RFID技術加盟服裝生產(chǎn)信息化管理
服裝生產(chǎn)信息化的難題與解決手段
服裝生產(chǎn)企業(yè)普遍存在產(chǎn)品款式多、工藝復雜、批量小批次多、訂單個性化要求高等特點,反映在信息模型上就是信息量大,種類多、信息之間關聯(lián)和處理規(guī)則復雜。服裝企業(yè)要實現(xiàn)生產(chǎn)信息化管理,首先面臨一個難題:如何將生產(chǎn)過程中大量物料、半成品、人員、設備等底層狀態(tài)信息實時,準確采集并提供給管理層。
傳統(tǒng)信息采集手段無法解決這個難題,如:人工記錄方式無法保證數(shù)據(jù)的實時性.準確性;條碼標簽的識別率受服裝車間粉塵、纖維污染以及物料動態(tài)特性的影響會造成可靠性降低。有效信息采集手段的缺失,是造成傳統(tǒng)MES等信息化系統(tǒng)在服裝生產(chǎn)過程無法充分發(fā)揮作用的重要原因之一。
RFID技術的特點決定其在生產(chǎn)過程信息采集方面有以下優(yōu)勢:
1.可以在不影響生產(chǎn)物料正常運轉的前提下,實現(xiàn)生產(chǎn)物流和數(shù)據(jù)信息流的無縫集成;
2.采用電磁場空間耦合的方式,能夠在車間充滿灰塵,纖維等污染的環(huán)境下正常使用;
3.標簽具備信息讀寫功能,可實現(xiàn)生產(chǎn)對象信息本地化保存和讀??;
4.標簽采用全球惟一識別碼及完善的安全認證機制,可以防止標簽偽造和數(shù)據(jù)的惡意篡改。
RFID技術在服裝生產(chǎn)應用現(xiàn)狀
雖然RFID技術在生產(chǎn)信息化方面有明顯優(yōu)勢,但是目前國內(nèi)外服裝生產(chǎn)企業(yè)RFID應用還不成熟,在少量的應用案例中也只是用電子標簽代替紙質工單來存儲信息,沒有真正發(fā)揮RFID技術的優(yōu)勢。造成這種現(xiàn)狀的原因主要有幾點:
1.國內(nèi)服裝企業(yè)多處于產(chǎn)業(yè)鏈下游,利潤空間低,成本敏感,無法引進國外昂貴的工業(yè)RFID設備與系統(tǒng)。
2.RFID技術應用于服裝生產(chǎn)過程有相當技術難度,而國內(nèi)在該領域研究起步較晚,更多停留在系統(tǒng)架構和軟件層面的研究,缺乏對工業(yè)RFID讀寫器、中間件、實時信息傳輸和數(shù)據(jù)處理等底層關鍵技術的研究和突破。
針對RFID技術在服裝生產(chǎn)信息化的應用需求,依托國家863項目資助,北京三博中自科技有限公司重點研究服裝生產(chǎn)過程RFID的適用性及應用關鍵技術,并構建了基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng),以解決傳統(tǒng)服裝生產(chǎn)過程管理中存在的問題。
系統(tǒng)總體設計與應用實現(xiàn)
典型服裝加工企業(yè)生產(chǎn)過程相關環(huán)節(jié)主要包括:生產(chǎn)任務制訂與下達,原輔料領取,加工生產(chǎn)質量檢驗和整理包裝等。在典型針織服裝企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)針對性應用RFID技術,采集各環(huán)節(jié)的現(xiàn)場信息匯總到企業(yè)信息服務器,構建基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng),主要實現(xiàn)生產(chǎn)任務進度控制,生產(chǎn)物料追蹤以及生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)實時監(jiān)控調度等功能。
生產(chǎn)任務進度控制
為了實現(xiàn)各生產(chǎn)任務進度的實時采集和控制,每個生產(chǎn)任務從制訂下達開始就生成一張電子標簽任務卡。任務卡保存必要的任務信息,由該任務的生產(chǎn)管理員持有。原輔料領取、加工生產(chǎn)、質量檢驗和整理包裝的每個生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)都設有RFID讀寫設備,用于采集或寫入任務進度相關信息,并上傳給企業(yè)信息服務器供管理層實時查看和處理。
生產(chǎn)任務制訂、下達和管理由計劃部完成。計劃部下達每項任務時,將任務相關內(nèi)容寫入一張13.56MHz的電子標簽(任務卡)發(fā)給任務管理員。任務卡的數(shù)據(jù)存儲分為UID區(qū),基礎信息區(qū)和過程信息區(qū)。UID區(qū)是獨立分區(qū),存儲標簽的全球惟一編碼,在標簽出廠時被固化無法更改?;A信息區(qū)存儲任務號、數(shù)量、款式、交貨日期等任務信息,只有計劃部擁有寫入權限,其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)對于該區(qū)只有讀取權限;過程信息區(qū)為不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)劃分不同的子區(qū)域,每個環(huán)節(jié)在生產(chǎn)過程中可以根據(jù)需要在對應子區(qū)域寫入或讀取相應信息。
任務信息寫入由計劃部PC機連接RS232/USB接口的臺式RFID讀寫器實現(xiàn),任務卡信息通過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)上傳給企業(yè)信息服務器。生產(chǎn)過程中,任務管理員需要在相應環(huán)節(jié)的RFID讀寫器進行任務卡讀取或寫入操作才能執(zhí)行后續(xù)生產(chǎn),該任務執(zhí)行進度信息實時上傳給信息服務器。生產(chǎn)任務全部工序完成后,任務卡自動失效,需交還計劃部下次重新寫入。
計劃部和企業(yè)管理層可以通過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的客戶端訪問信息服務器,查看各個生產(chǎn)任務的進度信息;客戶則可以通過Internet經(jīng)過防火墻按權限訪問企業(yè)信息服務器,查看相應訂單進度信息。
生產(chǎn)物料追蹤
針對服裝生產(chǎn)過程物料在各個環(huán)節(jié)之間流轉搬運過程易發(fā)生丟失、遺忘現(xiàn)象,采用電子標簽對生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)的輸入和輸出物料進行標識,并通過各環(huán)節(jié)的RFID讀寫設備寫入、讀取及核對相應數(shù)量、種類等信息。這些信息實時上傳給企業(yè)信息服務器并保存,實現(xiàn)物料流轉全程追蹤。
針織服裝企業(yè)生產(chǎn)過程主要分為裁剪、縫制、檢驗、整理、包裝五個環(huán)節(jié),生產(chǎn)物料出庫后在這五個環(huán)節(jié)順序流轉,生產(chǎn)完畢后直接發(fā)貨或入成品庫存放。將各環(huán)節(jié)之間傳遞的物料按單元加裝電子標簽,每個環(huán)節(jié)接收到物料必須先用讀寫器進行識別和核驗,發(fā)現(xiàn)差錯可以及時追查。
該功能實現(xiàn)需要在每個環(huán)節(jié)安裝RFID讀寫器,操作終端以及相應的計算機和軟件??紤]到服裝企業(yè)的特點,每個環(huán)節(jié)都配計算機及軟件成本難以承受,且不利于管理維護。如果直接由企業(yè)信息服務器對這些現(xiàn)場分布設備進行管理,接口中間件繁重的數(shù)據(jù)采集,通訊和處理工作量會加重服務器的負荷,從而影響整個企業(yè)信息系統(tǒng)的實時性和可靠性。
為了適應服裝企業(yè)特點,我們提出軟硬結合,集中分布相結合的中間件概念。將中間件的主要功能按功能單元進行劃分,每個單元由獨立硬件設備——接口控制器實現(xiàn)。接口控制器負責其功能單元內(nèi)RFID讀寫器、操作終端等信息采集設備的功能設定、操作控制、故障檢測、數(shù)據(jù)提取、過濾、格式轉換,再通過以太網(wǎng)接口將現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳給企業(yè)信息服務器。服務器端只需要一個簡單的軟件中間件實現(xiàn)接口協(xié)議轉換后,提供一組標準的接口函數(shù)給應用管理程序即可。這種軟硬件結合,分布集中相結合的設計,降低了服務器的負荷,提高了現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制的穩(wěn)定性和可靠性。
以裁剪環(huán)節(jié)為例具體說明物料追蹤實現(xiàn)。裁剪環(huán)節(jié)需要用RFID讀寫器讀取原輔料的電子標簽信息,通過接口控制器和企業(yè)信息服務器進行通訊,核對原輔料數(shù)量,規(guī)格是否和出庫數(shù)量一致,結果在操作終端液晶屏顯示。裁剪完畢的衣片需要捆扎成包并加裝電子標簽,通過操作終端輸入每包數(shù)量、規(guī)格信息,由RFID讀寫器將信息寫入電子標簽,同時接口控制器將寫入信息和標簽UID關聯(lián)上傳給企業(yè)信息服務器。
生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)實時監(jiān)控調度
多數(shù)服裝企業(yè)生產(chǎn)針織服裝,生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)是縫制,對于產(chǎn)品總體生產(chǎn)效率和質量起決定作用,但是縫制環(huán)節(jié)工序復雜,人員眾多,原料、輔料,半成品等物料集中,信息化管理難度大。
傳統(tǒng)縫制環(huán)節(jié)人員以班組為單位按工序依次排列,投入一批物料按順序加工,每完成一道工序后捆扎好向后繼工序搬運。這種方式中由于物料捆扎,搬運以及職工進度不同造成的等待都影響效率,而且出現(xiàn)質量問題也難以及時發(fā)現(xiàn)和處理。
在縫制環(huán)節(jié)采用基于RFID的生產(chǎn)實時監(jiān)控和配送調度系統(tǒng)。
該系統(tǒng)將待縫制衣料按件劃分,每件衣料由專人掛在一個貼有電子標簽的吊架上,吊架在一條橢圓形主軌道上自動傳輸。主軌道兩側按流程順序設置若干工位來實現(xiàn)不同的工序加工,每個工位加裝RFID讀寫設備,采集主軌道傳送過來的吊架標簽信息并傳送給上位計算機,由軟件調度該吊架應進入哪個工位的支軌道進行加工。某個工位完成一個吊架加工后,職工只需要按一下電鈕,吊架從支軌道返回主軌道向后繼工序繼續(xù)傳輸。吊架返回主軌道過程中,標簽信息被RFID讀寫設備識別并傳給軟件記錄。
系統(tǒng)軟件運行前,需要先由生產(chǎn)管理員配置生產(chǎn)工藝編排,工序分配等必要參數(shù)。該系統(tǒng)運行中縫制生產(chǎn)線的實時物料狀態(tài)、設備狀態(tài),每個工位職工的進度信息都會在界面實時顯示,系統(tǒng)可以動態(tài)調整各個工位的物料分配達到效率最大化。而且一件衣物的每道工序加工信息都被準確記錄,一旦出現(xiàn)質量問題可以準確追溯到個人,提高了質量監(jiān)管水平。實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)處理完畢后,保存到歷史數(shù)據(jù)庫中,生成各種統(tǒng)計和分析報表,產(chǎn)品出現(xiàn)質量問題可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行追溯。歷史數(shù)據(jù)定時上傳到企業(yè)信息服務器,供管理層查詢。
系統(tǒng)應用效果
目前,基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)已在江蘇南通某針織服裝企業(yè)建立應用示范工程,應用系統(tǒng)整體架構示意圖參見圖1。
圖1 基于RFID的服裝生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)架構示意圖
該系統(tǒng)經(jīng)過半年的實際生產(chǎn)運行,取得如下效果:
核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)縫制車間的效率平均提高30%以上,特別對于小批量多批次生產(chǎn)效率可提高50%以上,訂單交貨周期平均縮短15~20%。
生產(chǎn)過程物料丟失損耗情況減少80%以上,平均每個生產(chǎn)任務節(jié)省原料成本3~5%;
產(chǎn)品質量問題減少70%以上,且未出現(xiàn)同一質量問題在某批次大量重復的情況;
生產(chǎn)信息化程度提高使管理層和客戶可以實時查詢?nèi)蝿眨唵芜M度狀態(tài),未出現(xiàn)訂單逾期情況,客戶滿意度明顯提高。
系統(tǒng)的意義和推廣價值
該系統(tǒng)結合服裝行業(yè)的生產(chǎn)工藝流程和管理方式的特點,將RFID等信息化技術應用于服裝企業(yè)生產(chǎn)過程的各個主要環(huán)節(jié),實現(xiàn)了生產(chǎn)任務進度控制,生產(chǎn)物料追蹤以及生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)實時監(jiān)控調度等功能。通過實際生產(chǎn)運行,提高了生產(chǎn)效率,降低了質量問題和物料損耗,使企業(yè)管理水平有明顯改善。
系統(tǒng)設計過程中嚴格注意成本控制,比如:RFID標簽采用閉環(huán)循環(huán)使用方式,盡可能采用成本較低的13.56MHz RFID讀寫器設備,通過接口控制器應用減少計算機數(shù)量等。在滿足功能需求的情況下最大限度降低成本,在利潤率低,成本敏感的服裝企業(yè)會有很好的推廣前景。
此外該系統(tǒng)特別重視軟硬件產(chǎn)品在工業(yè)現(xiàn)場的可靠性設計RFID讀寫器、接口控制器以及監(jiān)控調度軟件在其他離散制造行業(yè)也有拓展應用價值。
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