目前國內許多制造企業(yè)都上了ERP系統(tǒng)，并希望實現(xiàn)從推式生產到拉式生產的轉換，但實際應用效果并不理想。其中最主要的原因是企業(yè)基礎數(shù)據(jù)采集困難，人工錄入數(shù)據(jù)經常出錯，導致生產經營活動的障礙。無線射頻識別即射頻識別技術是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無線射頻方式對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)進行讀寫，從而達到識別目標和數(shù)據(jù)交換的目的，其被認為是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g之一。

1.RFID(Radio Frequency Idenfification，射頻識別)技術可以幫助企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動實時采集，可以對生產信息提供實時反饋，加強對生產加工數(shù)據(jù)的分析和監(jiān)控，加強車間生產控制，全面反映生產過程狀態(tài)信息，有效敏捷地進行生產。

2、RFID相關技術

RFID讀寫器可以通過無線的方式，對存儲于RFID標簽中的數(shù)據(jù)進行自動采集，以獲取被標識對象相關信息。隨著技術的發(fā)展，RFID逐漸　開始被應用到離散制造行業(yè)中。RFID在離散制造業(yè)中的應用將改變離散制造企業(yè)的生產經營方式。

2.1 RFID數(shù)據(jù)采集單元

一個RFID數(shù)據(jù)采集單元由RFID讀寫器侗定或移動)、天線(內置或外置)、RFID標簽三部份組成。RFID標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點，可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別及路徑跟蹤等。

2.2 RFID集成框架

RFID集成框架包括三個部分：RFID識別單元、RFID邊緣服務器和集成服務器。如圖1所示。

(1)RFID識別設備。它包含了RFID數(shù)據(jù)采集單元的設備，這些設備可能與PDA、掃描儀和打印機等設備集成在一起。

(2)RFID邊緣服務器。它和RFID識別設備相連，對傳人的RFID事件進行聚合、監(jiān)視、解釋、篩選和存儲。如果事件達到系統(tǒng)管理員指定為臨界點的閾值點，預期的收件人將收到實時警報。

(3)集成服務器。它接受邊緣服務器傳來的信息。并對信息進行業(yè)務邏輯加工，以便與管理信息系統(tǒng)進行業(yè)務邏輯集成。此類系統(tǒng)包括供應鏈管理(SCM)、客戶關系管理(CRM)和企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)等。

對于RFID采集的數(shù)據(jù)量不是太大或者業(yè)務邏輯不太復雜的應用，RFID邊緣服務器和集成服務器具有良好的可伸縮性。

3、基于RFID的拉式生產系統(tǒng)

3.1 基于RFID的拉式生產系統(tǒng)體系結構

基于RFID的拉式生產系統(tǒng)體系結構如圖3所示，該系統(tǒng)在各工作中心配置13.56MHz的RFID讀寫器及存儲容量為2KB的標簽，以構成RFID數(shù)據(jù)采集單元。數(shù)據(jù)采集單元和控制器通過RS485-RS232經多串口卡擴充并連接?？刂破髋c看板系統(tǒng)之間通過千兆以太網(wǎng)連接，進行基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸。看板系統(tǒng)通過和ERP系統(tǒng)集成獲取和BOM、工作中心等相關信息，并將RFID數(shù)據(jù)采集單元采集到的信息匯總處理?？窗逑到y(tǒng)一方面將相關信息反饋給ERP系統(tǒng)進行物料的反沖，并為提前期、工作能力等方面信息的修正提供參考，另一方面通過液晶顯示屏指示工作中心進行拉式作業(yè)。

3.2 與BOM集成

如圖4所示，BOM(Bill Of Material)按照其在生產線上的生產順序展開，工作中心同貨位對應，便于發(fā)料和統(tǒng)計物料消耗?？窗逑到y(tǒng)與BOM集成以實現(xiàn)對不同物料需求的控制，通過安裝在工作中心的RFID數(shù)據(jù)采集單元實現(xiàn)工作中心間的拉式關系。工作中心和其原材料供應子庫一一對應。將存放在WIP貨位的材料與工作中心一一對應起來。并設計工作中心WIP的定置區(qū)域，定置區(qū)域要求確定品種、數(shù)量及指定的管理人員。設計要使之能通過物料轉移(即出庫入庫操作)和完工反沖等特定的操作，使之當WIP貨位材料發(fā)生進，出變化時，計算機系統(tǒng)中貨位自動地進行增減計算。通過以上集成，可以實現(xiàn)以下四方面的功能：

(1)快速組織新產品生產。根據(jù)不同的加工物料和加工工藝快速組織新的生產。這種方法在一定程度上緩解了拉式生產僅適用于重復生產的限制，使拉式生產線可以適應小批量、相近品種的變化。

(2)物料反沖。通過工作中心的產品和貨位的貨物信息實現(xiàn)物料管理的反沖。反沖的使用使得產品成本的核算精確，并且減少了物料發(fā)放和接受事務，提高了生產效率。在完成反沖工序后，工序拉式物料即被發(fā)放至重復性計劃。這些物料是從分配給該物料的供應子庫存中拉出的。

(3)生產線管理的可視化。生產線可視化的目標是使企業(yè)管理層能夠實時地發(fā)現(xiàn)在制品生產和生產線運轉狀態(tài)。通過安裝在工作中心的RFID信息采集器，可以實時采集到各個工作中心的生產情況。并反饋到看板系統(tǒng)，管理人員可通過看板管理系統(tǒng)實時監(jiān)控和管理。

(4)工作中心生產節(jié)拍協(xié)調。通過不同工作中心間配合數(shù)據(jù)，協(xié)調各個工作中心的工作節(jié)奏。生產線上的生產節(jié)拍受瓶頸工序的制約，物料的流速超過瓶頸工序后，在瓶頸工序的前端就會出現(xiàn)多余的庫存。拉式生產要求如果生產線上出現(xiàn)故障，則全線停車，以防止生產過量庫存，同時徹底清查故障，并排除故障根源。根據(jù)實際情況，我們建議為保證瓶頸工序能力的充分發(fā)揮，在瓶頸工序前可以設置緩沖量，以保證在上游工序出現(xiàn)問題時，有足夠儲備使瓶頸工序不致停工。同時應想方設法壓縮瓶頸工序的加工提前期?？梢允褂闷髽I(yè)生產診斷器在工作中心內部進行診斷。

3.3 企業(yè)生產診斷器

為縮短交貨期，必須縮短加工提前期，瓶頸工序的提前期是必須重點壓縮的部分。瓶頸工序提前期中哪些部分是可以壓縮的，哪些是難以壓縮的，要進一步劃分加工提前期，再深入分析。加工提前期可以分解為五種作業(yè)時間，即：排隊、準備、加工(質檢)、等待和傳送時間。其中只有加工為增值作業(yè)，如果要想縮短加工提前期，應當分析壓縮其他四種作業(yè)時間?？稍诠ぷ髦行膬炔吭O置的基于RFID的企業(yè)診斷器(如圖5)，進行五種時間的分析，將RFID數(shù)據(jù)采集單元集成到工作中心，在質檢環(huán)節(jié)通過手持RFID設備寫入相關信息。通過企業(yè)生產診斷器可以有效減少拉式生產中的非增值作業(yè)時間。同時通過質檢環(huán)節(jié)的RFID信息記錄，能有效降低拉式生產中的不良率。

拉式生產離不開先進高效的信息采集手段，基于RFID的拉式生產系統(tǒng)可以實時采集生產現(xiàn)場的信息，并通過和ERP系統(tǒng)中BOM集成拓展了拉式生產的應用范圍。隨著RFID技術的不斷成熟以及RFID應用成本的下降，本方案將有很好的應用前景。

4、拉式生產

拉式生產是JIT(Just In-TIme，準時制)生產方式，JIT是在日本豐田汽車公司生產方式基礎上發(fā)展起來的一種管理模式，主要用于重復式生產。JIT的哲理為：“僅僅在需要的時刻，按照需要的數(shù)量，生產真正需要的合格產品”，從而控制庫存，甚至追求企業(yè)內部達到“零庫存”的理想境界，其核心思想是消除無效作業(yè)和浪費?？窗遄鳂I(yè)和反沖是拉式生產的兩個關鍵環(huán)節(jié)。

4.1 看板作業(yè)

拉式作業(yè)根據(jù)MPS(main ProducTIon Planning，主生產計劃)和客戶需求制定日產計劃。從最后總裝開始，生產線上的每一個部門都只生產下一個部門所急需的產品與半成品，每一個生產活動都受到下一個生產活動的拉動。傳遞信息的“看板”可以利用軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)。看板作業(yè)可以大大減少在制品庫存以及等待排隊時間，消除不必要的存貨，從而縮短制造周期，降低企業(yè)的成本。

4.2 反沖

短周期和小批量是提高響應市場變動靈活性的有效方式，但小批量可能會增加事務處理的工作量。反沖是一種事后扣減登陸的方法，可以減少物料發(fā)放和接受事務。它根據(jù)實際消耗量(完成和報廢的零部件和成品)，及單層物料結構沖銷庫存記錄中相關物料的庫存量，更新庫存現(xiàn)有量，同時計算成本。根據(jù)監(jiān)控要求可以在用戶定義的任意兩點問設置反沖點進行反沖。采用反沖的條件是準確無誤的單層物料單和替代記錄以及反饋和執(zhí)行信息(完成數(shù)量和廢品數(shù)量)。

4.3 當前實現(xiàn)拉式生產面臨的主要問題

(1)難以突破重復生產的限制，支持小批量、多品種生產。

(2)缺少準確確定加工提前期的方法和數(shù)據(jù)，難以協(xié)調生產工序問進度。

(3)質量問題無法跟蹤，高不良率導致無法實現(xiàn)反沖。

(4)各個工作中心將交接的單據(jù)和手續(xù)非常復雜，影響生產效率。

(5)瓶頸工序難以確認，問題難以解決。