RFID技术在离散制造业物料配送中的应用研究

　　0 引言

　　机车制造属于典型的离散型复杂制造，大型复杂产品离散型生产的主要特点可归纳为：生产过程离散、小批量生产、零部件复杂、装配自动化程度低、生产场所环境空间分布广、生产周期长等[1]。近年来电子标签技术(Radio Frequency Identification，RFID)在大型超市、物流企业中逐步得到应用，在制造业中，韩国现代汽车集团旗下的格鲁维斯物流公司采用无源超高频的RFID射频技术管理汽车配件的供给[2]，通过RFID标签可以对零部件物流供应链的各个环节和步骤进行追踪管理。在离散制造业物流中，由于要面对复杂的应用环境和技术条件，RFID技术的应用尚处于起步阶段。

　　物料配送过程中由于缺乏对配送任务的实时监控，导致物料配送不及时、配送出错，使生产过程出现等待甚至中断，从而影响生产进度，延误交货期，打乱车间作业计划的执行[3]。所以实现对物料配送过程的实时监控至关重要。

　　1 机车制造过程物流业务分析

　　物流库理货员每天在ERP系统中查询电子需求看板，获取自己负责的物料需求明细，整理每次配送需要出库物料，生成出库单并进行打印。然后按照出库单进行拣配备料，拣配完成的物料按项目、列辆以及工位分组放置于拣配区域，并安放手工制作的纸质出库标识，包括项目、列辆以及工位，以指导运输车辆配送，配送时间以车间班组的看板通知或电话通知为准，配送之前理货员通过口头或电话通知叉车司机将拣配完成物料放到待配送区。

　　运输配送工作由物流库运输班负责，运输司机发现待配送区有物料后，按照纸质出库标识，将物料配送到相应的工位，车间班组在纸质出库单上进行签收确认。运输车辆具体配送哪些工装与物料没有记录，运输车辆从仓库出发到分厂交付之间的信息为监控盲区，车间班组无法得知自己需求物料的实时状态，物料管理人员无法从系统得知配送业务运行情况，不便于对运输司机的量化考核。纸质看板不便于管理，容易丢失，而且由于是人工填写难免会出现错误，大量使用出库单及纸质看板，会造成资源的浪费和存放空间的浪费，且出现问题后不便于查找。

　　2 RFID选型

　　RFID属于自动识别技术范畴，其利用无线电载波技术实现数据通信，每个电子标签都有全球唯一的ID号码。读写器对电子标签可以执行识别、读取和写入操作。电子标签分为被动标签、主动标签和半主动标签。被动标签是由读写器产生的电磁场提供能量，只有在接受读写器指令的情况下才会发射信号，读写距离近。主动标签由电池供电，持续不断地发射信号，读写器发现信号后与标签建立联系。半主动标签由电池供电，平时处于休眠状态，只有处于唤醒器的作用范围后才开始工作，主动发射信号。主动和半主动标签读写距离远，但是存在电池寿命的问题。

　　RFID技术相对于条码技术具有以下优势：信息量大、读写距离远、无需精确扫描、可同时读取大批量标签、可以随时修改及写入数据。根据项目的实际需要，本系统选用超高频的半主动RFID标签。

　　3 基于RFID的物流配送系统设计

　　3.1 系统功能结构

　　图1为物料配送系统功能结构图。工装的编码、专用工装及其存放物料的固定对应关系由技术部门在PDM系统中维护。对于按照准时生产(Just In Time，JIT)配送的供应商，配备条码扫描设备，通过GPRS将物料工装数据上传，通过GPS实时监控供应商物料的运输状态。物料配送系统从ERP和MES中同步出库单和看板数据，实现扫码配台、车辆调度、运输监控和工装管理等功能，最后通过电子签收系统进行签收。

　　3.2 基础数据准备

　　专用工装中物料和工