基于RFID的离散制造业制造执行系统设计与实现样本.doc

基于RFID离散制造业制造执行系统设计与实现刘卫宁，赵敏重庆大学摘要：针对离散制造公司在生产形态和生产管理中存在问题，引入RFID技术跟踪在制品、采集制造过程生产和质量数据，解决ERP筹划层与现场过程控制层间信息和管理断层问题，实现制造和质量可视化和数字化管理。研究提出系统构成、体系构造，通过车间控制器和单元控制器有机结合实现系统功能。实际应用状况证明本系统成功解决了筹划层和生产控制层之间信息断层问题，提高了生产效率、生产质量和管理水平，实现了制造过程可视化和产品质量可追溯化。核心词：RFID；离散型制造业；制造执行系统；通信中间件DesignandImplementationofDiscreteManufacturingIndustryMESBasedonRFIDTechnologyAbstract：Analyzingtheproductionorganizationalmodeandproblemsinproductionmanagementofdiscretemanufacturingindustry，RFIDtechnologywasintroducedtotrackWIP(workinprocess)andcollectdataofproductquality，fillintheinformationandmanagementgapsbetweenERPplanandfieldprocesscontrol，andimplementvisualizationmanufacturinganddigitalmanagement.Discussingsystemarchitectureandoperationalcharacteristicsandtheshopcontrollerandcellcontrollerwerecombinedtocooperateforsystemfunctions.ThefactoryapplicationshowedthattheproposedRFIDbasedMESwassuccessfultofillintheinformationgapbetweenplanlayerandcontrollayer，andthevisualizationofmanufactureprocessandtracefacilityofproductqualitywererealized.KeyWords：RFID；DiscreteManufacturingIndustry；MES；CommunicationMiddleware概述离散制造公司生产现场在制品跟踪和生产状态监控始终是MES功能实现瓶颈。如何精确及时地将生产所需零部件运送到生产线？如何跟踪生产物料实现对产品质量控制和追溯？这是离散制造业，特别是采用流水线作业组装厂难题。尽管条码技术使用在一定限度上解决了上述问题，但由于条码易污损、读写距离短、不耐高温、数据存储量小且不可重写，尚不能较好地解决生产制造与装配过程中跟踪和管理问题。RFID（射频辨认）技术浮现弥补了条码这些局限性，将成为支持生产制造与装配过程管理新途径。基于RFID实现生产过程管理与控制能有效地跟踪、管理和控制生产所需涉及物料、设备、人员在内所有工厂资源，与上层管理系统结合，可合理地调度、管理这些资源来提高制造竞争力，改进生产组织、缩短生产周期、减少在制品数量、减少生产提前期，提高产品质量和减少人力资源消耗。满足离散制造公司对生产管理和质量需求。为此，本文采用RFID技术作为离散制造业生产现场在制品跟踪和生产状态监控基本，解决了ERP筹划层与现场过程控制层间信息和管理断层问题，实现了制造和质量可视化和数字化管理。系统总体构造1.1系统构成图1基于RFIDMES系统构成基于RFIDMES系统构成如图1所示。车间控制器位于公司上层管理系统和车间控制系统之间，实现现场控制系统与筹划层ERP等系统网络、数据及应用集成。底层工位控制器下连生产线上各种生产控制和检测设备，上接车间控制器，实现底层生产数据采集及其与车间控制器通信和应用集成。普通置于生产线核心工位处。1.2工位典型配备核心工位设有工位控制器，工位控制器下连RFID读写器、条码扫描枪、电子看板等生产控制和检测设备，上接车间控制器，实现工位生产数据采集及其与车间控制器通信和应用集成。图2工位典型配备图1.3系统体系构造系统采用分层构造，系统体系构造如图3所示。图3系统体系构造图系统集成接口实现MES系统与ERP系统集成。通信中间件采用C/S构造，其服务器端和客户端软件分别驻留在车间控制器和工位控制器上，用于车间层数据采集、管理、控制和通信。数据持久层用于生产数据逻辑控制解决，按照MES系统需求将来自低层各种生产数据解决、融合、存储，以支持