戴青云:很高兴在这里向大家介绍一下,这些年我们在制造业中应用RFID的一些成功案例。我报告的题目是RFID离散制造业应用案例分析,下面主要从九个方面逐一介绍。
目前在制造业这一领域,随着ERP的推进,信息化越来越深入。在ERP应用模式下,对现场数据采集是比较缺乏的,也就是说ERP多是通过手工方式采集数据。从一个车间的制作流程来看,一个企业从计划排产到车间排产再到流程单,以及到仓库之间的联系,目前来讲都是通过纸张方式进行传递。成很多情况下,必须通过人工记录把信息反馈到ERP系统中去。仅过统计我们发现,企业在生产过程中会出现很多问题,特别是产品低级的问题、生产效率问题、纸张浪费问题、产品无法控制的问题以及计划无法实施监控等问题。尤其是在离散制造业,特别是在以传统加工为主的制造业,企业之间、企业内部各个系统之间经常会出现信息的孤岛,上下之间也存在着信息断层,所以从03年开始,我们就开始关注怎么控制企业内部车间层面的成本、速度以及考核优化问题。我们主要立足于以下两点:
第一如何实现精细化管理,第二如何通过控制成本提高效率。通过分析发现,研究RFID的制造执行系统可能会在夹缝中求得一线生存。RFID在企业中位于ERP和底下中间,西门子公司讲得很好,RFID架起了计划层和控制层之间桥梁,其最核心的作用就是把ERP身上的东西分解在车间中执行,然后细化到每个工人身上。离散制造业出现了这样或那样的问题,如实施力度不够、信息执行性不够、准确性不够、完整性不够、变更对计划的冲击比较大、现场调度能力比较差等。另外,信息化中比较关注的问题有:充分利用车间的有限资源实现排产调度与优化;车间制造过程中的可视化与透明化;车间信息传递的无纸化;全面的质量追溯;最后是实现与ERP、PDM、CAPP无缝集成。
生产过程中,我们要实现产品的实时监控、无纸化作业、降低产品生产时间、提高生产效率等。在车间一级进行在线采集的时候,必须对产品进行标识,这个标识到目前为止有两种方法可供选择,一是用条码,二是用RFID。在一些流水线、流程、环境比较好的企业是可以使用条码的,但是像手工制造为主、条件比较差的企业用就不能用了。不过如果是应用到车间级,RFID目前是比较好的选择。通过RFID在企业内部环节下的跟踪情况,我们认为最佳的方案就是用RFID作标识。
将RFID用于企业自动化会有什么好处呢?通过这种数据采集方式,实现了数据采集的自动化,车间作业无纸化和现场管理的可视化。电子标签在制造业中到底哪一种频率最合适?从成本、效率的角度看,目前低频和高频在企业中比较恰当。在车间级设计很多RFID信号的采集点以后,通过什么样的方式进行数据的集成和通讯呢?进过深入探讨,我们认为一共有三种方式:其中一种是现场总线方式,目前在企业中比较通行。企业对信息进行采集的时候,最关心的问题还是这个系统的可靠性和稳定性,因为你要深入到生产的最关键环节,所以现场总线的方式比较可靠,但是在布线的时候不会很方便。另一种是条件比较好的企业想用网络进行通信,在某些情况下这种方式是可行的。第三种是有的企业想用无线,中国移动提出了移动信息化的系列解决方案。前面大家也提到用无线进行信息采集,我们在研究过程中用433的方式搭建了企业的采集网络,但是我们认为这三种方式分散应用时不是很好。可如果把485、TCP/IP等联系在一起,就可以采用不同的方式。信息采集非常关键,在车间层面可以接到多功能的采集杆,这是我们第一代的产品。它既是一个阅读器,又是一个数据采集的集成器,是能显示数据的可视化工具,同时也是可以提交数据的多功能终端。我们要有一个移动终端,既然是无线的,在车间比较大时,我们可以开发出一系列终端。基于价格考虑,我们首先做RFID硬件平台,最后做应用层面开发。另外我们做企业应用时,会有多个层面的数据和多个表达方式。但是我们应用时会采用多种数据结构,根据不同车间底层的数据,在企业管理层进行数据分析,同时采用相应的模式。我们会把研究的核心集中在两方面:第一如何开发一款在企业里面适用的多功能数据采集终端,第二要有相应的管理系统。多年来我们得到很多项目支持,比如85年的863,以及广东省的系列支持,在这方面我们申请了很多专利。
下面介绍一下推广情况。目前我们选择了汽车配置制造业、电梯制造业、装备制造业、剥离制造业,以及教学管理应用对成果进行推广。每个项目都采用企业投入和政府资助相结合的方式,通过产学研相结合进行成功案例的开发。汽车配件是小批量、多品种的离散制造业,环境比较恶劣,劳动力密集。一个订单下来,如果不对客车进行实时采集是不行的,所有的终端每个车间有200个有效通信,把这个终端作为我刚刚讲到的,第一个下达计划,第二个下达工艺,第三个做设备和工艺检验,第四个质量检验,第五个对信息进行提交,第六个对工人的信息、对设备的信息进行捆绑采集,通过这样的管理方式,在这样的企业里面,哪些人在什么时间,在哪台设备上面加工哪一台产品加工怎么样等等信息都可以采集过来。然后通过中间键、管理系统的开发,对计划进行调度、对质量进行分析、对计划进行考核,对效率进行挖掘。
电梯和汽车配件不一样,汽车配件是小批量、多品种,甚至大批量多品种,但是电梯没有批量的概念,是完全定制的生产制造方式。拿一个这样的企业来讲,原来是ERP下达计划到车间,我们在系统里面下达到工位,工人在操作时就不是像以前拿一张纸,而是直接在终端上面刷员工卡就可以拿到当前的计划。这样,生产完了之后就把相应的信息输入进去,过程就多了这样几个环节,通过这样的环节把整个生产过程中间的信息链条完成。
第三个案例是我们给装备制造业做的MES系统。装备制造业是大企业,信息化要求非常高,所有的信息管理系统都是比较完备的。目前车间这一块是空白,我们和相应的企业进行了联合,把刚刚介绍的理念,如何通过集成方式、车间级现场数据采集和它的一二批之间形成无止化的工作环境,实现整个车间级可视化、无纸化的在线监控。在这样的系统里,你计划的获得和信息的采集及ERP之间如何进行有效的交互、接口,这是一大难点。
从结构上讲,我们一般是在ERP上面获取数据,然后在服务程序里完成接口开发,然后把数据进一步下达到车间终端,终端层面的信息再通过MES,最后到达ERP界面。无论是装配、汽车制造、玻璃制造,存在的共同特点就是车间层面信息的采集以及情况分析。很多高校都有工业训练中心以及大量的设备,随着扩招,能否了解中心的使用情况、质量情况、学生的在线情况等等都是很重要的,现在我们在大学城里做了相当规模的示范。
从应用效果来看,EMS系统使生产效率明显提高,每年生产能力达到220万支。在不增加厂房和设备投资的前提下,可能会增加更多,所以说经济效益是非常明显的。从降低废品率的角度来讲,通过这样的采集方式,我们可以进一步优化流程,无论是从派工或者是现场进度的监控,实施后的效果都非常明显。另外,这样的方式,通过无纸化操作大大提高了企业的效率。从配套产出率来讲,或者从装备时间的节省上来讲,效果都是非常显著的。
从未来发展趋势上看,RFID在制造业中的应用,应该从全供应链、产品的周期上去考虑。像刚刚我们关注的销售、零售、配送、仓储、制造等等,RFID都可以发挥作用。相信最终无论做到什么程度,最终我们要做到基准面,最终的目的只有两个:第一降低成本,第二提高效率。如果我们在车间花了很大力气,搞了很多标签,却不能提供在车间里可靠、稳定运行的终端和系统,肯定是不行的。这样的系统不仅影响人家的效率,还影响人家的生产,没有实际运用的前景。但是这几年从实施的情况来看,认同度好了很多,学习计划这一块非常关键,是块硬骨头。我们会通过这几年在重点行业、龙头企业的成功运用,将这一系统加以推广应用。除了刚刚讲的制造业之外,还可以横向推广,像药品保健、加料回收、节能减排等。RFID在车间层面的运用和供应链与仓储等配合,相信未来会有很好的发展前景。