摘  要： 針對離散制造業中物料配送不及時、準確性差的問題，在分析離散制造業物料配送業務流程的基礎上，運用RFID技術對離散制造業內物流配送過程中的物料信息進行實時采集和處理，通過平板電腦進行電子簽收。設計了企業內物料配送系統的功能結構，并進行試點應用，物料配送過程實現了可視化，提高了物料配送的準確率。

　　關鍵詞： 無線射頻識別；離散制造；物料配送

0 引言

　　機車制造屬于典型的離散型復雜制造，大型復雜產品離散型生產的主要特點可歸納為：生產過程離散、小批量生產、零部件復雜、裝配自動化程度低、生產場所環境空間分布廣、生產周期長等[1]。近年來電子標簽技術（Radio Frequency Identification，RFID）在大型超市、物流企業中逐步得到應用，在制造業中，韓國現代汽車集團旗下的格魯維斯物流公司采用無源超高頻的RFID射頻技術管理汽車配件的供給[2]，通過RFID標簽可以對零部件物流供應鏈的各個環節和步驟進行追蹤管理。在離散制造業物流中，由于要面對復雜的應用環境和技術條件，RFID技術的應用尚處于起步階段。

　　物料配送過程中由于缺乏對配送任務的實時監控，導致物料配送不及時、配送出錯，使生產過程出現等待甚至中斷，從而影響生產進度，延誤交貨期，打亂車間作業計劃的執行[3]。所以實現對物料配送過程的實時監控至關重要。

1 機車制造過程物流業務分析

　　物流庫理貨員每天在ERP系統中查詢電子需求看板，獲取自己負責的物料需求明細，整理每次配送需要出庫物料，生成出庫單并進行打印。然后按照出庫單進行揀配備料，揀配完成的物料按項目、列輛以及工位分組放置于揀配區域，并安放手工制作的紙質出庫標識，包括項目、列輛以及工位，以指導運輸車輛配送，配送時間以車間班組的看板通知或電話通知為準，配送之前理貨員通過口頭或電話通知叉車司機將揀配完成物料放到待配送區。

　　運輸配送工作由物流庫運輸班負責，運輸司機發現待配送區有物料后，按照紙質出庫標識，將物料配送到相應的工位，車間班組在紙質出庫單上進行簽收確認。運輸車輛具體配送哪些工裝與物料沒有記錄，運輸車輛從倉庫出發到分廠交付之間的信息為監控盲區，車間班組無法得知自己需求物料的實時狀態，物料管理人員無法從系統得知配送業務運行情況，不便于對運輸司機的量化考核。紙質看板不便于管理，容易丟失，而且由于是人工填寫難免會出現錯誤，大量使用出庫單及紙質看板，會造成資源的浪費和存放空間的浪費，且出現問題后不便于查找。

2 RFID選型

　　RFID屬于自動識別技術范疇，其利用無線電載波技術實現數據通信，每個電子標簽都有全球唯一的ID號碼。讀寫器對電子標簽可以執行識別、讀取和寫入操作。電子標簽分為被動標簽、主動標簽和半主動標簽。被動標簽是由讀寫器產生的電磁場提供能量，只有在接受讀寫器指令的情況下才會發射信號，讀寫距離近。主動標簽由電池供電，持續不斷地發射信號，讀寫器發現信號后與標簽建立聯系。半主動標簽由電池供電，平時處于休眠狀態，只有處于喚醒器的作用范圍后才開始工作，主動發射信號。主動和半主動標簽讀寫距離遠，但是存在電池壽命的問題。

　　RFID技術相對于條碼技術具有以下優勢：信息量大、讀寫距離遠、無需精確掃描、可同時讀取大批量標簽、可以隨時修改及寫入數據。根據項目的實際需要，本系統選用超高頻的半主動RFID標簽。

3 基于RFID的物流配送系統設計

　　3.1 系統功能結構

　　圖1為物料配送系統功能結構圖。工裝的編碼、專用工裝及其存放物料的固定對應關系由技術部門在PDM系統中維護。對于按照準時生產（Just In Time，JIT）配送的供應商，配備條碼掃描設備，通過GPRS將物料工裝數據上傳，通過GPS實時監控供應商物料的運輸狀態。物料配送系統從ERP和MES中同步出庫單和看板數據，實現掃碼配臺、車輛調度、運輸監控和工裝管理等功能，最后通過電子簽收系統進行簽收。

　　3.2 基礎數據準備

　　專用工裝中物料和工裝的對應關系是固定的，在PDM系統中維護好工裝與物料的對應關系，通過ESB集成到物料配送系統中。掃描工裝條碼或RFID標簽，即可獲得其中的物料種類及數量。專用工裝和通用工裝上都粘貼有RFID電子標簽和二維碼，為便于區別，專用工裝與通用工裝的標簽使用不同的顏色。在倉庫的每個待發料區貼有條碼標簽，用于標識待發料區的位置。在倉庫、車間的大門上，以及關鍵的道路節點上都裝有RFID閱讀器。在叉車和平板車等運輸車輛上裝有GPS模塊。

　　3.3 物料揀配

　　物料配送系統從ERP系統中同步出庫單，出庫單中包含物料的需求時間和配送地點。在倉管員的配送平板上顯示自己負責的出庫單的詳細數據，系統通過匹配前期維護的工裝和物料的對應關系，提示可用工裝及其數量。倉管員根據配送單到倉庫進行揀配，并掃描物料上的條碼進行校驗，對于專用工裝只需要掃描工裝的條碼，對于通用工裝需要掃描工裝條碼和物料條碼，再將二者進行綁定。揀配完成后將物料存放在待發料區，掃描待發料區的條碼標簽，并點擊平板中的配送完成。

　　3.4 車輛運輸監控

　　車間班組物料需求人員將工序物料準確的要料時間輸入平板中，系統根據要料時間、揀配數據、配送車輛進行調度運算，將配送時間、待配送區、工位等數據發送到叉車司機或運輸司機平板上，為其分配運輸任務。車輛通過倉庫大門時，RFID閱讀器讀取車輛和工裝RFID標簽，將車輛和工裝進行綁定。通過GPS讀取運輸車輛的實時位置，并在電子地圖上進行顯示，方便車間班組人員實時查詢自己所需物料的狀態和位置。

　　供應商運輸空工裝出廠時，由公司空工裝管理人員在出廠單上填寫工裝數量。供應商運輸車輛出廠門時，大門的RFID閱讀器自動讀取空工裝數量，并顯示在門衛的平板上，輔助其對空工裝實際出廠數量進行監控，避免工裝丟失給公司帶來的損失。

　　3.5 電子簽收

　　運輸車輛將物料運送到車間后，車間大門上的RFID閱讀器自動讀取RFID標簽信息，車間領料人員的平板上顯示自己提交的物料需求以及物料的實時配送數據，確認無誤后，在平板上的電子簽收系統進行簽收確認，電子簽收界面顯示的數據如表1所示。通過電子簽收可以避免紙質簽收帶來的單據浪費，且便于事后查找。

　　對于JIT送貨的簽收，車間簽收人員的平板電腦中同步供應商協同平臺的送貨單數據，車間人員完成數目的校點后，在平板中進行簽收確認。簽收單據傳遞到物流庫理貨員處，作為ERP系統收貨入庫的依據。JIT物料的驗收已經由質量管理部門提前在供應商處驗收，此處不需要質量檢驗，縮短了入廠驗收的時間。

　　3.6 報表分析

　　系統自動統計運輸工裝的工作狀態、數量、使用頻次，為技術部門進行工裝種類和數量的優化提供基礎數據的參考。

　　GPS系統實時記錄運輸車輛的運行軌跡，可以實時監控運輸司機的工作狀態，通過對運輸司機每次運送開始和結束時間的記錄，方便對運輸司機的工作量進行考核。運輸司機工作量統計圖如圖2所示。車輛管理人員可以根據對歷史數據的分析，優化運輸車輛的數量和運輸任務的分配。

4 結束語

　　本文在分析了離散制造業配送業務現狀的基礎上，將RFID技術應用于配送系統的實時監控，通過對機車制造業物料配送管理系統的設計實施，使物料配送過程透明化，提高了物料配送的準確率和及時率，實現了定量地對運輸司機進行考核，以提高他們工作的積極性和主動性。方便相關管理者統計運輸工裝和車輛的使用情況，為后續優化提供基礎數據支撐。

參考文獻

　　[1] 劉衛寧，黃文雷，孫棣華，等.基于射頻識別的離散制造業制造執行系統設計與實現[J].計算機集成制造系統，2007，13（10）：1886-1890.

　　[2] RFID中國網.韓國現代汽車供應鏈將應用RFID技術[EB/OL].（2008-04-27）[2015-03-01].http：//www.rfidchina.org/rendinfos-28953-234.html.

　　[3] 劉書巖，梅中義.航空復合材料車間物料配送系統的研究[J].現代制造工程，2009（5）：29-32.