射频识别技术与ERP系统的集成应用

射频识别技术与ERP系统的集成应用

【 信息化】    1 前言

信息化、自动化、网络化、智能化、柔性化已成为现代制造企业的鲜明特征。目前国内许多企业都上了ERP系统，但是实际应用效果并不理想。其中最主要的原因是企业基础数据采集的困难，人工录入数据经常出错，导致生产经营活动的障碍。

目前，ERP系统的生产制造管理模块，生产计划和工艺只能下达到品种或者车间。生产的现场管理一直处于黑箱作业的状态，这已无法满足今天复杂多变的竞争需要。因此如何将此黑箱作业透明化，找出任何影响产品品质和成本的问题，提高计划的实时性和灵活性，同时又能改善生产线的运行效率已成为每个企业所关心的问题。

射频识别技术(RFID：Radio Frequency Identification)? 可以帮助企业实现数据的自动实时采集，可以对车间的生产信息提供实时反馈，加强对加工数据的分析和监控，加强车间生产控制，全面反映生产过程状态信息，有效敏捷地指导生产。

2 RFID技术在现代制造业中的应用

2．1 RFID技术

RFID是一种非接触的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体，可同时识别多个标签，操作快捷方便。典型的RFID系统由电子标签(Tag)、读写器(Read／ te Device)组成。

RFID电子标签晗 是一种带有天线的集成电路Ic芯片，数据存储在Ic上，标签上的信息通过无线电频率与外部通信。RFID电子标签的尺寸、操作模式、精度都有很多种类，成本也差异很大，可根据不同企业的需求先用不同的种类。

RFID读写器 由一个或多个接受／发送信号的天线和对接收的信号进行解码的微处理器组成。经过处理的数据经由常规的缆线或局域无线网络WLEN与ERP系统主机相联。RFID读写器可以是移动的手持终端，也可以是安装在某个位置上的固定终端，如工厂的入口、到货库房的大门、货架或生产线上。

RFID系统工作原理如图所示：从图l中可看出阅读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，向阅读器发送出自身编码等信息；阅读器采集信息、解码之后，将信息／数据送至计算机主机进行处理。

2．2 RFID技术与传统条码技术    目前应用最广泛的是传统的条码技术。国内制造业中有80％的企业不同程度的应用条码技术进行信息传递。在实际应用中由于传统条码的容量有限，在进行信息传递时必须可视联系，在生产过程中需要手动修改和更新，大大降低信息传递的效率，降低了企业的生产效率。RFID技术可以实现在更小的空间存储更多的信息。RFID电子标签就相当于一个便携的数据库或数据文件，真正实现了对物料的描述，可以随着人、包装物、工件、文件、卡片或标签旅行。此外它还具有寿命长、读取距离大、可引入加密机制、高可靠性、具有纠错功能、可表示图像数据和表示多种语言文字信息等特点。

RFID电子标签的信息通过无线电频率收发 。RFID在对象和读写器之间不需要条码所必须的可视的联系。从而可以在元人照管的情况下完成识别和信息存储过程。RFID可以穿过包装物、运输容器和金属之外的多种材料读出。可以同时读出多个标签的信息。RFID技术的这种“非接触式”信息采集的方式和电子标签充当“移动的信息载体”的特点，大大提高了信息的传递速度，有效的提高了企业的生产效率、市场竞争能力和综合竞争力。

2．3 RFID技术在ERP系统中的应用

2．3．1 目前ERP系统存在的问题

目前，我国已经实施ERP的部分制造企业，其应用效果并不理想。其中最为重要的一个原因是企业在生产制造过程中对生产数据的实时采集非常困难。如果采用人工方式录入生产数据往往容易出错，同时也失去了生产数据的实时性。如果ERP系统运行在缺少准确性和实时性的数据基础上，那么用ERP系统来指导企业生产经营活动的真正作用就很难实现。

ERP或企业其它应用系统建成运行后，基础数据输入和信息采集就成为系统即重要又繁重的工作。传统信息系统的数据输入方式，一般包括识别、清理和输入3个人工环节。识别：对照预先打印的清单，从一大堆现实零件的标签、流水卡或合格证上逐项核对，然后是清点数量，记录结果；清理：将识别记录的数据，整理成信息系统要求的格式，也可以认为是数据转变为信息的过程；录人：按信息系统提供的界面录入到系统中，完成数据输入。这样的过程大量地出现在定单录入、采购入库、产品入库、配套出库、物料流转等过程。ERP系统本身无法自动识别这些作业信息，这样就形成了ERP系统物流和信息流之间的间隙。要彻底解决ERP系统中物流和信息流的集成问题，最好的方法是应用RFID技术等先进数字识别技术。     2．3．2 RFID技术与ERP系统集成应用的总体架构    根据ERP系统的特点，并结合先进的RFID技术，本文提出了RFID技术与ERP系统的集成应用解决方案。其中图2是RFID技术与ERP系统集成应用的系统架构图。图中显示了系统各层次的架构图，包括软件平台和应用模块体系，以及系统所依赖的硬件平台。软件平台是系统的基础核心构件，包括一系列实现各种核心逻辑的构件，并封装成不同的构件包：调度策略构件包、界面开发构件包、生产过程模型构件包、WIP构件包、SPC分析构件包、设备通信接口构件包、ERP接口构件包、RFID终端构件包。应用模块体系建立在软件平台和硬件平台的架构之上，实现系统的各项具体管理功能，具体包括：生产过程建模、生产计划及生产管理、现场数据采集、物料跟踪查询、在制品跟踪查询、产品生命周期档案、质量及绩效分析查询、网际网络应用。

2. 3. 3 RFID技术与ERP系统集成的硬件平台是系统集成应用的基础。    这个硬件平台包括：RFID数据的集成终端、通信方式。

1)RFID数据集成终端RFID DCS终端机(阅读器)

将主要安装在生产线的生产工位上，用于为ERP系统提供有关物料、制品、设备状况、人员信息等方面的信息，同时也为具体操作者提供作业信息的双向沟通。RFID数据集成终端需要满足以下要求：自动采集的需要：能无接触、自动采集物料、在制品、工位、人员等信息；数据采集环境的多样化需要：要求采集设备、采集终端具有防潮、防油、防雷、放电磁干扰、防热等性能； 应用模块 现场资料查询的需要：可查询生产计划、生产工艺、产品批次一等信息； 图2 RFID技术与ERP系统集成应用的系统架构图信息输入的需要：设备状况信息、加工数量、加工情况、质量信息等。

2)通信方式

选择RS485串口通信电路和TCP／IP网络通信接口电路中的作为其中一种通信方式与PC机进行接口。终端采集到的信息经过通信接口进入Pc机后，Pc机再存储信息，处理信息，并将结果保存到服务器。Pc机也可以将车间当天的生产计划以及车间的生产情况经通信接口传送到终端并在终端的液晶显示屏上加以显示，工人看到反馈信息后知道当天的生产任务以及目前的工作状况从而执行生产任务。在RFID DCS终端采集系统中，PC机与终端之间有一定的通讯协议，以保证终端数据的通讯成功。基于RS485通信的车间数据采集终端通信流程图如图3所示。