孟 樂，武文斌*，黃奇鵬,高楊楊

（河南工業(yè)大學糧油機械研究所，鄭州 450001）

現(xiàn)代化的企業(yè)管理尤其是物流行業(yè)的企業(yè)管理大多通過將企業(yè)資產(chǎn)、資源以及業(yè)務進行集中管理，實現(xiàn)信息的集成化管理，進而構(gòu)建企業(yè)產(chǎn)品整個產(chǎn)業(yè)鏈的一體化[1]。磨輥生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)如今依舊采用較為傳統(tǒng)的手工單據(jù)的方式進行信息的收集，很難適應現(xiàn)代化制造企業(yè)的管理需求。最近幾年機械制造行業(yè)采用條形碼技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品的物流管理，但是磨輥產(chǎn)品因為其工作場所的特殊性，使得條形碼技術(shù)的推廣更加困難。因此需要建立實時的數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，將磨輥產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用以及后期的維護管理信息統(tǒng)一整合，這樣就能實現(xiàn)磨輥信息監(jiān)控管理[2]。射頻識別（RFID）技術(shù)現(xiàn)已在物流行業(yè)中廣泛地采納，RFID標簽內(nèi)部與商品識別碼相對應的編碼信息能夠儲存磨輥產(chǎn)品的各類信息，同時通過無線接觸識別的方式進行信息傳輸，同時能夠借助Web網(wǎng)絡實現(xiàn)磨輥產(chǎn)品信息的在線管理[3]。例如訊鵬科技有限公司建立的工廠生產(chǎn)管理條碼追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)了工廠產(chǎn)品工藝管理以及生產(chǎn)過程管控，通過RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實現(xiàn)了制造企業(yè)的信息化升級[4]。為此，本文主要設計了基于射頻識別技術(shù)的磨輥信息化管理系統(tǒng)。

1 磨輥企業(yè)產(chǎn)品管理現(xiàn)狀

經(jīng)過調(diào)查分析可知，目前國內(nèi)的磨輥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品管理過程還未發(fā)展到系統(tǒng)性的網(wǎng)絡化管理，較多的采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)化或簡單的ERP產(chǎn)品管理模式[5]，較多的磨輥制造企業(yè)進行信息管理的方式主要存在以下幾個方面的問題：①沿用以往的基于表格文本的手工登記方式，這種數(shù)據(jù)采集登記方式效率低、易出錯；②缺乏有效的信息共享模式，磨輥產(chǎn)品的上下游企業(yè)之間無法進行供求信息的交換，很容易導致磨輥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品庫存偏高或者偏低，影響企業(yè)經(jīng)濟效益；③產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中往往存在較大的數(shù)據(jù)信息處理量，很容易造成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的丟失，數(shù)據(jù)的處理效率降低，而且不容易進行產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息的查找；④磨輥產(chǎn)品在使用過程中所產(chǎn)生的系列信息也不能及時登記。同時信息的收集不能很好進行，使得磨輥產(chǎn)品數(shù)據(jù)不能及時進行更新，進而影響到磨輥產(chǎn)品以及磨粉機系列產(chǎn)品的更新?lián)Q代[6]。伴隨著網(wǎng)絡化的快速發(fā)展，磨輥企業(yè)的產(chǎn)品管理模式必然朝著系統(tǒng)化以及信息化方向發(fā)展。

為了解決上述問題，需要針對性的研發(fā)面向磨輥生產(chǎn)、使用以及維護過程的信息服務平臺，為磨輥產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)、使用企業(yè)以及維護單位等開展產(chǎn)品信息化管理提供數(shù)據(jù)支撐，進而確保磨輥產(chǎn)品能夠盡可能多地發(fā)揮價值[7]，提高磨輥生產(chǎn)、使用及維護保養(yǎng)的信息化管理水平。

2 基于RFID技術(shù)的磨輥信息管理模型

根據(jù)磨輥的整個產(chǎn)業(yè)鏈分析結(jié)果可知，信息化磨輥產(chǎn)品的業(yè)務包含諸多領域以及環(huán)節(jié)，結(jié)合磨輥的特點包括從磨輥的生產(chǎn)、使用到后期的維護保養(yǎng)。在對磨輥產(chǎn)品進行信息追溯的過程中，主要從三個階段進行信息追溯：①RFID標簽還未安裝前的信息追溯，也即磨輥生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部各道生產(chǎn)工序以及產(chǎn)品工藝、產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)信息的追溯登記；②標簽安裝后的磨輥產(chǎn)品信息追溯，涉及到磨輥在面粉廠使用信息的追溯過程；③磨輥在使用后期經(jīng)由磨輥維修工廠的維修處理后的信息追溯。

通過上述信息追溯可以明確地找到信息化磨輥產(chǎn)品相對應的產(chǎn)品信息、使用以及維護保養(yǎng)等相關(guān)信息，進而獲取到信息化磨輥產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)包含的所有信息。同時通過構(gòu)建磨輥產(chǎn)品的信息模型后就能有針對性地進行數(shù)據(jù)庫設計，提升磨輥信息化管理工作效率[8]。磨輥信息管理模型如圖1。

圖1 磨輥信息管理模型

3 信息化管理系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系

磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系可以從物理層、數(shù)據(jù)信息采集層、數(shù)據(jù)交換以及服務層、信息管理層四個方面進行描述，如圖2所示。

圖2 磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系圖

其中，物理層主要進行標簽的安裝以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息的初始化操作；數(shù)據(jù)信息采集層主要進行磨輥產(chǎn)品在出廠過程中的識別以及數(shù)據(jù)采集，通過手持機批量處理磨輥產(chǎn)品信息，輸入磨輥產(chǎn)品的物流信息以及使用狀態(tài)信息等；數(shù)據(jù)交換以及服務層主要進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及存儲，同時進行產(chǎn)品指令的下發(fā)；信息管理層主要進行管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的更改以及查詢等操作，同時實現(xiàn)產(chǎn)品使用相關(guān)數(shù)據(jù)的分析[9]。

3.2 RFID系統(tǒng)硬件構(gòu)成

一個完整的RFID系統(tǒng)如圖3所示：

圖3 基于RFID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)

系統(tǒng)硬件構(gòu)成如上圖3所示，磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)運行的基礎是硬件，同時又是軟件運行的重要載體。其中最主要的硬件設備是電子標簽與讀寫器，兩者同時出現(xiàn)在磨輥產(chǎn)品管理過程。

根據(jù)磨輥產(chǎn)品的尺寸規(guī)格以及實際使用環(huán)境，采用如圖4所示螺紋標簽。因為磨輥產(chǎn)品屬于金屬材料，因此選用抗金屬類型的螺紋電子標簽，顏色為黑色，采用陶瓷、銀以及特殊塑料封裝制成。

圖4 螺紋標簽實物圖

螺紋電子標簽使用壽命主要取決于使用環(huán)境以及使用方式。此時使用的螺紋電子標簽耐受溫度范圍為：-30～85℃，能夠在磨輥產(chǎn)品的使用環(huán)境下正常運行。

RFID固定讀寫器是系統(tǒng)開發(fā)過程中的核心硬件設備，這一讀寫器主要應用到計算機端的標簽初始化過程中，通過RFID固定讀寫器實現(xiàn)磨輥安裝電子標簽信息的初始化以及序列編碼，同時記錄初始化標簽數(shù)量以及磨輥產(chǎn)品數(shù)量。磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)設計與研究過程中，RFID手持機在磨輥產(chǎn)品信息綁定、產(chǎn)品數(shù)據(jù)盤點、磨輥產(chǎn)品出入庫管理以及磨輥產(chǎn)品維護信息更新等過程中起到不可或缺的作用。

3.3 軟件應用

在企業(yè)業(yè)務量不斷增長的過程中必然會產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)量，同時有關(guān)磨輥使用的數(shù)據(jù)信息存儲周期相對較長，對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫安全性以及業(yè)務響應方面的需求更加嚴格。因此在進行系統(tǒng)軟件開發(fā)的過程中必須首先滿足以上需求，同時確保系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)能夠長時間存儲；確保系統(tǒng)的維護以及使用更加便利，同時在進行軟件開發(fā)的過程中嚴格遵循國家的相應標準，提供系統(tǒng)軟件的功能擴展接口[10]。系統(tǒng)需求分析之后提出了B/S（瀏覽器/服務器）以及C/S（客戶端/服務器）兩種結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合的三層應用結(jié)構(gòu)。能夠大大提高系統(tǒng)開發(fā)人員在系統(tǒng)升級及維護方面的便利性，大大減少人力及物力上的支出。

4 系統(tǒng)應用效果分析

基于RFID技術(shù)的管理系統(tǒng)已經(jīng)較好的應用到食品溯源以及物流管理領域中，取得了較好的應用效果。通過對現(xiàn)有RFID管理系統(tǒng)進行分析，相比于傳統(tǒng)的ERP數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)明顯有以下幾個方面的效果。

（1）磨輥產(chǎn)品物流管理體系各個環(huán)節(jié)進行了整合，通過數(shù)據(jù)采集方案的應用科學合理的對物流環(huán)節(jié)進行了追蹤，信息獲取更加及時，基本實現(xiàn)現(xiàn)場同步數(shù)據(jù)獲取，信息獲取率提高90%以上。

（2）信息的獲取相比以往更加真實透明，信息從磨輥生產(chǎn)開始進行數(shù)據(jù)編碼，同時在產(chǎn)品流通以及使用過程中信息即時得到上傳，信息準確度相比以往有了很大的提升。

（3）實現(xiàn)磨輥產(chǎn)品質(zhì)量追溯以及使用過程的有效結(jié)合，磨輥產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)任何的質(zhì)量問題都能進行產(chǎn)品信息溯源分析，進而獲取磨輥質(zhì)量信息以及使用信息。

5 總結(jié)

以磨粉機磨輥生產(chǎn)企業(yè)為背景，結(jié)合到企業(yè)對于磨輥產(chǎn)品的信息化管理需求，同時采用射頻識別技術(shù)，從磨輥產(chǎn)品的整個產(chǎn)業(yè)鏈進行分析，實現(xiàn)了磨輥產(chǎn)品的信息化管理。滿足了生產(chǎn)企業(yè)以及面粉加工企業(yè)、磨輥產(chǎn)品維護企業(yè)等的信息化需求，同時在一定程度上解決了磨輥產(chǎn)品的質(zhì)量安全溯源問題，進一步提升了磨輥產(chǎn)品的利用率。該研究結(jié)合了磨輥生產(chǎn)與使用企業(yè)的實際情況，以提高磨輥資源的使用效率為基本目標，以促進磨輥生產(chǎn)企業(yè)信息化建設為目的，針對當前磨輥生產(chǎn)企業(yè)建設有一定的實際意義，后續(xù)的研究工作重點解決磨輥資源管理過程中的身份驗證以及使用監(jiān)控等問題。