自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用

...v.自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用為深入貫徹、落實(shí)黨的十七屆五中全會(huì)精神，支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，特別是高端裝備制造業(yè)開展，促進(jìn)我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，總結(jié)“十一五〞制造業(yè)信息化科技工作經(jīng)歷，部署“十二五〞制造業(yè)信息化科技工作，2010年12月10日-11日，科技部在召開了制造業(yè)信息化科技工作會(huì)議。會(huì)上，萬鋼部長強(qiáng)調(diào)要深刻領(lǐng)會(huì)并全面貫徹落實(shí)十七屆五中全會(huì)精神，面向制造業(yè)主戰(zhàn)場，高舉制造業(yè)信息化大旗，大力推動(dòng)信息化和工業(yè)化的深度融合，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供科技支撐。各部門、各地方，以及制造業(yè)界要共同努力，依靠科技進(jìn)步與創(chuàng)新，使我國制造業(yè)信息化工作取得更大輝煌。

在過去的四個(gè)五年方案中，科技部通過國家863方案和科技支撐方案一直對(duì)制造業(yè)信息化工作給予持續(xù)不斷地支持。從“八五〞實(shí)施CAD應(yīng)用工程、“九五〞CAD/CIMS工程、“十五〞制造業(yè)信息化工程，到“十一五〞制造業(yè)信息化科技工程，如今制造業(yè)信息化已經(jīng)成為科技系統(tǒng)面向制造業(yè)影響力最大、覆蓋面最廣、與地方和企業(yè)聯(lián)系最密切的工作，成為科技促進(jìn)工業(yè)化和信息化融合開展的一面旗幟。

萬鋼部長對(duì)“十二五〞制造業(yè)信息化科技工程的實(shí)施提出了五點(diǎn)要求：一是要從加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)開展方式的高度來推進(jìn)制造業(yè)信息化；二是要從建立創(chuàng)新型國家的高度來推進(jìn)制造業(yè)信息化；三是要從推動(dòng)制造強(qiáng)國建立的高度來推進(jìn)制造業(yè)信息化；四是要開拓創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)，開創(chuàng)制造業(yè)信息化的新局面；五是要?jiǎng)?chuàng)新體制機(jī)制，大力協(xié)同，為制造業(yè)信息化提供保障?！笆晃濞晻r(shí)期是我國開展史上極不平凡的五年，是全面落實(shí)?國家中長期科學(xué)和技術(shù)開展規(guī)劃綱要〔2006-2020〕?的開局階段，是我國科技開展的重要躍升期?！笆晃濞暺陂g，圍繞?綱要?提出的“大力推進(jìn)制造業(yè)信息化〞的開展思路，繼承和開展“十五〞制造業(yè)信息化工程取得的成果，堅(jiān)持“自主創(chuàng)新、重點(diǎn)跨越、支撐開展、引領(lǐng)未來〞的方針和“企業(yè)是主體，機(jī)制是保證，技術(shù)是依托，效勞是手段，效益是根本〞的原那么，立足自主創(chuàng)新，實(shí)施了制造業(yè)信息化科技工程，組織開展了數(shù)字化綜合集成技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用示范、設(shè)計(jì)制造數(shù)字化和經(jīng)營管理信息化技術(shù)集成應(yīng)用示范〔即“兩甩〞工程〕、制造業(yè)信息化公共效勞平臺(tái)開發(fā)及應(yīng)用、行業(yè)應(yīng)用軟件開發(fā)、制造業(yè)信息化技術(shù)保障體系與開展環(huán)境建立等工作，提升了包括集團(tuán)企業(yè)、骨干企業(yè)和中小企業(yè)在內(nèi)的制造企業(yè)信息化水平，增強(qiáng)了制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力、競爭力，推進(jìn)了制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)制造業(yè)信息化科技工作跨上了新的臺(tái)階。

“十一五〞期間，制造業(yè)信息化科技工程重點(diǎn)開展了以下幾個(gè)方面工作：

〔一〕開展面向大型企業(yè)集團(tuán)的數(shù)字化綜合集成技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用示范，促進(jìn)企業(yè)自主創(chuàng)新和綜合競爭能力的提升

〔二〕實(shí)施面向骨干企業(yè)的“兩甩〞工程，促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、管理創(chuàng)新能力提升

〔三〕開展面向中小企業(yè)的制造業(yè)信息化公共效勞平臺(tái)開發(fā)及應(yīng)用，提升中小企業(yè)信息化水平

〔四〕建立技術(shù)保障體系與開展環(huán)境，為推進(jìn)制造業(yè)信息化提供支撐和組織保障

“十一五〞期間，國家、地方和企業(yè)對(duì)制造業(yè)信息化科技工程累計(jì)投入資金百億元以上。在全國28個(gè)省市科技部門的積極配合和支持下，“十一五〞制造業(yè)信息化科技工程的實(shí)施取得了顯著成效。一是支持了成飛、**電氣、海爾等10家行業(yè)龍頭企業(yè)開展數(shù)字化綜合集成應(yīng)用，成為我國集團(tuán)性企業(yè)數(shù)字化綜合集成應(yīng)用的標(biāo)桿和典范；二是支持北汽福田、中聯(lián)重科、濰柴等300多家地方核心骨干企業(yè)開展信息化深化應(yīng)用，帶動(dòng)了數(shù)千家企業(yè)開展信息化應(yīng)用推廣；三是建立了14個(gè)面向區(qū)域、行業(yè)的中小企業(yè)公共效勞平臺(tái)，為數(shù)萬家中小企業(yè)提供產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作和共性技術(shù)資源效勞；四是扶植了20余家系統(tǒng)集成商、軟件公司和中介效勞機(jī)構(gòu)，累計(jì)培訓(xùn)信息化人才160余萬次。這些工作有效地支撐了企業(yè)信息化建立，同時(shí)促進(jìn)了面向制造業(yè)的軟件產(chǎn)業(yè)開展。面向制造業(yè)的信息技術(shù)開展趨勢，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)倉庫、信息平安等信息技術(shù)迅猛開展，與制造技術(shù)結(jié)合，形成了制造業(yè)信息化新的核心使能技術(shù)，主要包括新一代集成協(xié)同技術(shù)、制造效勞技術(shù)和制造物聯(lián)技術(shù)等。

〔1〕集成協(xié)同技術(shù)：以EAI、SOA、數(shù)據(jù)中心等技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)企業(yè)全球化業(yè)務(wù)協(xié)作、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、產(chǎn)品全生命周期管理等應(yīng)用。

〔2〕制造效勞技術(shù)：以云計(jì)算、數(shù)據(jù)融合處理與分析、遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷等技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)制造效勞生命周期管理、MRO、物流效勞協(xié)作、產(chǎn)品成套與工程總包等應(yīng)用。

〔3〕制造物聯(lián)技術(shù)：以嵌入式、RFID、商務(wù)智能、虛擬仿真與建模等技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化、制造過程自動(dòng)化、經(jīng)營管理輔助決策等應(yīng)用。

制造物聯(lián)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)制造資源和制造能力感知與控制的，面向制造和產(chǎn)品效勞全周期的嵌入式、RFID、傳感網(wǎng)等的綜合應(yīng)用技術(shù)。制造物聯(lián)技術(shù)可以顯著提高制造企業(yè)的產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)能力和供給鏈運(yùn)行效率，催生新的制造模式，從而支撐制造業(yè)向高端開展。

“十二五〞期間，結(jié)合我國制造企業(yè)精益化、效勞化開展趨勢和需求，以汽車、家電、服裝、特種設(shè)備、食品、醫(yī)藥、煙草等國家支柱產(chǎn)業(yè)和關(guān)系國計(jì)民生重要行業(yè)的產(chǎn)品制造與效勞過程為背景，開展RFID技術(shù)集成應(yīng)用，開發(fā)面向供給鏈物流、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品效勞與質(zhì)量保障過程的RFID應(yīng)用管理與信息效勞平臺(tái)，形成RFID技術(shù)典型行業(yè)應(yīng)用解決方案。

面向供給鏈物流的RFID技術(shù)應(yīng)用：針對(duì)原材料或關(guān)鍵部件供給種類多、品次要求高、產(chǎn)品流通渠道復(fù)雜的制造企業(yè)，開發(fā)面向供給鏈采購、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和配送等過程的RFID應(yīng)用管理與信息效勞系統(tǒng)，通過與SCM/ERP/DRP/第三方物流系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)工業(yè)物流狀態(tài)跟蹤與定位、單品或批次追溯、倉儲(chǔ)庫存狀態(tài)智能監(jiān)控，提升上下游企業(yè)信息共享與供需協(xié)作能力。

面向生產(chǎn)制造管理的RFID技術(shù)應(yīng)用：針對(duì)產(chǎn)品構(gòu)造與加工工藝復(fù)雜、現(xiàn)場信息反響實(shí)時(shí)性高、質(zhì)量追溯要求嚴(yán)格的制造企業(yè)，圍繞精益管理模式下的生產(chǎn)組織、方案執(zhí)行與過程監(jiān)控環(huán)節(jié)，開發(fā)面向生產(chǎn)制造管理的RFID應(yīng)用信息系統(tǒng)，通過與DCS/MES/ERP等系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流實(shí)時(shí)監(jiān)控、質(zhì)量追蹤和制造資源動(dòng)態(tài)管理，優(yōu)化內(nèi)部業(yè)務(wù)流程，提升工序間的協(xié)作能力和管控水平。

面向產(chǎn)品效勞保障的RFID技術(shù)應(yīng)用：針對(duì)汽車、家電等制造業(yè)產(chǎn)品的售后效勞與逆向物流管理需求，圍繞產(chǎn)品使用過程中的跟蹤效勞、維修維護(hù)、產(chǎn)品召回與廢棄物處理回收等環(huán)節(jié)，開發(fā)基于RFID的產(chǎn)品效勞支持系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)與DRP/CRM/MRO等系統(tǒng)的集成融合，提升制造業(yè)的產(chǎn)品售后效勞保障水平和資源循環(huán)利用能力。

面向產(chǎn)品質(zhì)量平安監(jiān)管的RFID技術(shù)應(yīng)用：針對(duì)食品、醫(yī)藥、特種設(shè)備等關(guān)系國計(jì)民生的產(chǎn)品建立質(zhì)量平安電子監(jiān)管體系的需求，綜合運(yùn)用RFID、傳感器及多種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，開展以原料采購和生產(chǎn)制造過程為核心、銜接銷售配送環(huán)節(jié)的集成應(yīng)用，構(gòu)建具有質(zhì)量跟蹤與追溯能力的信息效勞系統(tǒng)，為消費(fèi)者和終端用戶提供質(zhì)量平安保障。

面向產(chǎn)品全生命周期的RFID技術(shù)融合集成應(yīng)用：針對(duì)原材料/零部件種類繁多、產(chǎn)品客戶化定制程度高，維修反響速度快等裝配型制造企業(yè)，開展RFID與條形碼等自動(dòng)識(shí)別、系統(tǒng)集成等多種信息技術(shù)融合應(yīng)用，貫穿原材料采購供給、生產(chǎn)制造、售后效勞、廢棄處理和回收過程，形成RFID技術(shù)整體行業(yè)解決方案，建立以產(chǎn)品制造和效勞為核心的產(chǎn)品全生命周期管理信息效勞系統(tǒng)，開展行業(yè)應(yīng)用。RFID技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)代制造業(yè)作業(yè)的過程是依靠制度和標(biāo)準(zhǔn)保障的一個(gè)準(zhǔn)確的執(zhí)行過程，這必然要求對(duì)方案和執(zhí)行進(jìn)展準(zhǔn)確的比對(duì)，即生產(chǎn)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)包括入庫檢驗(yàn)〔IQC〕的數(shù)據(jù)都要準(zhǔn)確記錄，并同方案比擬，這需要過程中更多的進(jìn)展自動(dòng)識(shí)別，保證方案和執(zhí)行相符合，并針對(duì)不符合的及時(shí)采取措施調(diào)整。由于現(xiàn)代制造業(yè)的品質(zhì)是依靠管理，而不是檢驗(yàn)，因此RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是一種管理的手段，而不是檢驗(yàn)的手段，這在制造業(yè)實(shí)施有關(guān)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的具體工程上有一定的指導(dǎo)意義。

RFID在制造業(yè)中的影響是廣泛的，包括：信息管理、制造執(zhí)行、質(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)符合性、跟蹤和追溯、資產(chǎn)管理、倉儲(chǔ)量可視化以及生產(chǎn)率等，以下分別做簡短介紹：

１、制造信息管理

將RFID和現(xiàn)有的制造信息系統(tǒng)如MES、ERP、CRM和IDM等相結(jié)合，可建立更為強(qiáng)大的信息鏈，以及在準(zhǔn)確的時(shí)間及時(shí)傳送準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而增強(qiáng)生產(chǎn)力、提高資產(chǎn)利用率以及更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測量。通常從RFID獲取數(shù)據(jù)后，還需要中間件將這些數(shù)據(jù)進(jìn)展處理，饋送到制造信息系統(tǒng)。

２、制造執(zhí)行、質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)的符合性

為支持精益制造和6Sigma質(zhì)量控制，RFID可提供不斷更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補(bǔ)，RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動(dòng)力、機(jī)器、工具和部件，從而實(shí)現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機(jī)時(shí)間。更進(jìn)一步地，當(dāng)材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時(shí)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)展控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程，以保證可靠性和高質(zhì)量。RFID能提供附加的信息流，使制造執(zhí)行系統(tǒng)嚴(yán)密地符合和通過標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。

3、跟蹤和追溯

要求符合FDA質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的呼聲不斷增強(qiáng)，促使消費(fèi)用包裝品，食品、飲料企業(yè)在其整個(gè)供給鏈中要求準(zhǔn)確地跟蹤和追溯產(chǎn)品信息。在這些方面，RFID能和現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)互為補(bǔ)充，對(duì)大多數(shù)部件而言，制造執(zhí)行系統(tǒng)已能搜集如產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符，時(shí)間戳記、物理屬性、訂貨號(hào)和每個(gè)過程的批量等信息，這些信息可以被轉(zhuǎn)換成RFID編碼并傳送到供給鏈，幫助制造商跟蹤和追溯產(chǎn)品的歷史信息。

４、工廠資產(chǎn)管理

資產(chǎn)〔設(shè)備〕上的RFID提供其位置、可用性狀態(tài)、性能特征、儲(chǔ)存量等信息。基于這些信息的生產(chǎn)過程，維護(hù)、勞動(dòng)力調(diào)整等有助于提高資產(chǎn)價(jià)值，優(yōu)化資產(chǎn)性能和最大化資產(chǎn)利用率。由于減少停機(jī)時(shí)間和更有效地進(jìn)展維護(hù)〔規(guī)劃的和非規(guī)劃的〕，因此能積極地影響非常重要的制造性能參數(shù)，例如裝置的整體有效性〔OverallEquipmentEffectiveness〕。

５、倉儲(chǔ)量的可視化

由于合同制造〔ContractManufacturing〕變得越來越重要，因而同步供給鏈和制造過程的清晰可見就成為關(guān)鍵。RFID適合于各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)〔局部的或擴(kuò)展到整個(gè)工廠〕。RFID可以對(duì)進(jìn)料、WIP、包裝、運(yùn)輸和倉儲(chǔ)直到最后發(fā)送到供給鏈中的下一個(gè)目的地，全方位和全程的可視化，所有這些都和信息管理有關(guān)。

如今，條形碼已普遍使用于制造業(yè)，然而對(duì)許多條碼系統(tǒng)而言，往往需要在生產(chǎn)過程中手動(dòng)修改和更新，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。RFID的一個(gè)直接作用是解放勞動(dòng)力，消除這種人工操作，而且能準(zhǔn)確、快速、可靠地提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這對(duì)大批量、高速的制造企業(yè)特別重要。RFID能明顯地改良和提高制造過程的各項(xiàng)關(guān)鍵性能，經(jīng)濟(jì)效益突出。RFID與MES、ERP集成應(yīng)用的優(yōu)勢及效益在制造業(yè)里，RFID與MES和ERP集成的優(yōu)勢有：

?對(duì)在制品和原材料提供實(shí)時(shí)的跟蹤；

?動(dòng)態(tài)的更新或改寫在包裝或標(biāo)簽上的信息，不需要人工介入或不必在可視環(huán)境下完成對(duì)產(chǎn)品信息的掃描；

?減少供給鏈交接的信息傳遞和采集，以至?xí)簳r(shí)脫離ERP/SCM數(shù)據(jù)庫獲取或讀出信息；

?可以利用射頻識(shí)別技術(shù)提供實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)用來跟蹤成品的位置，如軍工車輛、工程機(jī)械的生產(chǎn)、汽車等；

?在每一件離開生產(chǎn)線的成品上貼上RFID標(biāo)簽，可以很容易的在從最后測試到裝載運(yùn)輸?shù)囊苿?dòng)過程中跟蹤每一個(gè)產(chǎn)品；

?在精益生產(chǎn)中，用RFID的在制品跟蹤系統(tǒng)構(gòu)成無看板的拉式生產(chǎn)解決方案。零件上貼有RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽閱讀器嵌在在制品緩沖庫存的貨架上，當(dāng)零部件消耗到達(dá)指定界限時(shí)，可向上游發(fā)送信號(hào)通知生產(chǎn)補(bǔ)充零部件。這種自動(dòng)看板JIT系統(tǒng)使精益生產(chǎn)的可視化和反響速度大大提高；

?RFID實(shí)現(xiàn)車間現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化。只要零件進(jìn)入生產(chǎn)線或到達(dá)完工區(qū)，將自動(dòng)記錄工序、設(shè)備和工人的ID號(hào)、加工時(shí)間，防止了大量人工進(jìn)展的滯后的數(shù)據(jù)輸入、條碼掃描等操作和由此帶來的可能的不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。徹底解決了ERP系統(tǒng)MES實(shí)施的信息獲取瓶頸問題；

?復(fù)雜產(chǎn)品銷售和維修效勞中，產(chǎn)品上的RFID標(biāo)簽是一個(gè)隨產(chǎn)品移動(dòng)的數(shù)據(jù)庫，隨時(shí)可以讀出它的歷史和質(zhì)量的記錄，防止了書面材料的人工傳遞或?qū)h(yuǎn)程的主機(jī)數(shù)據(jù)庫的。

必須看到，隨著多數(shù)企業(yè)和產(chǎn)品的生產(chǎn)模式從MTS向ATO或ETO模式轉(zhuǎn)變，從大量生產(chǎn)方式向精益方式轉(zhuǎn)變，對(duì)包括原材料、在制品、零件、和最終產(chǎn)品等所有物料的跟蹤和控制就顯得越來越重要。物料和質(zhì)量的跟蹤將是ERP系統(tǒng)的繁重任務(wù)。而采用以RFID等自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集手段，那么是化解這日益加重的信息識(shí)別和采集問題的有效方法。

在技術(shù)開展方面，未來五年ERP將更加嚴(yán)密地與MES、PLM、CRM、SCM和BI進(jìn)展集成，并與RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)集成應(yīng)用，充分結(jié)合精益生產(chǎn)、及時(shí)生產(chǎn)、6σ等先進(jìn)的管理理念，實(shí)現(xiàn)從方案、管理到控制的一體化。RFID等先進(jìn)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與ERP的集成，不僅是對(duì)ERP數(shù)據(jù)處理手段的補(bǔ)充，還對(duì)實(shí)現(xiàn)ERP真正的物流、信息流的集成、對(duì)充分發(fā)揮ERP的成效起著強(qiáng)有力的杠桿作用。RFID與MES、ERP的集成應(yīng)用舉例——到貨接收即便是成功應(yīng)用了ERP的到貨管理系統(tǒng)，也需要用人工將到貨物料的品種規(guī)格輸入到系統(tǒng)中去，然后再找到采購合同、采購訂單與之對(duì)應(yīng)，是一個(gè)很煩瑣的過程。聰明的軟件可以通過頁面或Form提供特定范圍的列表選擇減少局部手工輸入，減少了工作量和提高準(zhǔn)確度。即便如此，到貨物料的識(shí)別核對(duì)仍舊是整個(gè)物流過程的瓶頸。

采用電子標(biāo)簽發(fā)貨標(biāo)簽以后，系統(tǒng)的運(yùn)作流程將發(fā)生很大的變革：

1、到貨經(jīng)過讀出以后直接采集該物料的數(shù)據(jù)，自動(dòng)完成到貨與采購定單核對(duì)的過程，改良了ERP使用的效能和實(shí)施的難度；

２、同時(shí)可以支持直送工位的供貨方式，大大節(jié)省采購到貨至存儲(chǔ)的過程時(shí)間、降低庫房面積、物料搬運(yùn)作業(yè)和其它物料處理的本錢，是采用精益生產(chǎn)方式的企業(yè)增加庫存周轉(zhuǎn)所必不可少的措施；

3、電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)經(jīng)過解碼以后還有助于提高原材料批次跟蹤水平，方便的查找出物料的來源和去處，這對(duì)無論是對(duì)ISO9000的貫徹，還是采用招回制的行業(yè)〔如汽車和醫(yī)療設(shè)備〕以及軍工生產(chǎn)都可以極大提高跟蹤響應(yīng)速度、降低質(zhì)量本錢和有助于挽回企業(yè)的信譽(yù)。原材料和半成品庫存在有發(fā)貨標(biāo)簽、并且發(fā)貨標(biāo)簽上有物料去向指令的情況下，物料到達(dá)庫房或車間，用手持讀頭終端讀取該電子標(biāo)簽，記錄該物料的到達(dá)。主機(jī)控制器、ERP系統(tǒng)發(fā)出該物料去向指令——地點(diǎn)、庫房庫位，并預(yù)報(bào)它的消耗進(jìn)度。庫管員或工人按指令存放，并掃描庫位或生產(chǎn)線位置上的條碼標(biāo)簽，驗(yàn)證該項(xiàng)物料的位置。每一次掃描都引導(dǎo)下一次任務(wù)的執(zhí)行并更