自动识别技术在制造业应用

...v.自动识别技术在制造业应用为深入贯彻、落实党的十七届五中全会精神，支撑战略性新兴产业，特别是高端装备制造业开展，促进我国制造业转型升级，总结“十一五〞制造业信息化科技工作经历，部署“十二五〞制造业信息化科技工作，2010年12月10日-11日，科技部在召开了制造业信息化科技工作会议。会上，万钢部长强调要深刻领会并全面贯彻落实十七届五中全会精神，面向制造业主战场，高举制造业信息化大旗，大力推动信息化和工业化的深度融合，为制造业转型升级提供科技支撑。各部门、各地方，以及制造业界要共同努力，依靠科技进步与创新，使我国制造业信息化工作取得更大辉煌。

在过去的四个五年方案中，科技部通过国家863方案和科技支撑方案一直对制造业信息化工作给予持续不断地支持。从“八五〞实施CAD应用工程、“九五〞CAD/CIMS工程、“十五〞制造业信息化工程，到“十一五〞制造业信息化科技工程，如今制造业信息化已经成为科技系统面向制造业影响力最大、覆盖面最广、与地方和企业联系最密切的工作，成为科技促进工业化和信息化融合开展的一面旗帜。

万钢部长对“十二五〞制造业信息化科技工程的实施提出了五点要求：一是要从加快转变经济开展方式的高度来推进制造业信息化；二是要从建立创新型国家的高度来推进制造业信息化；三是要从推动制造强国建立的高度来推进制造业信息化；四是要开拓创新，与时俱进，开创制造业信息化的新局面；五是要创新体制机制，大力协同，为制造业信息化提供保障。“十一五〞时期是我国开展史上极不平凡的五年，是全面落实?国家中长期科学和技术开展规划纲要〔2006-2020〕?的开局阶段，是我国科技开展的重要跃升期。“十一五〞期间，围绕?纲要?提出的“大力推进制造业信息化〞的开展思路，继承和开展“十五〞制造业信息化工程取得的成果，坚持“自主创新、重点跨越、支撑开展、引领未来〞的方针和“企业是主体，机制是保证，技术是依托，效劳是手段，效益是根本〞的原那么，立足自主创新，实施了制造业信息化科技工程，组织开展了数字化综合集成技术开发与应用示范、设计制造数字化和经营管理信息化技术集成应用示范〔即“两甩〞工程〕、制造业信息化公共效劳平台开发及应用、行业应用软件开发、制造业信息化技术保障体系与开展环境建立等工作，提升了包括集团企业、骨干企业和中小企业在内的制造企业信息化水平，增强了制造业的自主创新能力、竞争力，推进了制造业转型升级，推动制造业信息化科技工作跨上了新的台阶。

“十一五〞期间，制造业信息化科技工程重点开展了以下几个方面工作：

〔一〕开展面向大型企业集团的数字化综合集成技术开发与应用示范，促进企业自主创新和综合竞争能力的提升

〔二〕实施面向骨干企业的“两甩〞工程，促进企业产品创新、管理创新能力提升

〔三〕开展面向中小企业的制造业信息化公共效劳平台开发及应用，提升中小企业信息化水平

〔四〕建立技术保障体系与开展环境，为推进制造业信息化提供支撑和组织保障

“十一五〞期间，国家、地方和企业对制造业信息化科技工程累计投入资金百亿元以上。在全国28个省市科技部门的积极配合和支持下，“十一五〞制造业信息化科技工程的实施取得了显著成效。一是支持了成飞、**电气、海尔等10家行业龙头企业开展数字化综合集成应用，成为我国集团性企业数字化综合集成应用的标杆和典范；二是支持北汽福田、中联重科、潍柴等300多家地方核心骨干企业开展信息化深化应用，带动了数千家企业开展信息化应用推广；三是建立了14个面向区域、行业的中小企业公共效劳平台，为数万家中小企业提供产业链协作和共性技术资源效劳；四是扶植了20余家系统集成商、软件公司和中介效劳机构，累计培训信息化人才160余万次。这些工作有效地支撑了企业信息化建立，同时促进了面向制造业的软件产业开展。面向制造业的信息技术开展趋势，互联网、云计算、物联网、数据仓库、信息平安等信息技术迅猛开展，与制造技术结合，形成了制造业信息化新的核心使能技术，主要包括新一代集成协同技术、制造效劳技术和制造物联技术等。

〔1〕集成协同技术：以EAI、SOA、数据中心等技术为支撑，实现企业全球化业务协作、产业链协同、产品全生命周期管理等应用。

〔2〕制造效劳技术：以云计算、数据融合处理与分析、远程监控与诊断等技术为支撑，实现制造效劳生命周期管理、MRO、物流效劳协作、产品成套与工程总包等应用。

〔3〕制造物联技术：以嵌入式、RFID、商务智能、虚拟仿真与建模等技术为支撑，实现产品智能化、制造过程自动化、经营管理辅助决策等应用。

制造物联技术是实现对制造资源和制造能力感知与控制的，面向制造和产品效劳全周期的嵌入式、RFID、传感网等的综合应用技术。制造物联技术可以显著提高制造企业的产品品质、生产能力和供给链运行效率，催生新的制造模式，从而支撑制造业向高端开展。

“十二五〞期间，结合我国制造企业精益化、效劳化开展趋势和需求，以汽车、家电、服装、特种设备、食品、医药、烟草等国家支柱产业和关系国计民生重要行业的产品制造与效劳过程为背景，开展RFID技术集成应用，开发面向供给链物流、生产制造、产品效劳与质量保障过程的RFID应用管理与信息效劳平台，形成RFID技术典型行业应用解决方案。

面向供给链物流的RFID技术应用：针对原材料或关键部件供给种类多、品次要求高、产品流通渠道复杂的制造企业，开发面向供给链采购、运输、仓储和配送等过程的RFID应用管理与信息效劳系统，通过与SCM/ERP/DRP/第三方物流系统的集成，实现工业物流状态跟踪与定位、单品或批次追溯、仓储库存状态智能监控，提升上下游企业信息共享与供需协作能力。

面向生产制造管理的RFID技术应用：针对产品构造与加工工艺复杂、现场信息反响实时性高、质量追溯要求严格的制造企业，围绕精益管理模式下的生产组织、方案执行与过程监控环节，开发面向生产制造管理的RFID应用信息系统，通过与DCS/MES/ERP等系统的集成，实现生产物流实时监控、质量追踪和制造资源动态管理，优化内部业务流程，提升工序间的协作能力和管控水平。

面向产品效劳保障的RFID技术应用：针对汽车、家电等制造业产品的售后效劳与逆向物流管理需求，围绕产品使用过程中的跟踪效劳、维修维护、产品召回与废弃物处理回收等环节，开发基于RFID的产品效劳支持系统，并实现与DRP/CRM/MRO等系统的集成融合，提升制造业的产品售后效劳保障水平和资源循环利用能力。

面向产品质量平安监管的RFID技术应用：针对食品、医药、特种设备等关系国计民生的产品建立质量平安电子监管体系的需求，综合运用RFID、传感器及多种自动识别技术，开展以原料采购和生产制造过程为核心、衔接销售配送环节的集成应用，构建具有质量跟踪与追溯能力的信息效劳系统，为消费者和终端用户提供质量平安保障。

面向产品全生命周期的RFID技术融合集成应用：针对原材料/零部件种类繁多、产品客户化定制程度高，维修反响速度快等装配型制造企业，开展RFID与条形码等自动识别、系统集成等多种信息技术融合应用，贯穿原材料采购供给、生产制造、售后效劳、废弃处理和回收过程，形成RFID技术整体行业解决方案，建立以产品制造和效劳为核心的产品全生命周期管理信息效劳系统，开展行业应用。RFID技术在制造业中的应用现代制造业作业的过程是依靠制度和标准保障的一个准确的执行过程，这必然要求对方案和执行进展准确的比对，即生产过程的每一个环节包括入库检验〔IQC〕的数据都要准确记录，并同方案比拟，这需要过程中更多的进展自动识别，保证方案和执行相符合，并针对不符合的及时采取措施调整。由于现代制造业的品质是依靠管理，而不是检验，因此RFID自动识别技术是一种管理的手段，而不是检验的手段，这在制造业实施有关的自动识别技术的具体工程上有一定的指导意义。

RFID在制造业中的影响是广泛的，包括：信息管理、制造执行、质量控制、标准符合性、跟踪和追溯、资产管理、仓储量可视化以及生产率等，以下分别做简短介绍：

１、制造信息管理

将RFID和现有的制造信息系统如MES、ERP、CRM和IDM等相结合，可建立更为强大的信息链，以及在准确的时间及时传送准确的数据，从而增强生产力、提高资产利用率以及更高层次的质量控制和各种在线测量。通常从RFID获取数据后，还需要中间件将这些数据进展处理，馈送到制造信息系统。

２、制造执行、质量控制和标准的符合性

为支持精益制造和6Sigma质量控制，RFID可提供不断更新的实时数据流。与制造执行系统互补，RFID提供的信息可用来保证正确使用劳动力、机器、工具和部件，从而实现无纸化生产和减少停机时间。更进一步地，当材料、零部件和装配件通过生产线时，可以实时进展控制、修改甚至重组生产过程，以保证可靠性和高质量。RFID能提供附加的信息流，使制造执行系统严密地符合和通过标准的认证。

3、跟踪和追溯

要求符合FDA质量标准的呼声不断增强，促使消费用包装品，食品、饮料企业在其整个供给链中要求准确地跟踪和追溯产品信息。在这些方面，RFID能和现有的制造执行系统互为补充，对大多数部件而言，制造执行系统已能搜集如产品标识符，时间戳记、物理属性、订货号和每个过程的批量等信息，这些信息可以被转换成RFID编码并传送到供给链，帮助制造商跟踪和追溯产品的历史信息。

４、工厂资产管理

资产〔设备〕上的RFID提供其位置、可用性状态、性能特征、储存量等信息。基于这些信息的生产过程，维护、劳动力调整等有助于提高资产价值，优化资产性能和最大化资产利用率。由于减少停机时间和更有效地进展维护〔规划的和非规划的〕，因此能积极地影响非常重要的制造性能参数，例如装置的整体有效性〔OverallEquipmentEffectiveness〕。

５、仓储量的可视化

由于合同制造〔ContractManufacturing〕变得越来越重要，因而同步供给链和制造过程的清晰可见就成为关键。RFID适合于各种规模的应用系统〔局部的或扩展到整个工厂〕。RFID可以对进料、WIP、包装、运输和仓储直到最后发送到供给链中的下一个目的地，全方位和全程的可视化，所有这些都和信息管理有关。

如今，条形码已普遍使用于制造业，然而对许多条码系统而言，往往需要在生产过程中手动修改和更新，费时费力。RFID的一个直接作用是解放劳动力，消除这种人工操作，而且能准确、快速、可靠地提供实时数据，这对大批量、高速的制造企业特别重要。RFID能明显地改良和提高制造过程的各项关键性能，经济效益突出。RFID与MES、ERP集成应用的优势及效益在制造业里，RFID与MES和ERP集成的优势有：

•对在制品和原材料提供实时的跟踪；

•动态的更新或改写在包装或标签上的信息，不需要人工介入或不必在可视环境下完成对产品信息的扫描；

•减少供给链交接的信息传递和采集，以至暂时脱离ERP/SCM数据库获取或读出信息；

•可以利用射频识别技术提供实时定位系统用来跟踪成品的位置，如军工车辆、工程机械的生产、汽车等；

•在每一件离开生产线的成品上贴上RFID标签，可以很容易的在从最后测试到装载运输的移动过程中跟踪每一个产品；

•在精益生产中，用RFID的在制品跟踪系统构成无看板的拉式生产解决方案。零件上贴有RFID标签，标签阅读器嵌在在制品缓冲库存的货架上，当零部件消耗到达指定界限时，可向上游发送信号通知生产补充零部件。这种自动看板JIT系统使精益生产的可视化和反响速度大大提高；

•RFID实现车间现场数据采集的自动化。只要零件进入生产线或到达完工区，将自动记录工序、设备和工人的ID号、加工时间，防止了大量人工进展的滞后的数据输入、条码扫描等操作和由此带来的可能的不准确数据。彻底解决了ERP系统MES实施的信息获取瓶颈问题；

•复杂产品销售和维修效劳中，产品上的RFID标签是一个随产品移动的数据库，随时可以读出它的历史和质量的记录，防止了书面材料的人工传递或对远程的主机数据库的。

必须看到，随着多数企业和产品的生产模式从MTS向ATO或ETO模式转变，从大量生产方式向精益方式转变，对包括原材料、在制品、零件、和最终产品等所有物料的跟踪和控制就显得越来越重要。物料和质量的跟踪将是ERP系统的繁重任务。而采用以RFID等自动识别和数据采集手段，那么是化解这日益加重的信息识别和采集问题的有效方法。

在技术开展方面，未来五年ERP将更加严密地与MES、PLM、CRM、SCM和BI进展集成，并与RFID技术实现集成应用，充分结合精益生产、及时生产、6σ等先进的管理理念，实现从方案、管理到控制的一体化。RFID等先进自动识别技术与ERP的集成，不仅是对ERP数据处理手段的补充，还对实现ERP真正的物流、信息流的集成、对充分发挥ERP的成效起着强有力的杠杆作用。RFID与MES、ERP的集成应用举例——到货接收即便是成功应用了ERP的到货管理系统，也需要用人工将到货物料的品种规格输入到系统中去，然后再找到采购合同、采购订单与之对应，是一个很烦琐的过程。聪明的软件可以通过页面或Form提供特定范围的列表选择减少局部手工输入，减少了工作量和提高准确度。即便如此，到货物料的识别核对仍旧是整个物流过程的瓶颈。

采用电子标签发货标签以后，系统的运作流程将发生很大的变革：

1、到货经过读出以后直接采集该物料的数据，自动完成到货与采购定单核对的过程，改良了ERP使用的效能和实施的难度；

２、同时可以支持直送工位的供货方式，大大节省采购到货至存储的过程时间、降低库房面积、物料搬运作业和其它物料处理的本钱，是采用精益生产方式的企业增加库存周转所必不可少的措施；

3、电子标签的数据经过解码以后还有助于提高原材料批次跟踪水平，方便的查找出物料的来源和去处，这对无论是对ISO9000的贯彻，还是采用招回制的行业〔如汽车和医疗设备〕以及军工生产都可以极大提高跟踪响应速度、降低质量本钱和有助于挽回企业的信誉。原材料和半成品库存在有发货标签、并且发货标签上有物料去向指令的情况下，物料到达库房或车间，用手持读头终端读取该电子标签，记录该物料的到达。主机控制器、ERP系统发出该物料去向指令——地点、库房库位，并预报它的消耗进度。库管员或工人按指令存放，并扫描库位或生产线位置上的条码标签，验证该项物料的位置。每一次扫描都引导下一次任务的执行并更