1.MES系統(tǒng)與RFID技術(shù)
1.1 離散制造業(yè)MES系統(tǒng)
制造執(zhí)行系統(tǒng)(manufacturing execution system,簡稱MES)是美國AMR公司(Advanced Manufacturing Research,Inc.)在90年代初提出的，旨在加強MRP計劃的執(zhí)行功能，把MRP計劃同車間作業(yè)現(xiàn)場控制，通過執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)系起來。這里的現(xiàn)場控制包括PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器、條形碼、各種計量及檢測儀器、機械手等。MES系統(tǒng)設(shè)置了必要的接口，與提供生產(chǎn)現(xiàn)場控制設(shè)施的廠商建立合作關(guān)系。MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實時事件時，MES能對此及時做出反應(yīng)、報告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進行指導(dǎo)和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力，改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。
1.2 RFID技術(shù)
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification,縮寫RFID)，射頻識別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。從信息傳遞的基本原理來說，射頻識別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型(初級與次級之間的能量傳遞及信號傳遞)，在高頻段基于雷達探測目標(biāo)的空間耦合模型(雷達發(fā)射電磁波信號碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達接收機)。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。
2.需求分析
隨著市場競爭加劇，產(chǎn)品生命周期縮短，離散制造業(yè)對市場反應(yīng)速度的敏感性越來越強。而與反應(yīng)速度有關(guān)的參數(shù)，最具有代表性的是反應(yīng)時間和交貨期。為此，企業(yè)必須采用信息技術(shù)和先進制造技術(shù)在保障質(zhì)量的前提下提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。這更加要求管理人員加強企業(yè)資源計劃層和過程控制層之間的生產(chǎn)過程管理。
將RFID技術(shù)應(yīng)用于離散制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計，彌補了企業(yè)資源計劃和控制層存在信息管理的斷層和信息反饋延遲，實現(xiàn)車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳遞通暢。可以使生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和生產(chǎn)周期大大縮短、產(chǎn)品質(zhì)量提高、車間資源得以更有效的利用、車間管理能力和管理效率快速提升、在制品追溯速度和準(zhǔn)確性大幅度提高以及工時管理將更加科學(xué)合理。
3.系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)
離散MES系統(tǒng)可以充分利用RFID的技術(shù)優(yōu)勢，解決企業(yè)計劃層與車間現(xiàn)場控制層間信息和管理的斷層問題，實現(xiàn)制造和質(zhì)量的可視化和數(shù)字化管理。
(1)產(chǎn)能分析：可以同時對車間，班組，設(shè)備及人員進行多方面分析，使管理者了解現(xiàn)場生產(chǎn)進度，調(diào)度資源，提高生產(chǎn)效率。
(2)生產(chǎn)的全程實時追蹤：準(zhǔn)確跟蹤每個在制品的生產(chǎn)情況，了解不同訂單的完工情況，為管理人員進行決策提供強有力的支持。
(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量：建立計算機輔助質(zhì)量保證系統(tǒng)，實現(xiàn)質(zhì)量檢查記錄和質(zhì)量統(tǒng)計分析的計算機管理，可迅速查找出質(zhì)量隱患，有效降低產(chǎn)品質(zhì)量事故的發(fā)生率。質(zhì)量體系的建立和管理的加強將使產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)質(zhì)量進一步提高，損失費用大幅度降低，有效節(jié)約成本。
(4)提供報表打印依據(jù)：各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的繞計匯總以及各種報表的生成打印，全部由計算機管理，替代以前的人工計算、登帳、手工報表的工作。減輕相關(guān)工作人員的工作。
(5)解決半成品積壓問題：可以隨時提供不同工位的在線數(shù)量、在線時間。幫助企業(yè)管理者提前發(fā)現(xiàn)影響生產(chǎn)進度環(huán)節(jié)，為平衡生產(chǎn)提供幫助。
