无线RFID生产线自动化动态管理系统方案

　　前言

　　中国是世界上纺织及其他生产大国，海关数据显示，2008年，我国纺织品服装出口增速持续放缓。据我国海关数据显示，2008年我国纺织品服装出口总额达1896亿美元，同比增长7.98%，从数据来看,纺织出口仍保持持续增长趋势。但同时也应该看到，国内外经济形势也出现了新变化。外部经济的不确定性因素加大，人民币升值超过6%、出口退税率下调2个百分点、贷款利率上调幅度达到14.48%、劳动力成本压力持续上升，国家从紧的宏观政策也给行业发展带来了压力。面对这样的形势应该看到全球科技日新月异，落后就要被淘汰，没有创新就没有效益。目前国内外形势的变化，应该看作是中国工业全面发展的新时期，我们应该抓住机遇，在创新中积极加快产业升级，不要在历史发展的紧要关头坐失良机。

　　自动化动态管理系统流程

　　RFID生产线自动化实时动态管理方案是运用无线射频识别技术(RFID)以及无线通讯技术（zigbee），通过引入RFID电子工菲技术创造性的设计出了新一代的工菲产品：用ID卡替代纸菲，用读卡器替代人手入菲，然后通过系统实时的把数据收集上来，再加于分析提供给管理层实时精确的分析报表，管理层通过这些实时数据报表可以时实了解一线生产动态，发现生产瓶颈，优化工序从而缩短生产周期。通过后台管理中心实时动态交换工人生产信息以及监控工作效能，为工厂提供一套完整的解决方案。帮助管理者从系统平台获取实时生产数据，可随时随地了解关于生产进度、员工表现、车位状态、在制品数量等各方面的综合信息。同时动态管理系统为管理人员、公司高层和车间一线工人建立了一个连接渠道，每个工人的生产进度可以直接反馈到管理人，实时统计工人计件工资，评估工人表现，不同角度的多种分析数据，以便管理者做出客观决策和深层挖掘更有意义的数据。从而提高服装企业的生产效率和管理决策能力。

　　系统实现原理 

　　>> 每种工序的物料在裁切困扎发飞时，配上一张智能卡； 
　　>> 每个工人都配有一张工卡；
　　>> 在每台机车上安装一台无线工票/工菲读卡机（RFID控制器）； 
　　>> 工人在加工时先读一下自己的工卡，每完成一道工序后将分扎上配的智能卡在无线工票/工菲读卡器上感应一次，系统实时与管理后台交换数据，完成一个工单后换下一个工单的物料卡； 
　　>> 系统自动记录每个工人在哪些时段在做哪些工单，耗时多久； 
　　>> 生产线上困扎工序使用工们读卡器自动完成后道工单的数量获取； 
　　>> 员工可以通过自助刷卡终端来查询自己全天的生产记录； 
　　>> 系统实时统计并计算出每个组、每个工位、每个工序的生产进度情况，给予管理者的工人调配提供最佳精确的生产数据，提供工作效率，减少人力资源浪费。

　　1.直接效益

　　>> 管理规范化：提高生产力和生产线透明度，节省薪资，责任到个人，减少瑕疵品，优化生产管理流程，减少在制品在生产线上的积存；
　　>> 运作自动化：自动采集生产数据资料，较少录入人工，自动核算薪资，彻底淘汰工票，杜绝转送工票现象，节约成本；
　　>> 信息数据化：即时监测生产瓶颈，精确计算产能与生命周期，自动产生各种智能分析报表； 
　　>> 工作高效化：通过系统提供的精确实时生产进度数据，降低人力浪费。

　　2.系统的价值飞跃

　　应用RFID生产线实时动态管理方案后，除了为企业带来上述效益以外，还可以为企业带来额外的价值的飞跃：

　　工艺改进的永动机 
　　>> 目前国内的制造业工厂，真正设置IE部门的很少，即使有也是几个人的部门。设计的生产工艺动作无法做大规模的验证； 
　　>> 应用本解决方案后，相当于把所有的一线工人都纳入到IE部门来，系统永远都能在众多的从事相同工序操作的工人里找出操作最快的几个工人，很容易使他们的哪怕是小小的改进进步都被发现，并得到推广； 
　　>> 使个别的小改进变成全员的改进。而且这一发现过程是永远都会重复的。所以真正称得上是工艺改进的永动机； 
　　>> 如果每天都能把生产效率在原来基础上提高1%，那么70天后是什么结果？效率是70天前的200%！

　　做到公平 
　　>> IE所制定的工序单价很多都没有实现经过大量的验证，导致有的工序相对简单又值钱，有的麻烦又不值钱。现场分工时会造成人为的分配不公平； 
　　>> 应用本解决方案可以精确的知道IE估算的每道工序工时单价是否合理，如何去修正，做到公平。均衡生产，实时调度投资回报分析 
　　◎ 可以节省人工成本5-8% 
　　◎ 生产损耗降低10-20% 
　　◎ 生产力提高10-30% 
　　◎ 减少在制品于生产线上的库存 
　　◎ 对客户提高更好的服务

　　时效性比较

　　这个时效性往往是被忽略的一个大课题。之前企业对工菲统计的认识到往往是停留在纯粹的计算工资的层面，所以只要工人把工菲交上来，月底能顺利计算工资就万事大吉了。所以一般是两三天交一次菲，最勤快也大不了每天到晚上才交一次菲，但入菲的员工却不会加班入菲，所以计算起来也是一天多统计一次。这样一来生产动态就严重失实，所有在此基础上生成的分析报表的作用力也因此会大打折扣，轻则延误货期，重则影响管理层的战略部署。

　　以其中一个典型的客户为例，车工有3000人，平均每月薪水RMB2000元，每月车工工资总额约450万，应用RFID生产管理系统后，平均节约工资5%，即22.5万，节约耗材3万/月，统计员工资8万元/年，另外生产效率提高了8%，，假设以10%毛利率计算，该客户今年同比可多赚300万利润。

　　◎ 可以节省人工成本8% 
　　◎ 降低生产损耗10% 
　　◎ 缩短生产周期18% 
　　◎ 提高生产力30% 
　　◎ 提高员工客户满意度

　　行业解决方案

　　制衣行业生产线项目背景

　　目前国内大中型（1000台衣车以上）制衣厂普遍采用非自动传送的人工流水线生产方式，生产流程基本相同。典型的生产流程如下：

　　1. 裁剪部门按照生产计划单领料、铺布、裁剪，填写裁床单；
　　2. 裁剪后把相同部位的多层衣片按照尺码、布层、颜色等规则捆扎起来，并把根据裁床单录入并打印出的扎单捆绑在每一捆衣片上，扎单上记录有该衣片的属性，比如款号、尺码、颜色、批次、裁床号，以及工序号、扎单号和件数等信息；
　　3. 缝纫车间到裁床部门领取捆扎好的衣片，按照生产流程把相同扎单号的衣片配套捆绑在一起，并徒手递送到对应的工位上；
　　4. 工位上的工人领到衣片后进行规定工序的操作，操作完成后在扎单存根上签上工号，同时剪下扎单上的一条（称作飞仔），以作为核算计件工资的凭证；
　　5. 配扎工把前道工序完成的半成品收集起来，再次和相同扎号的其他部位衣片配套捆绑，手工传送到下一道工序；
　　6. 重复操作4、5步骤，直至所有工序完成，成品包装并入库。

　　扎单的作用是标示衣片的属性、裁剪的批次，指示该捆衣片需要执行的加工工序和本批次产品的件数，以及记录各工位工作量信息。布料裁剪完成后，工人完全依靠扎单上的信息来进行生产操作，以保证每件衣服都是遵照计划好的工序、由相同属性的衣片缝制而成的。同时，执行每道工序的工人也要凭借保留的扎单条来结算计件工资。所以，扎单是一个把所有的生产作业环节联系在一起的关键工具。

　　需求分析

　　1. 通过使用扎单对生产进行管理是制衣行业经过多年的摸索后总结出来的一套现行解决方案。这套方案简单而实用，与整体信息化水平不高的制衣业相匹配。不过，随着客户对快速反应式生产和可视化生产监管的需求的不断提高，扎单管理方式显现出了很多待改进的地方。
　　2. 生产进度的监控只停留在纸面上，车间每天下班时汇总一次，这样，生产管理部门无法实时准确地掌握生产进度。这种状态造成的结果是企业决策者的信息滞后，因此不能立即了解生产状况，对产能的发挥无法准确把握，以致影响后期的生产计划安排和缺乏订单谈判的决策支持。
　　3. 制衣业内99%的工人工酬体系是计件工资。现在制衣业采用的工资计算方式是通过统计扎单存根上的工人签名记录和工人剪下来的扎单条来计算工作量，再乘以单位工价，得出每个工人的工资。这项工作需要大量的人力，而且容易出错，经常引起纠纷。另外，由于无法实时记录工人在每一道工序上所花费的时间，每道工序工价的核定就很主观，容易引起分歧。因此，制衣厂里基本上每天都会出现工人对工酬有异议的情况。
　　4. 扎单内容无法灵活定制。因为现在的扎单都是打印在印制好的扎单纸上，所以不同的产品信息都只能打印在相同格式的扎单纸上，有时裁床工人需要手写来补充内容。

　　产生以上问题的主要原因是纸质扎单无法满足实时准确的生产信息采集、整理和分析的要求。人工记录主要工序的完成状态和掐秒表计算每道工序的完成时间是目前制衣厂里唯一的生产信息采集方式。而扎单则是跟踪每批产品生产进度的主要线索。通过这种信息采集方式只能获得滞后的信息反馈，以此为根据所做出的生产计划和商业决策也必然是会有误差的。因此，实时的生产信息采集方式就是制衣企业提高生产效率、优化管理方式和获得决策支持的关键之处。

　　解决方案

　　采用非接触式智能卡代替纸质扎单，每完成一次加工则在工位机上刷卡，记录人员、时间记录。智能卡电子扎牌跟随衣片被传递到各道工序；在每个工位上布置数据采集终端，所有读头都与主服务器连接构成一个系统网络。当衣片被传递到规定工序进行加工时，工人在数据采集终端上扫描电子扎牌，系统记录该加工工序的起始时间，加工完成后，工人按结束键，通知系统该工序已经完成。每个员工都配有智能卡工卡，进入工位时以工卡进行登记，这样该工位所执行的所有操作都与员工工卡相关联，从而实现自动统计工作量，自动结算工资，并可以追溯质量责任。针对行业的特殊性，我们设计成为专门针对行业解决方案，使用无线通讯方式，超简易的安装模式，解决了传统RS485安装速度慢、对安装人员技术要求高、维护难度大、实时性低等一系列问题。

　　在客户端端电脑上使用RS232连接一个无线收发器，收发器通过ZigBee无线通讯技术与读卡机组建无线网络，无线通讯距离80米。超过此距离可以安装无线中继器，无线收发器与中继器间通讯距离极限250米，无线中继到读卡机80米，无线中继器与无线中继器间250米，同一路由最多连接5个中继。针对该行业刷卡设备还拥有以下功能：

　　1. 能够上传打卡数据和手工输入的数据，接收数据时也能够区分是打卡的数据还是手工输入的数据，上传的数据要经过系统返回信息后才生效，现在还存如果打卡的数据没有进行确认，那么下次重新读卡时还会读到此打卡记录，正常情况是如果此数据没有得到确认，那么下一次将会失效；
　　2. 读卡器能够及时收到系统发送的中文提示信息；
　　3. 读卡器开机后能够自动显示编号、工号、工序、状态:脱机（联机）、支持4行中文显示；
　　4. 键盘输入的数字如果有错，可以清空后再输入，点击确定后再提交；
　　5. 能够通过命令控制键盘是否可以进行输入；
　　6. 能够通过命令发送正常和异常的声音提示。