工序?qū)嵤㏑FID數(shù)據(jù)采集，借助基礎(chǔ)編碼系統(tǒng)的支撐，可徹底解決以上問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)大部件流轉(zhuǎn)位置信息、工位操作、質(zhì)檢人員參與過(guò)程等全過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集。貨車(chē)檢修流程如圖2所示：

圖2 貨車(chē)檢修流程

3.2.2.2 生產(chǎn)過(guò)程控制

在實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)應(yīng)用RFID技術(shù)，一方面可識(shí)別生產(chǎn)對(duì)象；另一方面來(lái)輔助完善生產(chǎn)計(jì)劃與物流控制，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且使生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)一步達(dá)到柔性自動(dòng)化、智能化以及透明可視化。

ERP下發(fā)工作計(jì)劃至車(chē)間級(jí)，更底層的生產(chǎn)過(guò)程細(xì)節(jié)對(duì)ERP來(lái)說(shuō)是不可知也不可管理的。要做更加精益化的管理，就需要引入MES系統(tǒng)，對(duì)工作計(jì)劃分解至工位級(jí)。通過(guò)實(shí)施RFID，借助基礎(chǔ)編碼系統(tǒng)對(duì)物料、在制品進(jìn)行識(shí)別編碼，進(jìn)一步對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、人員、處理工藝等生產(chǎn)要素進(jìn)行編碼。通過(guò)整合以上編碼，就可以完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤和異常處理。

在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，質(zhì)檢人員可根據(jù)SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程分析方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品波動(dòng)異常，排查異常波動(dòng)因素干擾，提高產(chǎn)品質(zhì)量。改變以往完工后檢查的質(zhì)檢方式，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制。

3.2.2.3 生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控及可視化

通過(guò)及時(shí)自動(dòng)識(shí)別制造資源與精準(zhǔn)跟蹤定位制造資源，相關(guān)生產(chǎn)職能管理部門(mén)可實(shí)時(shí)掌握車(chē)間生產(chǎn)進(jìn)度，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中存在的瓶頸問(wèn)題與浪費(fèi)現(xiàn)象，及時(shí)識(shí)別機(jī)器故障，科學(xué)調(diào)整生產(chǎn)序列，進(jìn)一步科學(xué)管理生產(chǎn)過(guò)程，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)真正的穩(wěn)定均衡。

在借助RFID實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，建立基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)之后，精準(zhǔn)的工序時(shí)點(diǎn)、工位節(jié)拍化數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳達(dá)至管理層，其最直觀的應(yīng)用方式就是生產(chǎn)職能管理部門(mén)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管控，直接到達(dá)工序工位級(jí)別。借助數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)現(xiàn)狀與作業(yè)計(jì)劃的執(zhí)行偏離情況，并作出相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和作業(yè)調(diào)整。

可采取大屏展示實(shí)時(shí)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、車(chē)間級(jí)大屏生產(chǎn)進(jìn)度執(zhí)行情況滾動(dòng)播報(bào)，以及根據(jù)需求通過(guò)調(diào)用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的多種管理形式，結(jié)合精益化、節(jié)拍化管理理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的全過(guò)程監(jiān)管。

3.2.2.4 閉環(huán)的生產(chǎn)計(jì)劃與控制

在日常生產(chǎn)制造作業(yè)中通過(guò)科學(xué)合理的應(yīng)用RFID技術(shù)，一方面可實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)制造過(guò)程，及時(shí)反饋生產(chǎn)作業(yè)中存在的問(wèn)題；另一方面可依據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，主動(dòng)科學(xué)合理地調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。

生產(chǎn)計(jì)劃分解至車(chē)間，并通過(guò)節(jié)拍化管理進(jìn)一步分解至工位。沒(méi)有基于工位級(jí)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)反饋，生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)際執(zhí)行情況是事實(shí)上的管理盲區(qū)。只有借助RFID實(shí)現(xiàn)工位級(jí)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋，對(duì)整體生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行進(jìn)度的追蹤和調(diào)整才成為可能。

3.2.2.5 車(chē)間物流的控制優(yōu)化

在車(chē)間生產(chǎn)監(jiān)管作業(yè)中，應(yīng)用RFID技術(shù)可科學(xué)合理的動(dòng)態(tài)優(yōu)化物料配送過(guò)程，讓生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到可視化，進(jìn)一步科學(xué)監(jiān)測(cè)物料消耗與物流過(guò)程；

借助RFID實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享，為徹底解決“人等車(chē)，車(chē)等料”的物流供應(yīng)難題提供了一條新思路。工位級(jí)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，讓倉(cāng)儲(chǔ)管理部門(mén)（物資部、各車(chē)間物料庫(kù)）根據(jù)生產(chǎn)情況隨時(shí)調(diào)整物料準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)物料準(zhǔn)備和智能配送。

3.2.2.6 質(zhì)量信息的采集和監(jiān)控

在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，可依據(jù)RFID具有的可識(shí)別功能與存儲(chǔ)信息的功能，把這些功能有效應(yīng)用于生產(chǎn)制造過(guò)程中，經(jīng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地采集，并存儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量信息，以輔助管理人員，及時(shí)找出存有質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)品。

通過(guò)對(duì)工序級(jí)別質(zhì)檢數(shù)據(jù)的匯總分析，借助SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程分析方法，有助于質(zhì)檢部門(mén)及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，追蹤質(zhì)量問(wèn)題源頭。可通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)質(zhì)檢數(shù)據(jù)的匯總統(tǒng)計(jì)分析，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和大屏展示，建立實(shí)時(shí)的質(zhì)檢監(jiān)控中心。

3.2.3 數(shù)據(jù)應(yīng)用-供應(yīng)鏈管理

1）精準(zhǔn)化物料配送管理：應(yīng)用RFID技術(shù)，可對(duì)車(chē)間的生產(chǎn)進(jìn)度與動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，以更好地與倉(cāng)儲(chǔ)管理部門(mén)（物資部、各車(chē)間物資庫(kù)）來(lái)共享物料需求信息，以進(jìn)一步科學(xué)合理地指導(dǎo)倉(cāng)儲(chǔ)管理部門(mén)，依據(jù)車(chē)間物料消耗以及綜合未來(lái)物料需求，實(shí)施精準(zhǔn)物料配送，讓車(chē)間線(xiàn)旁庫(kù)存以及制造供應(yīng)鏈存在的牛鞭效應(yīng)得到有效降低，精準(zhǔn)提高庫(kù)存精度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化。

2）倉(cāng)儲(chǔ)可視化管理：設(shè)置庫(kù)存主要是為應(yīng)對(duì)生產(chǎn)波動(dòng)、保證生產(chǎn)穩(wěn)定，庫(kù)存保有量過(guò)低有可能造成生產(chǎn)等料延誤，庫(kù)存成本長(zhǎng)過(guò)高會(huì)帶來(lái)占用企業(yè)流動(dòng)資金、企業(yè)資金周轉(zhuǎn)率下降等諸多問(wèn)題，將RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)制造過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)原材料、成品及在制品的庫(kù)存可視化，以及供應(yīng)鏈的透明化和庫(kù)存數(shù)據(jù)共享，為制造供應(yīng)鏈有效合理地處理庫(kù)存難題提供新的解決思路。

3.2.4 數(shù)據(jù)應(yīng)用-產(chǎn)品服務(wù)過(guò)程

1）產(chǎn)品溯源與回收管理：鑒于RFID標(biāo)簽可收集存儲(chǔ)信息的特點(diǎn)，RFID技術(shù)已逐漸應(yīng)用于產(chǎn)品全生命周期管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料、成品等在生產(chǎn)制造供應(yīng)鏈中的追蹤和查詢(xún)，使整個(gè)供應(yīng)鏈可視化、透明化。

2）維護(hù)、維修和大修服務(wù)：RFID技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量控制與追溯管理，還可用于監(jiān)控加工設(shè)備狀態(tài)，有效統(tǒng)計(jì)設(shè)備的使用維護(hù)信息，為企業(yè)制定合理的維護(hù)策略提供參考。