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科普知識
數(shù)據(jù)分類:
讀寫器

RFID技術(shù)在制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-05-20 點擊率:65

  本文搭建了基于RFID的制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)框架,設(shè)計了MES和WMS中幾個物流環(huán)節(jié)在應(yīng)用RFID后的基本業(yè)務(wù)操作流程,并說明了流程改進后的優(yōu)勢最后闡述了RFID的應(yīng)用前景。 

  一、引 言 

  射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)是在1940年出現(xiàn)的,首先應(yīng)用于軍隊和一些對識別系統(tǒng)有特殊要求的組織。由于其較高的執(zhí)行運作成本和缺少相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),沒有馬上應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域,直到1980年這項技術(shù)才被引進到了商業(yè)領(lǐng)域。 

  本文把RFID的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與MES(Manufacturing Execution System) 、WMS(Warehouse Management System)相結(jié)合應(yīng)用到制造業(yè)物流各個環(huán)節(jié),從而優(yōu)化了其物流流程;給出了從采購到銷售全過程的物流管理信息系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu);設(shè)計了應(yīng)用RFID的基本業(yè)務(wù)操作流程,實現(xiàn)流程中數(shù)據(jù)的自動收集。 

  二、基于RFID的物流管理信息系統(tǒng) 

  基于RFID的物流管理信息系統(tǒng)可以幫助制造業(yè)實現(xiàn)對各種資源的實時跟蹤、及時完成生產(chǎn)用料的補給和生產(chǎn)節(jié)拍的調(diào)整。從而提高資源的追蹤、定位和管理水平,提升制造業(yè)自動化水平和整體效率。它的硬件構(gòu)成為電子標(biāo)簽、RFID讀寫器、RFID中間件、管理系統(tǒng)服務(wù)器、管理系統(tǒng)工作站。 

  電子標(biāo)簽:分為主動式電子標(biāo)簽、被動式電子標(biāo)簽和半自動式電子標(biāo)簽。主動式電子標(biāo)簽帶有電源可以在讀寫器范圍以外處于休眠狀態(tài),進入讀寫器作用范圍內(nèi)被激活,也可不間斷的發(fā)送信號作業(yè)范圍20米~100米;被動式電子標(biāo)簽使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)它必須利用讀寫器的載波來調(diào)制自己的信號作業(yè),范圍幾英寸到 30英尺。 

  RFID讀寫器:分為固定式讀寫器和便攜式讀寫器。固定式讀寫器是最常用的,由于體積、電源、功耗等方面的要求,采用固定式安裝,主要用于倉庫和車間的門禁來確認(rèn)入庫貨物的數(shù)量、批號,還有應(yīng)用在車間,對每個車間的用料情況進行實時監(jiān)控。便攜式讀寫器是固定式讀寫器的有力補充,它能滿足野外作業(yè)、近距離、移動識別、低能耗等要求,主要用于庫位的確定和日常庫存的盤點;UWB讀寫器屬于固定式讀寫器,主要用于倉庫對內(nèi)部設(shè)備進行定位和追蹤。 

  RFID中間件:目前提供RFID中間件平臺的廠商主要有IBM、Microsoft、 Oracle、SAP、Sun等。RFID中間件主要包括兩層次功能:第一個層次是為后兩個層次提供改善RFID在互聯(lián)網(wǎng)上性能和功效的服務(wù);第二個層次是負(fù)責(zé)與RFID硬件設(shè)備之間的通信,對RFID讀寫器所提供的數(shù)據(jù)進行過濾、整理。

 三、基于RFID制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用 

  RFID在制造業(yè)物流信息系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩方面:首先,RFID可以在制造業(yè)生產(chǎn)物流中發(fā)揮巨大作用,其可以自動識別生產(chǎn)物流各個環(huán)節(jié)中物料、半成品、產(chǎn)成品的位置和狀態(tài),并把這些信息迅速、準(zhǔn)確的傳送到MES。其次,提高制造業(yè)物流信息系統(tǒng)采集信息的準(zhǔn)確性,簡化出入庫的流程,及時了解庫存貨物狀況,保證貨物的盤點更加精確、迅速。 

  1.RFID對貨物識別和跟蹤進行實時監(jiān)控。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES能通過信息的傳遞對生產(chǎn)命令下發(fā)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠中有實時事件發(fā)生時,MES能及時對這些事件做出反應(yīng)、報告,并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進行約束和處理。MES以過程數(shù)學(xué)模型為核心,連接實時數(shù)據(jù)庫或非實時的關(guān)系數(shù)據(jù)庫,對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)視、診斷和控制,完成單元整合和系統(tǒng)優(yōu)化,在生產(chǎn)過程層(而不是管理層)進行物料平衡,安排生產(chǎn)計劃,實施調(diào)度、排產(chǎn)及優(yōu)化。MES著重動態(tài)管理,需要收集生產(chǎn)過程中的大量實時數(shù)據(jù),根據(jù)現(xiàn)場變動進行調(diào)整。而RFID恰恰能快速、準(zhǔn)確的作完成大量實時數(shù)據(jù)的收集工作。因此我們可以通過RFID和MES的結(jié)合,對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行實時控制,保證生產(chǎn)的順利進行。通過安裝在各個車間的固定讀寫器實時讀取各個車間內(nèi)物料的消耗情況,并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中,MES根據(jù)對數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控,來對各個車間工作地點下達(dá)指令,進行調(diào)度。當(dāng)各個生產(chǎn)車間的物料降到了預(yù)先設(shè)置的臨界點時,MES會對WMS發(fā)出補料指令,倉庫可以根據(jù)指令對生產(chǎn)車間進行補給。從而大大提高了制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)的信息化、自動化程度。并且能對各個車間的用料情況進行實時監(jiān)控,來實現(xiàn)對整個生產(chǎn)流程的節(jié)拍調(diào)控,提高整體效率。 

  2.RFID提高倉庫作業(yè)能力,簡化流程。假設(shè)供應(yīng)商都采取RFID技術(shù),并且貨物的容器或托盤都有RFID標(biāo)簽。那么我們可以RFID應(yīng)用在收貨、入庫流程圖和揀貨、出庫流程中的三個方面:出入庫信息的確認(rèn)、日常庫存的盤點、倉庫設(shè)備的實時監(jiān)控。 

  (1)把RFID門禁系統(tǒng)用于出入庫信息的確認(rèn),采用固定讀寫器和手持讀寫器聯(lián)合使用,手持讀寫器用于對貨位及托盤信息的讀取,固定讀寫器來實現(xiàn)對貨物信息和托盤信息的確認(rèn)。兩種讀寫器的應(yīng)用不僅可以在運動中實現(xiàn)對多目標(biāo)的識別,提高出入庫的效率,還可以實現(xiàn)對貨物及托盤容器的狀態(tài)的監(jiān)控。 

  (2)日常庫存的盤點,采用手持讀寫器,通過對標(biāo)準(zhǔn)化、單元化包裝上標(biāo)簽的讀取,來完成日常盤點,不僅可以節(jié)約人力成本,還可以提高準(zhǔn)確率和盤點效率。 

  (3)倉庫設(shè)備的實時監(jiān)控,采用的是UWB讀寫器,通過UWB讀寫器可以確定設(shè)備在倉庫的位置和當(dāng)前的狀態(tài),便于對貨物進庫后,貨位與搬運工具線路的選取,同樣可以提高入庫效率,并降低設(shè)備的運作成本。 

  四、結(jié)論及發(fā)展前景 

  本文把RFID和制造業(yè)物流管理信息系統(tǒng)結(jié)合起來,使RFID完成MES、WMS的數(shù)據(jù)收集、整理,改進了傳統(tǒng)制造業(yè)的物料補給和倉庫管理流程,實現(xiàn)對物流各環(huán)節(jié)信息的實時監(jiān)控與跟蹤,從而在降低了成本的同時還提高了生產(chǎn)效率,為制造業(yè)帶來顯著收益。

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