（机械制造及其自动化专业论文）基于rfid技术的报喜鸟生产过程管理系统的研究与开发.pdf

摘要 本文结合浙江省制造业信息化工程重大科技攻关项目一“基于r f i d 技术的供应链 管理系统研究及其在服饰行业中的应用”，在参加项目调研、设计和开发的基础上，重 点研究了面向服装业的基于r f i d 技术的生产过程管理，提出了基于r f i d 技术的在制品 管理和生产进度控制的解决方案，并结合项目开发了原型系统。第一章首先分析了服装 企业的信息化现状，简要介绍了r f i d 的相关技术，提出了r f i d 技术在服装生产过程管 理中应用的必要性。然后分析了服装企业的生产过程管理和r f i d 技术在国内外的研究 与应用现状。提出了本文的研究内容和论文结构。 第二章对报喜鸟服装生产过程管理的现状进行分析，根据报喜鸟服装生产过程管理 的需求分析，提出了基于r f i d 技术的总体解决方案。 第三章介绍了基于r f i d 技术的生产过程管理系统的总体设计，介绍了各个功能模 块的设计；讨论了相关的数据处理技术。同时，进行了在制品管理与生产进度控制的数 据库表的设计。 第四章根据报喜乌服装在制品管理的需求，研究了基于r f i d 技术的在制品管理方 法，详细设计了系统的功能。研究并提出了在制品过程跟踪、在制品质量状态跟踪、在 制品监视、货品定位等关键问题的解决方案，最后，给出了相关功能的实现方法。 第五章根据报喜鸟服装生产进度控制的需求，研究了基于r f m 技术的生产进度控 制方法，详细设计了系统的功能。研究并提出了标签的发放与管理、生产计划动态跟踪、 生产进度预测等关键问题的解决方案，最后，给出了相关功能的实现方法。 第六章给出了系统的运行实例。 第七章对全文进行了总结，并对进一步的研究作了展望。 关键词：r f i d 技术、生产过程管理、在制品管理、生产进度控制、服装生产 a b s t r a c t t h i sp a p e ri sb a s e do nt h ep r o j e c to ft h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tf o rt h ea p p a r e l e n t e r p r i s e so nt h eb a s i so fr f m a f t e rs e r i o u sr e s g a r c h | ，a n a l y z ea n dd e v e l o p w ep r o p o s e d t h ep r o d u c t i o np r o c e s sm a n a g e m e n to nt h eb a s i so fr f t e c h n o l o g y , c o m b i n e dw i t ht h e s t a t u so ft h ee n t e r p r i s e ，w ew o r ko u tt h es o l u t i o n st ot h ew o r k - i n - p r o c e s sm a n a g e m e n ta n d p r o d u c t i o ns c h e d u l i n gm a n a g e m e n t ，a n df i n a l l yp u tt h e mi nt op r a c t i c e t h e s ea r ea l ls t u d i e d i nt h i sd i s s e r t a t i o n c h a p t e r o n ed i s c u s s e st h ec u r r e n ts t a t eo f t h ea p p a r e lm a n a g e m e n ta n di 强i dt e c h n o l o g y , p r o p o s e st h a ti t sn e c e s s a r yt ou s et h er f i di np r o d u c t i o nm a n a g e m e n tf o ra p p a r e le n t e r p r i s e s t h i sa r t i c l es u m m a r i z e st h ep r e s e n tr e s e a r c hi nd o m e s t i ca n da b r o a da b o u tt h ep r o d u c t i o n p r o c e s sm a n a g e m e n ta n dr f i dt e c h n o l o g y , t h e na n a l y z e ss o m ek e yp o i n t s f i n a l l y , i tg i v eu s t h eb a c k g r o u n do f t h ew h o l ep a p e ra n dt h em a i nc o n t e n t s c h a p t e rt w oa n a l y z e st h ep r e s e n ts t a t eo f t h ep r o d u c t i o np r o c e s sm a n a g e m e n ti na p p a r e l e n t e r p r i s e so fb a o x i n i a o ，a n ds u m m a r i z e si t sr e q u i r e m e n t s t h e n , i tg i v e so u tt h ew h o l e s o l u t i o n sf o rt h ew h o l es y s t e m c h a p t e rt h r e ei tg i v e so u tt h ew h o l ef u n c t i o ns t r u c t u r ef o rt h ep r o d u c t i o np r o c e s s m a n a g e m e n t ，i n c l u d e st h eb a s i cm o d u l e si np a r t i c u l a ra n ds o m ed a t ap r o c e s st e c h n o l o g y f i n a l l y ，i tg i v e st h ed e s i g no f b a s ed a t af o rt h ew o r k - i n - p r o c e s sm a n a g e m e n ta n dp r o d u c t i o n s c h e d u l i n gm a n a g e m e n t c h a p t e rf o u rp u t sf o r w a r dt h ef u n c t i o n i n gf l a m e so f w 皿i n t r o d u c e ss o m es o l u t i o n sf o r w o r k - i n - p r o c e s sm a n a g e m e n t0 1 2 1t h eb a s i so f r f i d ，a n dg i v eo u tt h er e a l i z a t i o np r o c e s s c h a p t e rf i v eb r i n g sf o r w a r dt h ef u n c t i o n i n gf r a m ef o rt h es y s t e m , s u m m a r i z e ss o m e p r o p o s a l sf o rt h ep r o d u c t i o ns c h e d u l i n gm a n a g e m e n to nt h eb a s i so fr f m e x p l a i n ss o m e r e a l i z a t i o np r o c e d u r e si np a r t i c u l a r c h a p t e rs i xg i v e so u tt h er u n n i n ge x a m p l e so f t h es y s t e m c h a p t e rs e v e ns u m m a r i z e st h ew h o l ep a p e ra n dp u t sf o r w a r dt h ep r o s p e c t so f t h ef u t u r e r e s e a r c h k e yw o r d s ：r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n , p r o d u c t i o np r o c e s sm a n a g e m e n t ，w o r k - i n - p r o c e s s m a n a g e m e n lp r o d u c t i o ns c h e d u l i n gm a n a g e m e n t ，a p p a r e lp r o d u c t i o n l i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘茔或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名黟瘫磋签字日期：御年d 7 月钌日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝鎏盘茔有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权逝望盘雯可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：乏友罚弩荔 签字日期：磅年吁月珞日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期：乞呻年岁月彩日 电话： 邮编： 1 1 引言 第一章绪论 随着信息技术的飞速发展，企业面l 艋的市场竞争环境发生了根本性变化，如顾客需 求的多样化、技术创新的速度加快、产品生命周期的缩短，市场竞争的日趋激烈等。同 时，随着我国从计划经济向社会主义市场经济转变的实现和w t 0 的加入，国内企业还要 面对国外企业的全面挑战，要在激烈的国内和国际市场竞争中求生存、谋发展，企业必 须改变传统的生产管理方式、企业组织结构和决策准则，必须在生产和管理上引进先进 的思想和科学技术，才能在竞争中立于不败之地”1 。 因此，在如此激烈的竞争环境下，国内很多企业都走上了信息化管理的道路，在取 得一定成绩的基础上，总体水平上还有待进一步提高，仍有很多问题未能有效解决。 1 2r f i d 技术与服装生产过程管理结合的必要性 1 2 1 服装企业信息化现状 服装行业的竞争已到了白热化的程度，尤其在中国加入w t o 后，服装业的市场竞争 越来越激烈了。服装业生产由于工艺复杂，一件产品往往需要几十道甚至上百道制作工 序才能完成，而且有的工序还要靠手工操作。服装工业是劳动密集型的产业，技术管理 环节多，因素复杂，质量控制的任务繁重，自动化程度还比较低。我国服装企业普遍存 在的问题是服装的生产周期长，从服装设计到投入生产，直到最后的销售，我国服装企 业的平均时间是l o 周左右，工业发达国家平均4 周，美国最快2 周，差距非常明显。 因此，如果不能进行有效的企业管理，不能快速适应市场需求，我国服装业将很难生存。 一个服装企业要想在激烈的竞争中脱颖而出，必须具有创新能力，不断提高产品质量， 同时要提高产品的生产效率，这些都和服装生产管理密不可分。在一个企业中，生产管 理水平的高低甚至会直接影响到企业的生存。 据调查估计，服装规模以上企业应用e r p 等管理系统的约占1 0 ，在我国制造业中， 处于中等水平。许多服装企业根据各自不同的特点和实际情况，应用了资源管理系统 e r p 、供应链管理系统s 例、客户关系管理系统c 跚和辅助设计制造系统c a d 、c a m 等信 息技术系统。这些信息系统在企业生产工艺管理、市场营销、进销存管理、技术开发等 方面都发挥了很大作用，提高了企业的信息化水平和管理水平，也提高了企业的综合竞 争能力。 另一方面，随着信息化的开展，企业的个性化需求逐步向生产过程深入。这种深入 性是行业特点所在，给服装行业信息化提出了更高的要求。 虽然服装行业管理信息化的应用成果显著，但也产生了一些问题，比如企业e r e 应 用成效不尽如人意。实际上从企业管理信息系统层面上来看，在技术上，e r p 系统实际 上是不可能管理到企业底层很具体的生产环节的；从服装企业车间层自动化控制层面上 来看，其实服装企业多年来应用的服装厂车间生产物流系统都属于m e s 范畴”1 。但是由 于系统都有各自的处理逻辑、数据库、数据模型和通信机制，因此形成了一个个信息孤 岛，缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理。同时，车间层底层的生产过程和上层 的管理系统之间缺少一个有效的生产管理系统，这使得底层大量的数据上层无法获知， 大量数据处于闲置状态，不能为管理层提取出有建设性的信息。 1 2 2r f i d 技术简介 r e i d 是射频识别技术的英文( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ) 的缩写，射频识别 技术是2 0 世纪9 0 年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信 号通过空间耦合( 交变磁场或电磁场) 实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识 别目的技术。射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别 目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。r e i d 技术 可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。短距离射频产品不怕油渍、 灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条码。例如用在工厂的流水线上跟踪物 体。长距离射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份 等。 r e i d 系统的组成( 如图卜1 所示) 主要有三部分”“：标签( t a g ) ，读写器( r e a d e r ) ， 天线( a n t e n n a ) 。 图1 - 1r f i d 系统基本模型图 标签( t a g ) ，是射频识别系统真正的数据载体。标签相当于条码技术中的条码符号， 用来存储需要识别传输的信息，另外，与条码不同的是，标签必须能够自动或在外力的 作用下，把存储的信息主动发射出去”3 。 2 读写器是负责读取或写入标签信息的设备，读写器可以是单独的整体，也可以作为部 件的形式嵌入到其他系统中去。它可以单独具有读写、显示、数据处理等功能，也可以与 计算机或其他系统进行联合完成对射频标签的操作”。 天线在r f d i 标签与读写器的数据通讯过程中起关键的作用，是标签与读写器之间传输 数据的发射、接收装置”1 。一方面，无源的r f i d 标签芯片要启动电路工作需要通过天线在 读写器天线产生的电磁场中获得足够的能量；另一方面，天线决定了i 强i d 标签与读写器之 间的通讯信道和通讯方式。 r f i d 的工作原理是”。：标签进入磁场后，如果接收到读写器发出的特殊射频信号， 就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息( 即p a s s i v e 协g ，无源标 签或被动标签) ，或者主动发送某一频率的信号( e l j a e t i v et a g ，有源标签或主动标签) ，读写 器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。 读写器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得 能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。工作 原理如图1 2 所示： ：出一定频率的射频信号 ( ( ( ( 匿 2 当标签进入磁场产生感应 电流从而获得能量：向读 写器发送自身编码等信息 4 读写器将信息数据送 至计算机主机进行处理 图l - 2r f i d 系统的工作原理图 1 2 3r f i d 技术在服装生产过程管理中应用的必要性 目前，r f i d 技术的应用已经越来越广泛，在工业、商业和服务业都得到了十分广 泛的应用。尤其对制造业的生产自动化产生了很大的影响醐【5 6 1 。 根据对服装企业的现状、发展战略目标、存在问题与瓶颈、企业信息化现状等研究 分析，企业为了快速响应市场需求、提高客户服务水平和提升企业的核心竞争力，为了 成功地实施企业信息化工程，有必要实施基于r f i d 技术的生产过程管理，具体表现在 以下几个方面。 ( 1 ) 车间管理及其信息化是离散制造企业特别是服装制造企业的难点，而车间又 是服装生产的核心部门，如何提高员工多、工序多、在制品多的服装生产车间的信息化 管理水平，是报喜鸟公司信息化工程建设的一个重要问题，因此有必要对基于r f i d 技 术的生产车间管理进行探索。 3 ( 2 ) 通过应用r f i d 技术，实现对生产环节物流数据的自动、及时和准确的采集， 一方面实现了物流与信息流的真正无缝集成，为企业各种计划的制定提供及时、准确、 详尽的物流及其它数据，将有助于提高计划的可执行性；另一方面通过对所采集数据的 进一步分析与处理，实现对物流相关业务更精细化的管理与控制，有利于减小实际与计 划之间的偏差，加强计划的执行力。 ( 3 ) 应用r f i d 技术，实现对物品的快速定位、快速处理，提高物流速度，减轻 货品处理的劳动强度和工作量，提高物流处理的准确性等。如服装企业的半成品仓库、 成品仓库数量巨大，而且分散在各个工段，因而对在制品统计盘点工作一项，就需要投 入近十人和一周时间，而且准确性难以保证，效率较低，迫切需要应用r f i d 技术来提 高在制品统计的效率。 1 3 国内外研究与应用现状 1 3 1 服装企业生产过程管理现状 目前，我国服装企业生产过程管理自动化水平普遍还很低，没有有效的管理方式， 主要存在以下的问题。 ( 1 ) 服装企业的物料一般有几千种，再加上1 0 - 2 0 种颜色的属性，物料管理的难 度和复杂程度就可想而知了。物料部门既要准确地下达采购计划，又要保障正常的生产 进度不因缺料或短料而受影响。在进行物料管理的过程中，需要考虑原料的一些基本特 征及对生产的影响。在下达采购计划时，要考虑采购损耗率，一般采购损耗是凭经验判 断，多采购保证生产。另外物料自身也有损耗，例如面料的缩水特性，每种面料有一个 比例。在生产领料时必须考虑生产损耗，根据物料特性，设定相对固定的损耗率。另外 还要考虑单位换算、安全存量等内容。物科的配套、物料的计划、物料的分配对于月产 几万套的服装企业来说，用手工方法效率很低 3 3 1 。 ( 2 ) 服装企业的产品规格、型号、品种较多，物料品种多且零碎、造成物料管理 复杂，无法随时了解原材料、半成品、成品的收、发、存的情况。 ( 3 ) 目前服装企业对生产过程的管控还停留在对任务单与生产计划制订的粗放式 管理阶段，还没有充分做到对各个工位、工序的细致化管理，使企业高层无法明确的掌 握生产现场的具体生产状况，因此在经营决策方面缺少有力的数据支持。而其他协作部 门也存在相同的问题，营销管理部门不能及时的掌握生产线生产情况，因此降低了对客 户出货承诺时间的准确性。物料管理部门不能及时的了解生产现场状况，只能超额备料 或者经常发生紧急采购行为，造成库存增加或停工待料的现象吣l 。 ( 4 ) 工序多、周转快、数量大，生产跟单难度大，难于即时了解生产进度及生产 4 统计。 ( 5 ) 生产计划：排产时不能即时了解生产车间的生产情况；调度也凭经验9 ”。 ( 6 ) 统计工人的计时和计件工资非常繁杂，难于提高工作效率。 在生产企业的管理工作中，生产工人的计件工资管理，是企业管理中的一项重点， 也是一个难点。要精确、科学地核定每道工序的计件工资定额，需要大量的数据积累和 统计分析。要准确、及时地核算出每个工人的工作量和计件工资，更是一项繁重复杂的 工作。而目前的服装企业中存在的问题是统计工人的计件还凭借经验，容易造成分配不 平衡，打击工人的积极性5 ”。 1 3 2r f i d 技术国内外应用现状 1 r f i d 技术在零售业中的应用 和美国的沃尔玛公司一样，欧洲企业都让供应商在包装箱和集装箱上贴上了被动型 r f i d 标签。这样，从货物离开制造工厂到商店的接货码头，零售商都能掌握货物的位置。 从自己和供应商装备的r f i d 设备数量上来看，沃尔玛公司处于领先地位，但在贴标签的 产品数量以及对从超市、服装商店和其他零售系统收集来的r f i d 数据进行利用等方面， 欧洲的零售商就显得比较超前了。1 。 费雷斯特市场调研公司( f o r r e s t e r ) 的消费市场首席分析师克里斯廷欧佛比表 示：“r f i d 问题上，沃尔玛公司相对大多数欧洲企业而言，更追求低成本，在应用方式 上，欧洲企业的应用比美国企业显然更为积极主动。”例如，沃尔玛公司就没有类似的 机构能与麦德龙集团的创新中心相媲美。在这个中心，麦德龙集团对诸如r f i d 装分类 设备等一些先进技术的应用进行了测试。 英国市场调研公司i d t e c h e x 估计，至1 j 2 0 0 8 年，在7 0 多亿美元的全球r f i d 市场中，零 售企业将贡献1 3 亿美元。i d t e c h e x 公司的主席彼得海若普表示：“欧洲的零售商今年 在基础设施投资上将花费6 0 0 0 万美元至l 亿美元，预计2 0 0 7 年r f i d 软件和标签上的投资 也将达到同等规模。至j j 2 0 0 7 年，玛莎百货公司有望给3 5 亿件各类商品贴上标签，每个 标签的成本大约在2 0 美分。”他预计，玛莎百货公司在产品级r f i d 标签应用上将走在前 列。 2 r f i d 技术在食品加工中的应用 很多发达国家都是极其重视食品安全的，除了建立相关法律制度外，还采用高科技 手段对食品安全进行管理。比如，日本就建立了“食品身份证制度”，即产品履历和跟 踪监视制度，要求生产、流通等各部门广泛采用条码技术、无线射频识别技术等电子标 签，用来详细记载产品生产和流通过程的各种数据。 在国外，很多饲养场都已经运用r f i d 标签来全程监测畜禽动物的基本状况( 如生长、 健康、流通过程等) ，从而形成一个完整的产业链食品安全控制体系，其原理就是将r f i d + 条码技术贯穿于食品安全始终( 种猪一饲养一屠宰一分割一小包装一运输一餐桌) ， 全过程严格控制的产业链，保证向市场提供优质的放心肉食品。而被销售的猪肉一旦发 生质量问题，根据猪肉包装的标签就可以实现信息全程追踪和监管。 在澳大利亚也出现t r f i d 技术在新鲜食品行业的第一例应用。m o r a i t i s 公司正在 和i b m 公司进行合作使用r f i d 追踪系统。r f i d 系统将提供每天 h m o r a i t i s 运出西红柿的 关于产地、包装日期、种类、质量和大小等方面的详细信息。 北美最大的食品服务营销和分配组织s y s c o 公司已经完成低温储运系统的无线电 频( r f i d ) 和传感系统测试。这次试验证明了r f i d 在食品运输过程中监控温度和环境条 件的能力，在保证食品品质和安全方面前进了一大步。1 。 在英国，t r e n s t a r 和s c o t t i s hc o u r a g eb r e w i n g 公司展示了如何使用r f i d 标签更好 实现对盛酒桶的追踪”。葡萄酒制造商还可以使用传感技术的r f i d 标签监控能够影响酒 产品质量的酒桶所在环境的温度变化。 在防伪方面，葡萄酒由于不能当场打开包装检查它的真伪，这就为伪造者提供了机 会。s a s s i c a i a 的制造商为了防止伪造品的冲击，还在进一步考虑在酒瓶的标签中加入 r f i d 芯片。 3 r f i d 技术在交通领域中的应用 在i t s 智能运输系统领域，车辆识别技术有着广阔的应用前景。目前车辆识别技术 主要有两个方面”“：基于图像处理的识别技术和基于射频的识别技术，但基于射频识别 技术的车辆识别准确性较高。，采用含有记录车辆牌照号码、车辆型号等固定信息的电 子标签作为新型汽车电子牌照，应用于车辆识别系统。 在高速公路的联网收费中，在多路径的情况下如何根据车辆的行驶路径及实际行驶 里程进行收费，是联网收费的技术难点之一”1 。目前大多数采用的方法是采用最短路径 法等方法，但不能做到精确收费。采用带有电子标签的汽车牌照之后，只要在有可能产 生多路径的交叉口设置读卡器和天线进行检测，同时，将车辆选择的路径信息写入数据 库，收费完成之后，产生收费账单写入收费信息库备查。 新型汽车牌照的使用，也为智能化的车辆管理提供了可能。在道路的交叉口或者 高速公路的出口，只要配备t r f i d 读卡器和天线，配备数据库和联网数据处理系统，就 能对逃费车辆、被盗车辆等进行稽查和抓获。同时在智能运输系统中，新型牌照的使用， 也能为车辆识别、事件检测、车辆定位等提供便捷的条件。 新型汽车牌照的使用，可以应用于车辆门禁管理。通过在小区入口处设置r f i d 读 卡器和天线，结合小区( 停车场) 车辆数据库，对进出车辆进行识别验证，拦截不合法 车辆。此外，还可以采用双卡技术，实现车辆的防盗。具体方案为：给小区或停车场的 合法车主配备一个司机卡，记录车辆牌号等信息。在读卡的时候同时读入车牌信息和司 6 机卡信息，只有同时读取两个卡车牌号码相符时，准予放行，否则只有车牌信息无司机 卡信息，或者两卡车牌信息不一致，将对车辆进行拦截，从而实现车辆的防盗功能。 4 r f i d 技术在医疗领域中的应用 r f i d 技术的不断发展，在医疗行业中的应用也越来越广泛，可以对医疗信息进行综 合管理。 1 药物追踪” 在医疗领域每年都会发生大量的处方、药品配送和服药等方面的错误，从而导致许 多医疗事故、产生大量误工时间和法律诉讼，r f i d 技术将有助于解决上述问题。r f i d 技 术类似于一种智能标签，将可以在制造和分销过程中的任何一个时刻对物理对象进行 识别，轻易地辨别药瓶的“真实身份”。使用r f i d 标签可以追踪药品在供应链中的流通 履历、当药品需要召回时跟踪药品以及杜绝假冒药品。 2 医疗监护“ ， 在一些大型的急救中心，当出了事故，有大批伤员涌进医院时，为了能对所有病 人进行快速身份确认，完成入院登记并进行急救，医务部门迫切需要确定伤者的详细 资料，包括姓名、年龄、血型、亲属姓名，紧急联系电话、既往病史等，以往的人工登 记既慢且错误率高，而且对于危重病人根本无法正常登记。利用r f i d 技术将病人信息 印制在医疗卡上，由病人随身携带。当该病人入院诊治时，只需用二维条码扫描器扫描 医疗卡上的标签信息，所有数据不到一秒钟就进入计算机中，完成病人的入院登记和 病历获取，急救中一t l , 对急诊病人的抢救不会延误，更不会发生伤员错认而导致医疗事 故。另外，在需要转院治疗的情况下，病人的数据，包括病史、受伤类型、提出的治疗 方法、治疗场所、治疗状态等，都可以制成新的标签，传送给下一个治疗医院。由于所 有这些信息的输入都可以通过读取射频标签一次完成，减少了不必要的手工录入，避 免了人为造成的错误。 r f i d 技术在我国的起步较晚，但发展及其迅速。随着r f i d 技术的不断成熟与发展， 越来越多的企业已经逐步投入使用r f i d 技术，并取得了显著成效。因此，将r f i d 技术 应用于服装行业也将是未来的发展趋势，将会给企业带来前所未有的突破。 1 3 3 基于r f i d 技术的生产过程管理的应用现状 由于r f i d 技术不同与传统的识别技术，它是一种自动识别技术，可以弥补条码在 数据采集上的缺点。因此，在工业自动化控制中，r f i d 技术得到了广泛的应用。 r f i d 技术能够满足现代制造业在生产过程中对信息准确表明物品唯一性的需要。它 可以监控该产品在各个工序中的状态，实现产品全程质量跟踪，掌握成品的各工序记录 及部件的安装记录，记录售后维修的详细数据。甚至对从物料入库开始的生产过程的每 7 个环节的数据都可以得到准确、及时的采集和记录并及时反馈处理，实现物料的全程跟 踪，实时掌握物料从入库到上线、在制品、成品、出库的状态和位置。整个过程都由自 动识别技术提供准确、实时的数据，以保证计划与执行相符，可以实现对计划的执行步骤 进行严格的控制。除了可以对在制品和原材料进行实时跟踪外，r f i d 与e r p 集成后可以 改进e r p 数据采集的实时性，改进e r p 系统对库存、计划、进度控制的可信度，改善整个软 件系统的反应灵敏度，全面提高数据精度；还可以动态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，能够提供业务过程进 一步简化和自动化的工具。 目前，r f i d 技术在生产管理过程中的应用主要有以下方面。 1 r f i d 技术在数字化生产线上的应用。例如在冰箱制造企业中，在生产线上每台冰 箱都被贴上一个r f i d 标签，标签中包含此冰箱的序列号、类型及每道工序的信息。生产 线上不同工序处都安装有r f i d 读写器，当产品经过这些工序时，阅读器会读取相应的标 签信息，并根据现场的情况对标签写入工序完成状况及相应的岗位人员等信息。阅读器 通过c a n 总线与p c 机或工作站相连，连接到p l c 和现场总线网络。各p c 机通过局域网 与数据库服务器连接，企业应用软件能实时监控整个生产过程，并且可以记下各个员工 的工作情况。产品装配完毕下线后，还可以通过标签读取各个产品的工序状况信息，以达 到辅助质量管理的目的。 2 r f i d 技术在汽车制造企业的生产过程管理中的应用。汽车工业正在以前所未有的 进程飞速发展， 为了让汽车生产商能够制造出更好更合格的汽车，生产过程中的物流 信息采集和跟踪管理变得越来越重要。利用r f i d 的自动识别技术和数据采集技术来实现 与生产管理信息系统的无缝链接，以便能够实时监控生产及产品流向，提高产品下线 合格率。r f i d 技术在整个生产过程的管理中主要由生产业务管理层、生产过程监控层以 及数据采集管理层所组成。数据采集管理层是生产过程监督和控制的基础，它负责收集 生产线上在制品的装备信息等，打包后上传到公司管理部门，供生产过程监督和控制分 析使用。生产过程监控层管理生产过程中在制品的加工信息和生产线的状态信息，并 将这些实时信息及时呈递给生产管理部门，使企业领导和生产管理人员能够掌握第一 手的生产作业情况。同时，管理部门可以根据这些信息对生产进行控制，及时调整生产 作业计划和修改生产控制参数，以求在最短的时间内，使生产流程重新步入正常工作 状态，确保生产计划能够顺利完成。生产过程监控层包括现场总线监控服务器、r f i d 车 辆识别终端、车型信息显示终端，通过工业以太网组成一个星型网络结构。”。业务管理 层是系统的顶层，进行车间级生产管理、调度；负责整合、分发监控层上报的生产信息 等。 3 r f i d 技术在制造执行系统中的应用。在整个m e s 系统中，r f i d 数据采集模块负 责生产数据的实时采集和生产计划任务显示；实时数据通信程序负责与数据采集模块进 8 行交互数据通信，完成对采集到的生产数据解析和生成数据采集终端的操作界面，并与 生产计划服务程序进行通信获取生产计划数据；生产计划服务程序通过实时分析车间的 生产数据和各种生产数据支持库的生产信息，向实时数据通信程序发送所需的生产任务 信息，并且把必要的生产数据信息记录到生产管理数据库中；生产管理程序负责对生产 过程进行监控和管理并对生产管理数据库进行维护和管理咖1 。 4 r f i d 技术在在制品跟踪与管理中的应用。r f i d 在制造业的整体信息化解决方案是 以r f i d 作为生产产品( 包括原材料) 的身份信息，将e r p 理念综合m e s 先进思想对制造业产 品的全生命周期生产过程进行自动跟踪与管理实现产品从订单形成、车间制造、成品 入库、销售出厂到用户的整个过程清晰的控制和管理该解决方案不仅能够实现车间生 产信息自动采集与统计，又能对产品质量进行实时的追溯与跟踪，对生产过程和流通环 节中的“物料”和“在制品”信息进行精确采集、整合、集成、分析和共享，为企业生 产物资的管理和产品生命周期的管理提供基础信息保证，同时还能够有效地解决e r p 在 物资和产品数据采集、数据准确性和实时输入等方面的问题，是实现生产型企业整体信 息化的枢纽信息系统。运用r f i d 技术，可以改善传统作模式，实现制造业对产品全程 控制和追溯，也就足将r f i d 技术贯穿于生产全过程( 原材料一订单一计划一任务一备料 一加工一检验一包装一仓管一运输一市场一返修) ，形成企业的闭环管理0 7 “蜘。 随着r f i d 技术的发展与成熟，这项技术与生产过程管理的结合将越来越多。由此可 见，将r f i d 技术投入到服装企业的生产过程管理中去，将会给企业带来巨大的效益。 1 4 项目背景与论文结构 本论文结合浙江省制造业信息化工程重大科技攻关项目一“基于r f i d 技术的供应链 管理系统研究及其在服饰行业中的应用”开展研究与开发。该项目主要包括以下四个方 面：( 1 ) 研究开发基于r f 技术的生产及物流管理系统；( 2 ) 研究开发基于r f i d 技术 的分销管理系统；( 3 ) 研究开发基于w e b 的供应商协同工作平台；( 4 ) 实现上述系统与 报喜鸟已有业务系统之间的整合、优化和集成。项目的目的就是利用r f i d 这一先进技术， 改善服装行业的物流环境，提高生产管理的效率。 在一年多的时间里，我先后参与了温州报喜鸟集团的生产管理系统的详细调研、需 求分析、系统设计、系统开发等工作。 本论文以r f i d 技术的应用为基础，围绕面向服装业的生产过程控制系统的设计与 实现中的几个关键问题，在综合国内外相关研究的基础上，对服装业的生产过程管理系 统进行研究，主要针对生产进度控制和在制品管理两个功能进行详细研究，论文主要的 研究内容具体可分为： ( 1 ) 首先对服装企业的信息化现状与r f i d 技术进行简要介绍，提出了基于r f i d 9 技术在服装生产过程管理中的必要性。同时，分析了服装企业生产过程管理的现状与 r f i d 技术的应用现状，为整个系统应用r f i d 技术进行生产过程管理奠定了基础。 ( 2 ) 本文通过对服装业的生产过程管理的现状分析入手，总结出了生产过程管理 中的需求。并针对这些需求，提出了基于r f i d 技术的生产过程管理系统的总体解决方 案。 ( 3 ) 完成了生产过程管理系统的总体设计，包括功能设计和数据库设计。功能设 计部分包括基础数据管理功能、r f i d 应用模型功能、系统接口功能、在制品管理、生产 进度控制等的设计，并且阐述了生产过程管理中的数据处理技术。数据库的设计主要包 括在制品管理与生产进度控制的数据关系模型分析、数据库表的建立等。 ( 4 ) 通过对服装企业的在制品管理的需求分析，提出了基于r f i d 技术的在制品管 理的方法。设计了在制品管理的功能模型，介绍了相关的实现方法。 ，+ ( 5 ) 通过对服装企业的生产进度控制的需求分析，提出了基于r f i d 技术的生产进 度控制的方法。并且设计了生产进度控制的功能模型，介绍了相关的实现方法。 ( 6 ) 通过对生产过程管理系统的研究，结合温州报喜鸟集团公司的生产管理现状， 在第五章给出了系统运行的实例，包括在制品管理、生产进度控制等，对r f i d 技术在 生产过程管理的应用作了具体的解释。 本文内容结构如图i - 3 所示： 图i - 3 论文框架结构 1 0 第二章基于r f i d 技术的服装生产过程管理的总体方案 2 1 引言 服装企业作为一个特殊的生产企业，不同于其他制造型企业。它的生产过程相当复 杂，工艺繁琐，人员众多，其生产自动化程度也相对较低。随着市场竞争压力的加大， 服装制造业迫切需要一种合理的生产管理方式来提高其生产自动化程度。而对服装企业 的生产过程的研究分析，理解其功能需求，是服装企业生产管理系统开发的一个重要步 骤。 2 2 服装生产过程管理现状分析 生产过程指企业内原材料最终变成成品的过程。生产过程管理是一个企业的灵魂， 企业产品的好坏与生产效率的高低很大程度上取决于生产过程的管理与控制。 服装企业的生产过程主要可分为裁剪、缝制和整烫三大环节，报喜鸟的这三个环节 分别足裁剪车间、缝制车间和整烫车间，其服装生产的基本过程如图2 - 1 所示。 一。一- 。一。一。一+ 。一一- 一_ - - - 一。 图2 - 1 服装生产过程简图 1 裁剪车间的主要生产过程 裁剪是服装缝制的基础工作，裁剪车间的主要生产过程就是根据生产计划或订单表 将面料、里料、衬料等原材料按照服装的设计样板裁剪成料片，再根据服装b o m 表以件 为单位将一件服装所需的各种面料片整理为一个小包，必要时将几个小包打成一个大 包，为后续工序准备原料的过程。裁剪车间的业务主要包括： ( 1 ) 生产领料：根据生产计划，从原材料仓库领用相应的面料、里料和衬料，在经 预缩水处理后进入裁剪车间。 ( 2 ) 裁剪作业：采用批量裁剪的方式，对整块的面料、里料和衬料根据硬板样或软 板样进行裁剪，得到衣料片。 ( 3 ) 验片打号：为保证西服面料的质量和控制西服中的面料色差，对每一片面料进 行检查，并打上以控制色差为目的的流水号。 ( 4 ) 缩水压衬：根据工艺要求，对部分料片( 包括面料片，里料片、衬料片) 进行 缩水和压衬处理。 ( 5 ) 精改裁剪：对部分衣料片在精裁机上进行修正，最终完成裁剪作业。 ( 6 ) 整理打包：将各部分裁剪的衣料片，按单件进行整理，形成单件服装缝制的衣 料包。 2 缝制车间的主要生产过程 缝制是将裁剪完成的衣料包缝制成为成衣的过程，是服装生产的关键环节。报喜鸟 集团现有两个缝制车间，每个车间各有二条西服流水线和一条西裤流水线。报喜鸟集团 的缝制车间采用以拉为单位的管理方式，每拉的管理人员称为拉长。在车间各拉中，有 一些空余的工作台或设备，主要用于临时性的调度，称为帮工。可见虽然缝制车间的管 理方式具有一定的规律性，但并不固定或刚性，具有较大的弹性和灵活性，随时可根据 实际情况进行调整。 缝制车间的业务主要包括： ( 1 ) 缝制分包：将一个衣料包分为大身( 包括里布) 、袖子和领子三个小包，并发往 相应的缝制作业单元。 ( 2 ) 缝制作业：相应缝制作业单元对各包进行缝制，形成大身、袖子和领子三个半 成品。 ( 3 ) 绱袖绱领：将缝制完成的袖子和领子在相应的工位上绱到大身，初步完成缝制 作业。 ( 4 ) 成衣整理：对缝制完成的成衣进行整理，包括拆除辅助线、检验等。 3 熨烫车间的主要生产过程 熨烫车间是对缝制车间加工完成的成品进行熨烫，并经质量检验后入成品仓库。 熨烫车间的业务主要包括： ( 1 ) 熨烫作业：对成衣进行熨烫。 ( 2 ) 锁眼钉扣：对成衣进行锁眼和钉扣。 ( 3 ) 其它整理：进行缝商标和其它后整理作业。 1 2 ( 4 ) 成品入库：完成整个制衣生产过程，入成品仓库。 2 3 服装生产过程管理的需求分析 在报喜鸟服装的整个生产过程中，除了裁剪车间在缝制随工单等打印时已实现与企 业e r p 系统相连外，其它管理工作主要以手工记录和批量处理为主，包括裁剪作业记 录单、缝制作业随工单( 分为大身缝制随工单、领子缝制随工单、袖子缝制随工单和总 缝随工单四份) 和整烫及其它作业记录单，这些记录单和随工单记录了服装生产过程的 各工序的作业人员，同时质检人员对发现的质量问题也进行相应的记录，作为员工计件 工资计算的依据。服装生产过程中存在的问题主要有： 1 管理工作量大 服装生产具有明显的季节性特点，据调研旺季时企业在制品有1 3 0 0 0 件左右，淡季 时在制品有7 0 0 0 余件。以缝制车间为例，平均分配到每条生产线，每天在制品约有2 0 0 0 件左右，按每个随工单包含5 件计，每天每条生产线的管理员需要处理4 0 0 个随工单， 同时单条生产线上有员工4 0 余人。可见管理员仅员工计件统计一项，就需要处理1 6 0 0 0 条信息，估计需要几个小时，还不包括质量问题统计、在制品管理、生产进度管理等内 容。而且在制品分散在各个车间、各个工段、各个工位，增加了在制品管理的难度。同 时，由于生产过程的复杂性，从原材料到一件成衣，要经过数百道工序，因此要了解一 个订单的生产进度难度很大。 2 实时性差 由于车间主要采用在随工单上作手工记录的方式，其统计的原始凭证是随工单和质 量问题记录单，因此只能在西服全部缝制完成以及交接班时，才能进行批量数据汇总和 统计，无法实时准确地掌握车间的现场生产情况。而且这种统计方式正确率很低，并且 由于时间的滞后，导致信息落后，可利用的价值不高。 3 信息不畅通 目前在裁剪车间打印随工单时，已指定了具体缝制的生产线，并在缝制完成或者流 转到熨烫车间之前才能向信息系统反馈实际完成情况，信息反馈存在着较大的滞后。也 就是说在计划下达到车间后，存在着信息的断层或盲区，对生产计划制定的合理性无法 及时修正。 4 订单跟踪困难 由于一个订单或计划往往对应着多个随工单、每个随工单对应着多件西服、在制品 分散在各车间各生产线的各个工位中、生产统计存在滞后等原因，造成无法对订单或计 划进行跟踪，即难以随时了解订单或计划的进度。 5 信息利用率不高 随工单是服装生产管理的主要信息来源，其数据主要用于员工的计件及工资计算， 如何更好地将这些信