石美紅，李 楠，馬 靜，朱欣娟

(1.西安工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710048；2.山東如意濟(jì)寧服裝公司，山東 濟(jì)寧 272000)

RFID技術(shù)在西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理中的應(yīng)用研究

石美紅1，李 楠1，馬 靜2，朱欣娟1

(1.西安工程大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710048；2.山東如意濟(jì)寧服裝公司，山東 濟(jì)寧 272000)

為了保質(zhì)保量按期完成客戶的西服訂單任務(wù)，解決當(dāng)前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)孤立無(wú)序、實(shí)時(shí)性不高、生產(chǎn)訂單跟蹤困難等問(wèn)題，在分析了現(xiàn)有的生產(chǎn)過(guò)程管理現(xiàn)狀與需求的基礎(chǔ)上，研究與開(kāi)發(fā)了一種基于RFID的西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)。介紹了由生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象層、RFID對(duì)象識(shí)別層、生產(chǎn)過(guò)程管理層、企業(yè)管理層組成的系統(tǒng)總體架構(gòu)，并結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)，給出了西服生產(chǎn)線上RFID布局點(diǎn)方案。對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)、生產(chǎn)信息模型的構(gòu)建進(jìn)行了研究和分析，給出了系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。經(jīng)某服裝企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅有效地增強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程的管控能力，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)訂單跟蹤，而且，也解決了企業(yè)生產(chǎn)管理信息上下層間的“斷層”問(wèn)題。

西服；射頻識(shí)別；數(shù)據(jù)預(yù)處理；訂單跟蹤

0 引 言

現(xiàn)有的西服生產(chǎn)管理模式中，大都采用以條碼技術(shù)或人工方式獲取生產(chǎn)過(guò)程信息[1]，難以保證實(shí)時(shí)性與精確性。面對(duì)日益增大的生產(chǎn)壓力，在西服生產(chǎn)過(guò)程中如何建立一個(gè)有效快捷的訂單跟蹤系統(tǒng)，已成為西服生產(chǎn)企業(yè)的核心要求[1-2]。目前，將RFID技術(shù)應(yīng)用在不同領(lǐng)域，為物流、倉(cāng)庫(kù)、生產(chǎn)等管理發(fā)揮了積極作用。例如，文獻(xiàn)[3]將RFID技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)作物物流過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品的有效追蹤；文獻(xiàn)[4]將RFID技術(shù)運(yùn)用到倉(cāng)庫(kù)管理中，實(shí)現(xiàn)入庫(kù)、出庫(kù)的實(shí)時(shí)跟蹤；文獻(xiàn)[5]將RFID技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)藥物流管理中，以實(shí)現(xiàn)醫(yī)藥的智能化配送。在服裝領(lǐng)域，文獻(xiàn)[6]將RFID技術(shù)應(yīng)用到服裝倉(cāng)庫(kù)管理中，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)的智能配送管理；文獻(xiàn)[7]將RFID技術(shù)應(yīng)用于服裝生產(chǎn)線監(jiān)控管理中，完成服裝生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；文獻(xiàn)[8-9]將RFID技術(shù)應(yīng)用于個(gè)人醫(yī)療保健的智能管理中；Shi等[10]通過(guò)在出口集裝箱上嵌入RFID，實(shí)現(xiàn)物流的跟蹤管理。

結(jié)合某服裝企業(yè)的實(shí)際需求，采用RFID技術(shù)，通過(guò)西服生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集和處理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)訂單跟蹤管理，為提高生產(chǎn)過(guò)程的管控能力、保質(zhì)保量地按期完成客戶的產(chǎn)品訂單任務(wù)提供了重要支撐。

1 系統(tǒng)需求分析

目前，在西服生產(chǎn)過(guò)程中，主要涉及到面料運(yùn)輸、西服加工等活動(dòng)[11]。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在西服生產(chǎn)過(guò)程管理中存在以下問(wèn)題：

(1)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性差。據(jù)調(diào)查，旺季平均每條生產(chǎn)線中的西服制品大約在4 000件左右[12]，生產(chǎn)數(shù)據(jù)量大，但車(chē)間內(nèi)大都采用條碼技術(shù)或人工記錄的方式記錄生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)記錄不僅孤立無(wú)序，而且實(shí)時(shí)性差，難以對(duì)西服生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效管理[13]。

(2)訂單跟蹤困難。西服生產(chǎn)中一個(gè)訂單通常對(duì)應(yīng)很多隨工單[14]，而每張隨工單對(duì)應(yīng)多件西服在制品，分散在車(chē)間內(nèi)的各生產(chǎn)線的各工序中，因無(wú)法獲取生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無(wú)法有效地跟蹤西服訂單生產(chǎn)進(jìn)度。

2 基于RFID技術(shù)的西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)企業(yè)存在的問(wèn)題與實(shí)際需求，提出了一種基于RFID技術(shù)的西服生產(chǎn)過(guò)程訂單跟蹤管理的解決方案，其主要思想是：在西服制造企業(yè)內(nèi)部，通過(guò)綁定衣片與電子標(biāo)簽，完成西服半成品、成品生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集，并將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)反饋給企業(yè)管理層，與ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃信息對(duì)接，實(shí)現(xiàn)西服生產(chǎn)過(guò)程的訂單跟蹤。系統(tǒng)框架如圖1所示，它由生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象、RFID對(duì)象識(shí)別層、生產(chǎn)過(guò)程管理層與企業(yè)管理層四個(gè)部分構(gòu)成。

(1)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象：指西服生產(chǎn)中所需的衣片、半成品等[15-16]。首先進(jìn)行電子標(biāo)簽的初始化設(shè)置，給生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象嵌入相應(yīng)的電子標(biāo)簽，為生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集做準(zhǔn)備。

(2)RFID對(duì)象識(shí)別層：負(fù)責(zé)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集、處理、上傳與存儲(chǔ)。當(dāng)嵌有電子標(biāo)簽的對(duì)象進(jìn)入到RFID讀寫(xiě)器的工作范圍時(shí)，讀寫(xiě)器對(duì)標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后上傳存儲(chǔ)到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

(3)西服生產(chǎn)過(guò)程管理層：將采集的西服生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)映射到對(duì)應(yīng)西服的訂單號(hào)、生產(chǎn)計(jì)劃號(hào)、加工工藝和車(chē)間位置等相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中，實(shí)現(xiàn)西服在生產(chǎn)過(guò)程中的訂單跟蹤。

圖1 系統(tǒng)框架

(4)企業(yè)管理層：根據(jù)所提供的生產(chǎn)過(guò)程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，監(jiān)控訂單生產(chǎn)執(zhí)行進(jìn)度，確保按期完成客戶的產(chǎn)品訂單生產(chǎn)。

2.2 在西服生產(chǎn)線上RFID布局點(diǎn)的方案設(shè)計(jì)

為了滿足訂單跟蹤需求，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)，確定了在裁剪、縫制與整燙車(chē)間中的RFID應(yīng)用方案：裁剪車(chē)間在衣片打包處，設(shè)置RFID讀寫(xiě)器，實(shí)現(xiàn)RFID技術(shù)對(duì)其裁片包的發(fā)放與管理；由于西服生產(chǎn)工序的復(fù)雜性與多變性，根據(jù)縫制工藝特點(diǎn)，在西服質(zhì)檢點(diǎn)處設(shè)置RFID讀寫(xiě)器，完成縫制工藝的生產(chǎn)過(guò)程跟蹤；整燙車(chē)間并不是西服生產(chǎn)過(guò)程的瓶頸，不用對(duì)其每道工序進(jìn)行監(jiān)控，僅在成品入庫(kù)設(shè)置RFID讀寫(xiě)器。在西服生產(chǎn)線的RFID布局配置圖如圖2所示。

2.3 基于RFID的西服訂單跟蹤流程

西服生產(chǎn)過(guò)程管理在應(yīng)用RFID技術(shù)后，其訂單跟蹤流程如下：

(1)RFID標(biāo)簽的發(fā)放處。在裁剪車(chē)間的打包處，對(duì)每一個(gè)裁剪片組中的各個(gè)單片縫上一張RFID標(biāo)簽，與ERP系統(tǒng)和生產(chǎn)計(jì)劃相結(jié)合，將西服生產(chǎn)的相關(guān)信息寫(xiě)入RFID標(biāo)簽中，諸如訂單號(hào)、生產(chǎn)計(jì)劃號(hào)、貨號(hào)與序列號(hào)等。

(2)縫制的生產(chǎn)信息記錄。當(dāng)嵌有RFID標(biāo)簽的衣片包進(jìn)入縫制車(chē)間內(nèi)時(shí)，RFID讀寫(xiě)器記錄其開(kāi)始時(shí)間；當(dāng)衣片包通過(guò)绱領(lǐng)、绱袖同大身縫制的兩個(gè)衣片交匯點(diǎn)處設(shè)定的RFID讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器自動(dòng)對(duì)已完成的工序進(jìn)行標(biāo)記；當(dāng)通過(guò)縫制車(chē)間與整燙車(chē)間交接點(diǎn)處設(shè)定的RFID讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器自動(dòng)記錄該西服完成縫制工序的時(shí)間。

圖2 RFID讀寫(xiě)器布置點(diǎn)配置圖

(3)整燙的生產(chǎn)信息記錄。整燙后的西服成品通過(guò)在倉(cāng)庫(kù)與整燙車(chē)間之間的交接點(diǎn)處設(shè)定的一個(gè)RFID讀寫(xiě)器時(shí)，讀寫(xiě)器自動(dòng)對(duì)該西服完成整燙作業(yè)的時(shí)間進(jìn)行記錄。

(4)回收標(biāo)簽。加工工作完成后，成品入庫(kù)時(shí)，將回收使用完的標(biāo)簽，同時(shí)刪除其上面的標(biāo)簽信息，為下一次的使用做好準(zhǔn)備。

在整個(gè)西服生產(chǎn)過(guò)程中，分別在裁剪車(chē)間和倉(cāng)庫(kù)車(chē)間打包處增添發(fā)放與摘除電子標(biāo)簽的作業(yè)點(diǎn)，其他車(chē)間的各個(gè)環(huán)節(jié)基本上不需要額外分配人員進(jìn)行管理，即可自動(dòng)完成從縫制到整燙生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與跟蹤。

3 數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)

3.1 預(yù)處理技術(shù)

3.1.1 標(biāo)簽數(shù)據(jù)的特征

在該系統(tǒng)中，終端設(shè)備最終采集到的數(shù)據(jù)分為標(biāo)簽編碼、讀寫(xiě)器代號(hào)與讀入時(shí)間三種，但是RFID設(shè)備讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)通常含有非常多的冗余數(shù)據(jù)[16]，這種現(xiàn)象是由RFID自身屬性決定的。其中包括：在西服生產(chǎn)應(yīng)用中，為了全面控制與減少漏讀率，通常會(huì)部署多個(gè)閱讀器，造成了一個(gè)RFID標(biāo)簽在同一時(shí)間被多個(gè)讀寫(xiě)器讀取并上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)的現(xiàn)象；有時(shí)雖然標(biāo)簽不在讀寫(xiě)器的有效范圍內(nèi)，但也會(huì)被讀寫(xiě)器錯(cuò)誤讀取，造成錯(cuò)讀的結(jié)果。

3.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理方法

針對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的特征，采用時(shí)分多址和數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)方法。即為每個(gè)讀寫(xiě)器劃分不同時(shí)段來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，避免了它們間的相互干擾，然后采用數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)方法，對(duì)系統(tǒng)中的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，其具體步驟為：

(1)將多個(gè)標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入到DBM數(shù)據(jù)庫(kù)中，根據(jù)數(shù)字碼的值對(duì)其進(jìn)行排序；

(2)當(dāng)出現(xiàn)相同數(shù)字碼時(shí)，按時(shí)間先后進(jìn)行排序；

(3)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字碼與時(shí)間上的比對(duì)，在設(shè)定的閾值控制下，刪除冗余數(shù)據(jù)。

3.2 生產(chǎn)信息模型的建立

生產(chǎn)信息模型是建立西服個(gè)體與RFID標(biāo)簽一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。西服個(gè)體對(duì)應(yīng)有生產(chǎn)計(jì)劃號(hào)、訂單號(hào)、貨號(hào)與產(chǎn)品序列號(hào)屬性數(shù)據(jù)。建立步驟如下：

(1)定義RFID標(biāo)簽實(shí)體。

定義RFID標(biāo)簽實(shí)體的屬性為標(biāo)簽編號(hào)、標(biāo)簽編碼、發(fā)放標(biāo)記和備注。標(biāo)簽編號(hào)為RFID標(biāo)簽實(shí)體的主標(biāo)識(shí)；標(biāo)簽編碼為標(biāo)簽發(fā)放時(shí)通過(guò)讀寫(xiě)器向標(biāo)簽中寫(xiě)入的代碼；發(fā)放標(biāo)記記錄了某一標(biāo)簽是否被發(fā)放。

(2)定義標(biāo)簽編碼格式。

西服個(gè)體來(lái)自客戶訂單，每個(gè)訂單中包含一個(gè)或若干個(gè)貨號(hào)的產(chǎn)品，每個(gè)貨號(hào)又包含不同產(chǎn)品。所以，標(biāo)簽編號(hào)格式定義依賴于訂單號(hào)和貨號(hào)，一般以訂單號(hào)、貨號(hào)加上產(chǎn)品序列號(hào)進(jìn)行表示。例如，某西服個(gè)體的訂單號(hào)為07ST135B，貨號(hào)為20150004，產(chǎn)品序號(hào)為00001，則此產(chǎn)品的標(biāo)簽編碼為：

07ST135B2015000400001。

(3)建立數(shù)據(jù)模型。

為了能將標(biāo)簽與生產(chǎn)信息的數(shù)據(jù)模型關(guān)聯(lián)起來(lái)，定義了生產(chǎn)數(shù)據(jù)模型的五個(gè)實(shí)體，分別為“標(biāo)簽”、“產(chǎn)品”、“產(chǎn)品貨號(hào)”、“生產(chǎn)計(jì)劃”和“生產(chǎn)計(jì)劃明細(xì)”。其中，經(jīng)過(guò)框內(nèi)的四個(gè)實(shí)體間的關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)用生產(chǎn)計(jì)劃號(hào)和產(chǎn)品編號(hào)來(lái)唯一標(biāo)識(shí)某件西服。再與框外的“標(biāo)簽”實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)，就可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽與西服個(gè)體的唯一標(biāo)識(shí)。生產(chǎn)信息描述與處理模型如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息處理模型

4 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能模型如圖4所示。

圖4 西服生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能模型

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊:重點(diǎn)是針對(duì)西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)中基本數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)維護(hù)與管理。實(shí)現(xiàn)貨號(hào)信息管理，可以對(duì)該貨號(hào)中的產(chǎn)品信息進(jìn)行查看；對(duì)西服生產(chǎn)企業(yè)中存在的工位類(lèi)型名稱與代號(hào)進(jìn)行查詢與修改；實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)車(chē)間、生產(chǎn)流水線、工段的組織名稱與代號(hào)定義與編碼。

(2)RFID應(yīng)用配置模塊:針對(duì)西服生產(chǎn)過(guò)程中某西服具體的工藝路線，定義該工藝路線中所要監(jiān)控的工序號(hào)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)與具體工序的關(guān)聯(lián)。

(3)數(shù)據(jù)采集模塊：主要任務(wù)是通過(guò)RFID讀寫(xiě)設(shè)備采集西服生產(chǎn)過(guò)程信息，包括工序號(hào)、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等數(shù)據(jù)。

(4)訂單跟蹤管理模塊:根據(jù)RFID技術(shù)采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各訂單從原材料到西服成品過(guò)程的全面跟蹤，完成訂單執(zhí)行的進(jìn)度監(jiān)控。

(5)系統(tǒng)接口模塊:設(shè)計(jì)分為與ERP系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)和與RFID應(yīng)用系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)。前者主要負(fù)責(zé)接收ERP下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃任務(wù)，同時(shí)向ERP系統(tǒng)反饋生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行情況；后者主要采用RFID中間件技術(shù)，負(fù)責(zé)連接RFID讀寫(xiě)器，并獲取標(biāo)簽數(shù)據(jù)。

4.2 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)例

基于RFID技術(shù)的西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)軟件采用Visual Studio 2013，客戶端軟件是基于Struts、Spring、Hibernate框架技術(shù)，Web服務(wù)器軟件采用Tomcat7.0，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft SQL Server 2013。

圖5與圖6分別是系統(tǒng)運(yùn)行中采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與標(biāo)簽流數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，客戶對(duì)產(chǎn)品的交期要求越來(lái)越高，迫使企業(yè)把產(chǎn)品制造的整個(gè)生產(chǎn)流通過(guò)程和各個(gè)環(huán)節(jié)的真實(shí)信息“透明化”。結(jié)合西服生產(chǎn)業(yè)務(wù)需求，采用先進(jìn)的RFID技術(shù)，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了西服生產(chǎn)訂單跟蹤管理系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程管理的信息化，節(jié)省了人力資源，降低了工作負(fù)擔(dān)，提高了生產(chǎn)過(guò)程管理的能力。

圖5 采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

圖6 跟蹤的標(biāo)簽流數(shù)據(jù)

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Application of RFID Technology in Suit Production Order Tracking Management

SHI Mei-hong1，LI Nan1，MA Jing2，ZHU Xin-juan1

(1.College of Computer Science，Xi’an Polytechnic University，Xi’an 710048,China；2.Shandong Jining Ruyi Garment Company，Jining 272000,China)

In order to complete the suit order task of customers on schedule qualitatively and quantitatively and solve the problem of data isolation and disordering,poor real-time and hardly production orders tracking in production sites collection,a system of suit production orders tracking and management based on RFID technology is researched and developed on the basis of the analysis of existing production process management status and demand.The overall system architecture is introduced which contains production object layer,RFID object recognition layer,production process management layer and enterprise management layer.Connecting with the practical situation,a RFID layout scheme is given on the production suit lines.Then the key technologies of the system implementation like data preprocessing,establishment of production information model is researched and analyzed,putting forward the design and implementation of the basic function modules.Through the application of a garment enterprise,it is indicated that the system can not only track the suit production orders and improve capacity of production process management,but also solve the “fault” problem between contexts of the enterprise management information systems.

suit；RFID；data preprocessing；order tracking

2016-05-12

2016-08-17 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-07-05

國(guó)家“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAF07B01)；中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)指導(dǎo)項(xiàng)目(2014066)

石美紅(1956-)，女，教授，通信作者，研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚?、模式識(shí)別；李 楠(1988-)，男，碩士生，研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚怼?/p>

http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20170705.1649.008.html

TP391

A

1673-629X(2017)08-0182-05

10.3969/j.issn.1673-629X.2017.08.038