RFID技術在西服生產訂單跟蹤管理中的應用研究

石美紅，李 楠，馬 靜，朱欣娟

(1.西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048；2.山東如意濟寧服裝公司，山東 濟寧 272000)

RFID技術在西服生產訂單跟蹤管理中的應用研究

石美紅1，李 楠1，馬 靜2，朱欣娟1

(1.西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048；2.山東如意濟寧服裝公司，山東 濟寧 272000)

為了保質保量按期完成客戶的西服訂單任務，解決當前生產現場采集的數據孤立無序、實時性不高、生產訂單跟蹤困難等問題，在分析了現有的生產過程管理現狀與需求的基礎上，研究與開發了一種基于RFID的西服生產訂單跟蹤管理系統。介紹了由生產現場對象層、RFID對象識別層、生產過程管理層、企業管理層組成的系統總體架構，并結合企業實際生產特點，給出了西服生產線上RFID布局點方案。對系統實現的關鍵技術，包括數據預處理技術、生產信息模型的構建進行了研究和分析，給出了系統功能模塊的設計與實現過程。經某服裝企業的實際應用，結果表明，該系統不僅有效地增強了生產過程的管控能力，實現了生產訂單跟蹤，而且，也解決了企業生產管理信息上下層間的“斷層”問題。

西服；射頻識別；數據預處理；訂單跟蹤

0 引 言

現有的西服生產管理模式中，大都采用以條碼技術或人工方式獲取生產過程信息[1]，難以保證實時性與精確性。面對日益增大的生產壓力，在西服生產過程中如何建立一個有效快捷的訂單跟蹤系統，已成為西服生產企業的核心要求[1-2]。目前，將RFID技術應用在不同領域，為物流、倉庫、生產等管理發揮了積極作用。例如，文獻[3]將RFID技術運用到農作物物流過程中，實現了農產品的有效追蹤；文獻[4]將RFID技術運用到倉庫管理中，實現入庫、出庫的實時跟蹤；文獻[5]將RFID技術應用在醫藥物流管理中，以實現醫藥的智能化配送。在服裝領域，文獻[6]將RFID技術應用到服裝倉庫管理中，實現倉庫的智能配送管理；文獻[7]將RFID技術應用于服裝生產線監控管理中，完成服裝生產的實時監控；文獻[8-9]將RFID技術應用于個人醫療保健的智能管理中；Shi等[10]通過在出口集裝箱上嵌入RFID，實現物流的跟蹤管理。

結合某服裝企業的實際需求，采用RFID技術，通過西服生產過程的數據采集和處理，實現生產訂單跟蹤管理，為提高生產過程的管控能力、保質保量地按期完成客戶的產品訂單任務提供了重要支撐。

1 系統需求分析

目前，在西服生產過程中，主要涉及到面料運輸、西服加工等活動[11]。通過分析發現，在西服生產過程管理中存在以下問題：

(1)數據采集的實時性差。據調查，旺季平均每條生產線中的西服制品大約在4 000件左右[12]，生產數據量大，但車間內大都采用條碼技術或人工記錄的方式記錄生產過程的數據，導致采集的數據記錄不僅孤立無序，而且實時性差，難以對西服生產過程進行有效管理[13]。

(2)訂單跟蹤困難。西服生產中一個訂單通常對應很多隨工單[14]，而每張隨工單對應多件西服在制品，分散在車間內的各生產線的各工序中，因無法獲取生產過程的實時數據，導致無法有效地跟蹤西服訂單生產進度。

2 基于RFID技術的西服生產訂單跟蹤管理應用方案設計

2.1 系統總體架構

根據企業存在的問題與實際需求，提出了一種基于RFID技術的西服生產過程訂單跟蹤管理的解決方案，其主要思想是：在西服制造企業內部，通過綁定衣片與電子標簽，完成西服半成品、成品生產過程的數據采集，并將生產現場的數據信息實時反饋給企業管理層，與ERP系統的生產計劃信息對接，實現西服生產過程的訂單跟蹤。系統框架如圖1所示，它由生產現場對象、RFID對象識別層、生產過程管理層與企業管理層四個部分構成。

(1)生產現場對象：指西服生產中所需的衣片、半成品等[15-16]。首先進行電子標簽的初始化設置，給生產現場對象嵌入相應的電子標簽，為生產過程中的實時數據采集做準備。

(2)RFID對象識別層：負責生產過程中的數據采集、處理、上傳與存儲。當嵌有電子標簽的對象進入到RFID讀寫器的工作范圍時，讀寫器對標簽上的數據進行自動采集，對數據進行預處理后上傳存儲到系統的數據庫中。

(3)西服生產過程管理層：將采集的西服生產過程的數據映射到對應西服的訂單號、生產計劃號、加工工藝和車間位置等相關業務數據中，實現西服在生產過程中的訂單跟蹤。

圖1 系統框架

(4)企業管理層：根據所提供的生產過程業務數據，進行統計分析，監控訂單生產執行進度，確保按期完成客戶的產品訂單生產。

2.2 在西服生產線上RFID布局點的方案設計

為了滿足訂單跟蹤需求，結合企業實際生產特點，確定了在裁剪、縫制與整燙車間中的RFID應用方案：裁剪車間在衣片打包處，設置RFID讀寫器，實現RFID技術對其裁片包的發放與管理；由于西服生產工序的復雜性與多變性，根據縫制工藝特點，在西服質檢點處設置RFID讀寫器，完成縫制工藝的生產過程跟蹤；整燙車間并不是西服生產過程的瓶頸，不用對其每道工序進行監控，僅在成品入庫設置RFID讀寫器。在西服生產線的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

西服生產過程管理在應用RFID技術后，其訂單跟蹤流程如下：

(1)RFID標簽的發放處。在裁剪車間的打包處，對每一個裁剪片組中的各個單片縫上一張RFID標簽，與ERP系統和生產計劃相結合，將西服生產的相關信息寫入RFID標簽中，諸如訂單號、生產計劃號、貨號與序列號等。

(2)縫制的生產信息記錄。當嵌有RFID標簽的衣片包進入縫制車間內時，RFID讀寫器記錄其開始時間；當衣片包通過绱領、绱袖同大身縫制的兩個衣片交匯點處設定的RFID讀寫器時，讀寫器自動對已完成的工序進行標記；當通過縫制車間與整燙車間交接點處設定的RFID讀寫器時，讀寫器自動記錄該西服完成縫制工序的時間。

圖2 RFID讀寫器布置點配置圖

(3)整燙的生產信息記錄。整燙后的西服成品通過在倉庫與整燙車間之間的交接點處設定的一個RFID讀寫器時，讀寫器自動對該西服完成整燙作業的時間進行記錄。

(4)回收標簽。加工工作完成后，成品入庫時，將回收使用完的標簽，同時刪除其上面的標簽信息，為下一次的使用做好準備。

在整個西服生產過程中，分別在裁剪車間和倉庫車間打包處增添發放與摘除電子標簽的作業點，其他車間的各個環節基本上不需要額外分配人員進行管理，即可自動完成從縫制到整燙生產過程數據的實時采集與跟蹤。

3 數據預處理技術

3.1 預處理技術

3.1.1 標簽數據的特征

在該系統中，終端設備最終采集到的數據分為標簽編碼、讀寫器代號與讀入時間三種，但是RFID設備讀取的標簽數據通常含有非常多的冗余數據[16]，這種現象是由RFID自身屬性決定的。其中包括：在西服生產應用中，為了全面控制與減少漏讀率，通常會部署多個閱讀器，造成了一個RFID標簽在同一時間被多個讀寫器讀取并上傳到數據庫的現象；有時雖然標簽不在讀寫器的有效范圍內，但也會被讀寫器錯誤讀取，造成錯讀的結果。

3.1.2 數據預處理方法

針對標簽數據的特征，采用時分多址和數據協調方法。即為每個讀寫器劃分不同時段來對數據進行讀取，避免了它們間的相互干擾，然后采用數據協調方法，對系統中的冗余數據進行刪除，其具體步驟為：

(1)將多個標簽數據信息寫入到DBM數據庫中，根據數字碼的值對其進行排序；

(2)當出現相同數字碼時，按時間先后進行排序；

(3)系統通過數字碼與時間上的比對，在設定的閾值控制下，刪除冗余數據。

3.2 生產信息模型的建立

生產信息模型是建立西服個體與RFID標簽一一對應的關系。西服個體對應有生產計劃號、訂單號、貨號與產品序列號屬性數據。建立步驟如下：

(1)定義RFID標簽實體。

定義RFID標簽實體的屬性為標簽編號、標簽編碼、發放標記和備注。標簽編號為RFID標簽實體的主標識；標簽編碼為標簽發放時通過讀寫器向標簽中寫入的代碼；發放標記記錄了某一標簽是否被發放。

(2)定義標簽編碼格式。

西服個體來自客戶訂單，每個訂單中包含一個或若干個貨號的產品，每個貨號又包含不同產品。所以，標簽編號格式定義依賴于訂單號和貨號，一般以訂單號、貨號加上產品序列號進行表示。例如，某西服個體的訂單號為07ST135B，貨號為20150004，產品序號為00001，則此產品的標簽編碼為：

07ST135B2015000400001。

(3)建立數據模型。

為了能將標簽與生產信息的數據模型關聯起來，定義了生產數據模型的五個實體，分別為“標簽”、“產品”、“產品貨號”、“生產計劃”和“生產計劃明細”。其中，經過框內的四個實體間的關聯，可以實現用生產計劃號和產品編號來唯一標識某件西服。再與框外的“標簽”實體進行關聯，就可實現標簽與西服個體的唯一標識。生產信息描述與處理模型如圖3所示。

圖3 生產數據信息處理模型

4 系統開發與實現

4.1 系統功能模塊設計

系統功能模型如圖4所示。

圖4 西服生產管理系統功能模型

(1)基礎數據模塊:重點是針對西服生產訂單跟蹤管理系統中基本數據的實時維護與管理。實現貨號信息管理，可以對該貨號中的產品信息進行查看；對西服生產企業中存在的工位類型名稱與代號進行查詢與修改；實現對生產車間、生產流水線、工段的組織名稱與代號定義與編碼。

(2)RFID應用配置模塊:針對西服生產過程中某西服具體的工藝路線，定義該工藝路線中所要監控的工序號，實現各個監控點與具體工序的關聯。

(3)數據采集模塊：主要任務是通過RFID讀寫設備采集西服生產過程信息，包括工序號、開始時間、結束時間等數據。

(4)訂單跟蹤管理模塊:根據RFID技術采集的數據，實現各訂單從原材料到西服成品過程的全面跟蹤，完成訂單執行的進度監控。

(5)系統接口模塊:設計分為與ERP系統的接口設計和與RFID應用系統的接口設計。前者主要負責接收ERP下達的生產計劃任務，同時向ERP系統反饋生產計劃執行情況；后者主要采用RFID中間件技術，負責連接RFID讀寫器，并獲取標簽數據。

4.2 系統運行實例

基于RFID技術的西服生產訂單跟蹤管理系統軟件采用Visual Studio 2013，客戶端軟件是基于Struts、Spring、Hibernate框架技術，Web服務器軟件采用Tomcat7.0，數據庫采用Microsoft SQL Server 2013。

圖5與圖6分別是系統運行中采集到的實時數據與標簽流數據。

5 結束語

隨著市場競爭的加劇，客戶對產品的交期要求越來越高，迫使企業把產品制造的整個生產流通過程和各個環節的真實信息“透明化”。結合西服生產業務需求，采用先進的RFID技術，設計與實現了西服生產訂單跟蹤管理系統，充分體現了生產過程管理的信息化，節省了人力資源，降低了工作負擔，提高了生產過程管理的能力。

圖5 采集的實時數據

圖6 跟蹤的標簽流數據

[1] 阮登峰.基于RFID技術的印染制造執行系統的研究[D].杭州:浙江理工大學,2015.

[2] 盛步云,王雨群,王 靜.基于RFID技術的生產過程管理系統研究[J].武漢理工大學學報:信息與管理工程版,2012,34(2):193-196.

[3] Bian J.Design of traceability system for the agricultural product based on RFID and two-dimensional code technology[J].Network Security Technology & Application,2010,13(9):49-52.

[4] 曾煉成,傅卓軍,沈 岳.超高頻RFID標簽可重用倉儲管理系統的設計[J].計算機技術與發展,2011,21(9):153-155.

[5] 崔玉波,李敬兆.基于RFID的醫院藥品流動管理系統研究[J].計算機技術與發展,2013,23(9):248-251.

[6] 徐 琪.服裝供應鏈基于RFID的倉儲配送智能化管理[J].紡織學報,2010,31(9):137-142.

[7] 何 偉,曾雋芳,魏書楷,等.RFID生產線監控及調度管理系統[J].自動化儀表,2010,31(3):35-37.

[8] Amendola S，Lodato R，Manzari S，et al.RFID technology for IoT-based personal healthcare in smart spaces[J].IEEE Internet of Things Journal,2014,1(2):144-152.

[9] Hu L，Ong D M，Zhu X，et al.Enabling RFID technology for healthcare:application,architecture,and challenges[J].Telecommunication Systems,2014,58(3):259-271.

[10] Shi Xiaoning，Tao Dongkai，Vob S.RFID technology and its application to port-based container logistics[J].Journal of Organizational Computing & Electronic Commerce,2011,21(4):332-347.

[11] 韓少杰.西服生產流水線作業平衡及數字化管理研究[D].上海:東華大學,2010.

[12] 林婧菁.基于RFID技術的報喜鳥生產數據采集與處理系統的研究[D].杭州:浙江大學,2007.

[13] Sheng B,Wang Y,Wang J P.Production process management system based on RFID technology[J].Journal of Wuhan University of Technology,2012,21(8):17-24.

[14] 李有科,郝良彬.RFID技術在服裝供應鏈中的應用[J].電子技術,2008,45(11):10-12.

[15] 覃震宇.RFID技術在服裝制造企業物流中的應用初探[J].條碼與信息系統,2007(4):15-16.

[16] Shang M,Jiang T,Li L.Research on data filtering for RFID middleware[J].Journal of Guangxi Academy of Sciences,2014,15(7):29-32.

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 網絡出版時間：2017-07-05

國家“十二五”國家科技支撐計劃項目(2014BAF07B01)；中國紡織工業聯合會指導項目(2014066)

石美紅(1956-)，女，教授，通信作者，研究方向為智能信息處理、模式識別；李 楠(1988-)，男，碩士生，研究方向為智能信息處理。

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