孟 樂，武文斌*，黃奇鵬,高楊楊

（河南工業(yè)大學(xué)糧油機(jī)械研究所，鄭州 450001）

現(xiàn)代化的企業(yè)管理尤其是物流行業(yè)的企業(yè)管理大多通過將企業(yè)資產(chǎn)、資源以及業(yè)務(wù)進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)信息的集成化管理，進(jìn)而構(gòu)建企業(yè)產(chǎn)品整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的一體化[1]。磨輥生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)如今依舊采用較為傳統(tǒng)的手工單據(jù)的方式進(jìn)行信息的收集，很難適應(yīng)現(xiàn)代化制造企業(yè)的管理需求。最近幾年機(jī)械制造行業(yè)采用條形碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的物流管理，但是磨輥產(chǎn)品因?yàn)槠涔ぷ鲌?chǎng)所的特殊性，使得條形碼技術(shù)的推廣更加困難。因此需要建立實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)，將磨輥產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用以及后期的維護(hù)管理信息統(tǒng)一整合，這樣就能實(shí)現(xiàn)磨輥信息監(jiān)控管理[2]。射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)現(xiàn)已在物流行業(yè)中廣泛地采納，RFID標(biāo)簽內(nèi)部與商品識(shí)別碼相對(duì)應(yīng)的編碼信息能夠儲(chǔ)存磨輥產(chǎn)品的各類信息，同時(shí)通過無線接觸識(shí)別的方式進(jìn)行信息傳輸，同時(shí)能夠借助Web網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)磨輥產(chǎn)品信息的在線管理[3]。例如訊鵬科技有限公司建立的工廠生產(chǎn)管理?xiàng)l碼追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工廠產(chǎn)品工藝管理以及生產(chǎn)過程管控，通過RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了制造企業(yè)的信息化升級(jí)[4]。為此，本文主要設(shè)計(jì)了基于射頻識(shí)別技術(shù)的磨輥信息化管理系統(tǒng)。

1 磨輥企業(yè)產(chǎn)品管理現(xiàn)狀

經(jīng)過調(diào)查分析可知，目前國(guó)內(nèi)的磨輥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品管理過程還未發(fā)展到系統(tǒng)性的網(wǎng)絡(luò)化管理，較多的采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)化或簡(jiǎn)單的ERP產(chǎn)品管理模式[5]，較多的磨輥制造企業(yè)進(jìn)行信息管理的方式主要存在以下幾個(gè)方面的問題：①沿用以往的基于表格文本的手工登記方式，這種數(shù)據(jù)采集登記方式效率低、易出錯(cuò)；②缺乏有效的信息共享模式，磨輥產(chǎn)品的上下游企業(yè)之間無法進(jìn)行供求信息的交換，很容易導(dǎo)致磨輥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品庫(kù)存偏高或者偏低，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；③產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中往往存在較大的數(shù)據(jù)信息處理量，很容易造成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的丟失，數(shù)據(jù)的處理效率降低，而且不容易進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息的查找；④磨輥產(chǎn)品在使用過程中所產(chǎn)生的系列信息也不能及時(shí)登記。同時(shí)信息的收集不能很好進(jìn)行，使得磨輥產(chǎn)品數(shù)據(jù)不能及時(shí)進(jìn)行更新，進(jìn)而影響到磨輥產(chǎn)品以及磨粉機(jī)系列產(chǎn)品的更新?lián)Q代[6]。伴隨著網(wǎng)絡(luò)化的快速發(fā)展，磨輥企業(yè)的產(chǎn)品管理模式必然朝著系統(tǒng)化以及信息化方向發(fā)展。

為了解決上述問題，需要針對(duì)性的研發(fā)面向磨輥生產(chǎn)、使用以及維護(hù)過程的信息服務(wù)平臺(tái)，為磨輥產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)、使用企業(yè)以及維護(hù)單位等開展產(chǎn)品信息化管理提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而確保磨輥產(chǎn)品能夠盡可能多地發(fā)揮價(jià)值[7]，提高磨輥生產(chǎn)、使用及維護(hù)保養(yǎng)的信息化管理水平。

2 基于RFID技術(shù)的磨輥信息管理模型

根據(jù)磨輥的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈分析結(jié)果可知，信息化磨輥產(chǎn)品的業(yè)務(wù)包含諸多領(lǐng)域以及環(huán)節(jié)，結(jié)合磨輥的特點(diǎn)包括從磨輥的生產(chǎn)、使用到后期的維護(hù)保養(yǎng)。在對(duì)磨輥產(chǎn)品進(jìn)行信息追溯的過程中，主要從三個(gè)階段進(jìn)行信息追溯：①RFID標(biāo)簽還未安裝前的信息追溯，也即磨輥生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部各道生產(chǎn)工序以及產(chǎn)品工藝、產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)信息的追溯登記；②標(biāo)簽安裝后的磨輥產(chǎn)品信息追溯，涉及到磨輥在面粉廠使用信息的追溯過程；③磨輥在使用后期經(jīng)由磨輥維修工廠的維修處理后的信息追溯。

通過上述信息追溯可以明確地找到信息化磨輥產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品信息、使用以及維護(hù)保養(yǎng)等相關(guān)信息，進(jìn)而獲取到信息化磨輥產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)包含的所有信息。同時(shí)通過構(gòu)建磨輥產(chǎn)品的信息模型后就能有針對(duì)性地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，提升磨輥信息化管理工作效率[8]。磨輥信息管理模型如圖1。

圖1 磨輥信息管理模型

3 信息化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系

磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系可以從物理層、數(shù)據(jù)信息采集層、數(shù)據(jù)交換以及服務(wù)層、信息管理層四個(gè)方面進(jìn)行描述，如圖2所示。

圖2 磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系圖

其中，物理層主要進(jìn)行標(biāo)簽的安裝以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息的初始化操作；數(shù)據(jù)信息采集層主要進(jìn)行磨輥產(chǎn)品在出廠過程中的識(shí)別以及數(shù)據(jù)采集，通過手持機(jī)批量處理磨輥產(chǎn)品信息，輸入磨輥產(chǎn)品的物流信息以及使用狀態(tài)信息等；數(shù)據(jù)交換以及服務(wù)層主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及存儲(chǔ)，同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品指令的下發(fā)；信息管理層主要進(jìn)行管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的更改以及查詢等操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品使用相關(guān)數(shù)據(jù)的分析[9]。

3.2 RFID系統(tǒng)硬件構(gòu)成

一個(gè)完整的RFID系統(tǒng)如圖3所示：

圖3 基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)

系統(tǒng)硬件構(gòu)成如上圖3所示，磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)是硬件，同時(shí)又是軟件運(yùn)行的重要載體。其中最主要的硬件設(shè)備是電子標(biāo)簽與讀寫器，兩者同時(shí)出現(xiàn)在磨輥產(chǎn)品管理過程。

根據(jù)磨輥產(chǎn)品的尺寸規(guī)格以及實(shí)際使用環(huán)境，采用如圖4所示螺紋標(biāo)簽。因?yàn)槟ポ伄a(chǎn)品屬于金屬材料，因此選用抗金屬類型的螺紋電子標(biāo)簽，顏色為黑色，采用陶瓷、銀以及特殊塑料封裝制成。

圖4 螺紋標(biāo)簽實(shí)物圖

螺紋電子標(biāo)簽使用壽命主要取決于使用環(huán)境以及使用方式。此時(shí)使用的螺紋電子標(biāo)簽?zāi)褪軠囟确秶鸀椋?30～85℃，能夠在磨輥產(chǎn)品的使用環(huán)境下正常運(yùn)行。

RFID固定讀寫器是系統(tǒng)開發(fā)過程中的核心硬件設(shè)備，這一讀寫器主要應(yīng)用到計(jì)算機(jī)端的標(biāo)簽初始化過程中，通過RFID固定讀寫器實(shí)現(xiàn)磨輥安裝電子標(biāo)簽信息的初始化以及序列編碼，同時(shí)記錄初始化標(biāo)簽數(shù)量以及磨輥產(chǎn)品數(shù)量。磨輥產(chǎn)品管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究過程中，RFID手持機(jī)在磨輥產(chǎn)品信息綁定、產(chǎn)品數(shù)據(jù)盤點(diǎn)、磨輥產(chǎn)品出入庫(kù)管理以及磨輥產(chǎn)品維護(hù)信息更新等過程中起到不可或缺的作用。

3.3 軟件應(yīng)用

在企業(yè)業(yè)務(wù)量不斷增長(zhǎng)的過程中必然會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)量，同時(shí)有關(guān)磨輥使用的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)周期相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)安全性以及業(yè)務(wù)響應(yīng)方面的需求更加嚴(yán)格。因此在進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)的過程中必須首先滿足以上需求，同時(shí)確保系統(tǒng)日志數(shù)據(jù)能夠長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)；確保系統(tǒng)的維護(hù)以及使用更加便利，同時(shí)在進(jìn)行軟件開發(fā)的過程中嚴(yán)格遵循國(guó)家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提供系統(tǒng)軟件的功能擴(kuò)展接口[10]。系統(tǒng)需求分析之后提出了B/S（瀏覽器/服務(wù)器）以及C/S（客戶端/服務(wù)器）兩種結(jié)構(gòu)體系相結(jié)合的三層應(yīng)用結(jié)構(gòu)。能夠大大提高系統(tǒng)開發(fā)人員在系統(tǒng)升級(jí)及維護(hù)方面的便利性，大大減少人力及物力上的支出。

4 系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

基于RFID技術(shù)的管理系統(tǒng)已經(jīng)較好的應(yīng)用到食品溯源以及物流管理領(lǐng)域中，取得了較好的應(yīng)用效果。通過對(duì)現(xiàn)有RFID管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，相比于傳統(tǒng)的ERP數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)明顯有以下幾個(gè)方面的效果。

（1）磨輥產(chǎn)品物流管理體系各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了整合，通過數(shù)據(jù)采集方案的應(yīng)用科學(xué)合理的對(duì)物流環(huán)節(jié)進(jìn)行了追蹤，信息獲取更加及時(shí)，基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)同步數(shù)據(jù)獲取，信息獲取率提高90%以上。

（2）信息的獲取相比以往更加真實(shí)透明，信息從磨輥生產(chǎn)開始進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，同時(shí)在產(chǎn)品流通以及使用過程中信息即時(shí)得到上傳，信息準(zhǔn)確度相比以往有了很大的提升。

（3）實(shí)現(xiàn)磨輥產(chǎn)品質(zhì)量追溯以及使用過程的有效結(jié)合，磨輥產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)任何的質(zhì)量問題都能進(jìn)行產(chǎn)品信息溯源分析，進(jìn)而獲取磨輥質(zhì)量信息以及使用信息。

5 總結(jié)

以磨粉機(jī)磨輥生產(chǎn)企業(yè)為背景，結(jié)合到企業(yè)對(duì)于磨輥產(chǎn)品的信息化管理需求，同時(shí)采用射頻識(shí)別技術(shù)，從磨輥產(chǎn)品的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了磨輥產(chǎn)品的信息化管理。滿足了生產(chǎn)企業(yè)以及面粉加工企業(yè)、磨輥產(chǎn)品維護(hù)企業(yè)等的信息化需求，同時(shí)在一定程度上解決了磨輥產(chǎn)品的質(zhì)量安全溯源問題，進(jìn)一步提升了磨輥產(chǎn)品的利用率。該研究結(jié)合了磨輥生產(chǎn)與使用企業(yè)的實(shí)際情況，以提高磨輥資源的使用效率為基本目標(biāo)，以促進(jìn)磨輥生產(chǎn)企業(yè)信息化建設(shè)為目的，針對(duì)當(dāng)前磨輥生產(chǎn)企業(yè)建設(shè)有一定的實(shí)際意義，后續(xù)的研究工作重點(diǎn)解決磨輥資源管理過程中的身份驗(yàn)證以及使用監(jiān)控等問題。