RFID技術加盟服裝生產信息化管理
服裝生產信息化的難題與解決手段
服裝生產企業普遍存在產品款式多、工藝復雜、批量小批次多、訂單個性化要求高等特點，反映在信息模型上就是信息量大，種類多、信息之間關聯和處理規則復雜。服裝企業要實現生產信息化管理，首先面臨一個難題：如何將生產過程中大量物料、半成品、人員、設備等底層狀態信息實時，準確采集并提供給管理層。
傳統信息采集手段無法解決這個難題，如：人工記錄方式無法保證數據的實時性．準確性；條碼標簽的識別率受服裝車間粉塵、纖維污染以及物料動態特性的影響會造成可靠性降低。有效信息采集手段的缺失，是造成傳統MES等信息化系統在服裝生產過程無法充分發揮作用的重要原因之一。
RFID技術的特點決定其在生產過程信息采集方面有以下優勢：
1．可以在不影響生產物料正常運轉的前提下，實現生產物流和數據信息流的無縫集成；
2．采用電磁場空間耦合的方式，能夠在車間充滿灰塵，纖維等污染的環境下正常使用；
3．標簽具備信息讀寫功能，可實現生產對象信息本地化保存和讀取；
4．標簽采用全球惟一識別碼及完善的安全認證機制，可以防止標簽偽造和數據的惡意篡改。
RFID技術在服裝生產應用現狀
雖然RFID技術在生產信息化方面有明顯優勢，但是目前國內外服裝生產企業RFID應用還不成熟，在少量的應用案例中也只是用電子標簽代替紙質工單來存儲信息，沒有真正發揮RFID技術的優勢。造成這種現狀的原因主要有幾點：
1．國內服裝企業多處于產業鏈下游，利潤空間低，成本敏感，無法引進國外昂貴的工業RFID設備與系統。
2．RFID技術應用于服裝生產過程有相當技術難度，而國內在該領域研究起步較晚，更多停留在系統架構和軟件層面的研究，缺乏對工業RFID讀寫器、中間件、實時信息傳輸和數據處理等底層關鍵技術的研究和突破。
針對RFID技術在服裝生產信息化的應用需求，依托國家863項目資助，北京三博中自科技有限公司重點研究服裝生產過程RFID的適用性及應用關鍵技術，并構建了基于RFID的服裝生產信息化管理系統，以解決傳統服裝生產過程管理中存在的問題。
系統總體設計與應用實現
典型服裝加工企業生產過程相關環節主要包括：生產任務制訂與下達，原輔料領取，加工生產質量檢驗和整理包裝等。在典型針織服裝企業生產環節針對性應用RFID技術，采集各環節的現場信息匯總到企業信息服務器，構建基于RFID的服裝生產信息化管理系統，主要實現生產任務進度控制，生產物料追蹤以及生產核心環節實時監控調度等功能。
生產任務進度控制
為了實現各生產任務進度的實時采集和控制，每個生產任務從制訂下達開始就生成一張電子標簽任務卡。任務卡保存必要的任務信息，由該任務的生產管理員持有。原輔料領取、加工生產、質量檢驗和整理包裝的每個生產流程環節都設有RFID讀寫設備，用于采集或寫入任務進度相關信息，并上傳給企業信息服務器供管理層實時查看和處理。
生產任務制訂、下達和管理由計劃部完成。計劃部下達每項任務時，將任務相關內容寫入一張13.56MHz的電子標簽(任務卡)發給任務管理員。任務卡的數據存儲分為UID區，基礎信息區和過程信息區。UID區是獨立分區，存儲標簽的全球惟一編碼，在標簽出廠時被固化無法更改。基礎信息區存儲任務號、數量、款式、交貨日期等任務信息，只有計劃部擁有寫入權限，其他生產環節對于該區只有讀取權限；過程信息區為不同生產環節劃分不同的子區域，每個環節在生產過程中可以根據需要在對應子區域寫入或讀取相應信息。
任務信息寫入由計劃部PC機連接RS232／USB接口的臺式RFID讀寫器實現，任務卡信息通過企業內部網上傳給企業信息服務器。生產過程中，任務管理員需要在相應環節的RFID讀寫器進行任務卡讀取或寫入操作才能執行后續生產，該任務執行進度信息實時上傳給信息服務器。生產任務全部工序完成后，任務卡自動失效，需交還計劃部下次重新寫入。
計劃部和企業管理層可以通過企業內部網的客戶端訪問信息服務器，查看各個生產任務的進度信息；客戶則可以通過Internet經過防火墻按權限訪問企業信息服務器，查看相應訂單進度信息。
生產物料追蹤
針對服裝生產過程物料在各個環節之間流轉搬運過程易發生丟失、遺忘現象，采用電子標簽對生產過程各環節的輸入和輸出物料進行標識，并通過各環節的RFID讀寫設備寫入、讀取及核對相應數量、種類等信息。這些信息實時上傳給企業信息服務器并保存，實現物料流轉全程追蹤。
針織服裝企業生產過程主要分為裁剪、縫制、檢驗、整理、包裝五個環節，生產物料出庫后在這五個環節順序流轉，生產完畢后直接發貨或入成品庫存放。將各環節之間傳遞的物料按單元加裝電子標簽，每個環節接收到物料必須先用讀寫器進行識別和核驗，發現差錯可以及時追查。
該功能實現需要在每個環節安裝RFID讀寫器，操作終端以及相應的計算機和軟件。考慮到服裝企業的特點，每個環節都配計算機及軟件成本難以承受，且不利于管理維護。如果直接由企業信息服務器對這些現場分布設備進行管理，接口中間件繁重的數據采集，通訊和處理工作量會加重服務器的負荷，從而影響整個企業信息系統的實時性和可靠性。
為了適應服裝企業特點，我們提出軟硬結合，集中分布相結合的中間件概念。將中間件的主要功能按功能單元進行劃分，每個單元由獨立硬件設備——接口控制器實現。接口控制器負責其功能單元內RFID讀寫器、操作終端等信息采集設備的功能設定、操作控制、故障檢測、數據提取、過濾、格式轉換，再通過以太網接口將現場數據上傳給企業信息服務器。服務器端只需要一個簡單的軟件中間件實現接口協議轉換后，提供一組標準的接口函數給應用管理程序即可。這種軟硬件結合，分布集中相結合的設計，降低了服務器的負荷，提高了現場數據采集和控制的穩定性和可靠性。
以裁剪環節為例具體說明物料追蹤實現。裁剪環節需要用RFID讀寫器讀取原輔料的電子標簽信息，通過接口控制器和企業信息服務器進行通訊，核對原輔料數量，規格是否和出庫數量一致，結果在操作終端液晶屏顯示。裁剪完畢的衣片需要捆扎成包并加裝電子標簽，通過操作終端輸入每包數量、規格信息，由RFID讀寫器將信息寫入電子標簽，同時接口控制器將寫入信息和標簽UID關聯上傳給企業信息服務器。
生產核心環節實時監控調度
多數服裝企業生產針織服裝，生產的核心環節是縫制，對于產品總體生產效率和質量起決定作用，但是縫制環節工序復雜，人員眾多，原料、輔料，半成品等物料集中，信息化管理難度大。
傳統縫制環節人員以班組為單位按工序依次排列，投入一批物料按順序加工，每完成一道工序后捆扎好向后繼工序搬運。這種方式中由于物料捆扎，搬運以及職工進度不同造成的等待都影響效率，而且出現質量問題也難以及時發現和處理。
在縫制環節采用基于RFID的生產實時監控和配送調度系統。
該系統將待縫制衣料按件劃分，每件衣料由專人掛在一個貼有電子標簽的吊架上，吊架在一條橢圓形主軌道上自動傳輸。主軌道兩側按流程順序設置若干工位來實現不同的工序加工，每個工位加裝RFID讀寫設備，采集主軌道傳送過來的吊架標簽信息并傳送給上位計算機，由軟件調度該吊架應進入哪個工位的支軌道進行加工。某個工位完成一個吊架加工后，職工只需要按一下電鈕，吊架從支軌道返回主軌道向后繼工序繼續傳輸。吊架返回主軌道過程中，標簽信息被RFID讀寫設備識別并傳給軟件記錄。
系統軟件運行前，需要先由生產管理員配置生產工藝編排，工序分配等必要參數。該系統運行中縫制生產線的實時物料狀態、設備狀態，每個工位職工的進度信息都會在界面實時顯示，系統可以動態調整各個工位的物料分配達到效率最大化。而且一件衣物的每道工序加工信息都被準確記錄，一旦出現質量問題可以準確追溯到個人，提高了質量監管水平。實時生產數據處理完畢后，保存到歷史數據庫中，生成各種統計和分析報表，產品出現質量問題可以根據歷史數據進行追溯。歷史數據定時上傳到企業信息服務器，供管理層查詢。
系統應用效果
目前，基于RFID的服裝生產信息化管理系統已在江蘇南通某針織服裝企業建立應用示范工程，應用系統整體架構示意圖參見圖1。
圖1 基于RFID的服裝生產信息化管理系統架構示意圖
該系統經過半年的實際生產運行，取得如下效果：
核心生產環節縫制車間的效率平均提高30％以上，特別對于小批量多批次生產效率可提高50％以上，訂單交貨周期平均縮短15～20％。
生產過程物料丟失損耗情況減少80％以上，平均每個生產任務節省原料成本3～5％；
產品質量問題減少70％以上，且未出現同一質量問題在某批次大量重復的情況；
生產信息化程度提高使管理層和客戶可以實時查詢任務／訂單進度狀態，未出現訂單逾期情況，客戶滿意度明顯提高。
系統的意義和推廣價值
該系統結合服裝行業的生產工藝流程和管理方式的特點，將RFID等信息化技術應用于服裝企業生產過程的各個主要環節，實現了生產任務進度控制，生產物料追蹤以及生產核心環節實時監控調度等功能。通過實際生產運行，提高了生產效率，降低了質量問題和物料損耗，使企業管理水平有明顯改善。
系統設計過程中嚴格注意成本控制，比如：RFID標簽采用閉環循環使用方式，盡可能采用成本較低的13.56MHz RFID讀寫器設備，通過接口控制器應用減少計算機數量等。在滿足功能需求的情況下最大限度降低成本，在利潤率低，成本敏感的服裝企業會有很好的推廣前景。
此外該系統特別重視軟硬件產品在工業現場的可靠性設計RFID讀寫器、接口控制器以及監控調度軟件在其他離散制造行業也有拓展應用價值。
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