引言：2006年，科技部發布了《關於推進“十一五”製造業信息化科技工程工作的若幹指導意見》，指出製造業信息化是企業實現產品設計創新、製造模式創新、經營管理方式創新的重要手段，是打造優勢產業鏈
、提升中小企業集群競爭力的有效工具，是製造業發展的必由之路。2008年3月召開的“兩會”期(qi)間(jian)，黨(dang)中(zhong)央(yang)更(geng)是(shi)把(ba)信(xin)息(xi)與(yu)工(gong)業(ye)的(de)融(rong)合(he)提(ti)升(sheng)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)層(ceng)次(ci)，國(guo)務(wu)院(yuan)新(xin)組(zu)建(jian)工(gong)業(ye)和(he)信(xin)息(xi)化(hua)部(bu)，把(ba)信(xin)息(xi)化(hua)帶(dai)動(dong)產(chan)業(ye)化(hua)的(de)工(gong)業(ye)改(gai)革(ge)更(geng)加(jia)深(shen)入(ru)推(tui)進(jin)。離(li)散(san)製(zhi)造(zao)業(ye)在(zai)製(zhi)造(zao)業(ye)中(zhong)占(zhan)了(le)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)比(bi)例(li)，如(ru)何(he)在(zai)離(li)散(san)製(zhi)造(zao)業(ye)中(zhong)實(shi)施(shi)信(xin)息(xi)化(hua)是(shi)目(mu)前(qian)大(da)製(zhi)造(zao)業(ye)背(bei)景(jing)下(xia)的(de)瓶(ping)頸(jing)問(wen)題(ti)，離(li)散(san)製(zhi)造(zao)業(ye)因(yin)其(qi)生(sheng)產(chan)的(de)特(te)殊(shu)性(xing)、場景的複雜性
、過程的易變性等因素
，讓MES在此行業當中的應用成為企業信息化研究中的熱點。

　　1離散製造業與RFID技術

　　1.1離散製造業MES係統

　　製造執行係統（ManufacturingExecutionSystem，MES）是麵向製造車間的先進管理技術
，它針對位於企業計劃層和工業控製層之間的執行層管理問題
，研究如何將製造過程中的計劃進度
、產品過程控製、物料管理、質量監控、設備管理和成本管理等綜合考慮
，強調製造計劃的執行和產品製造過程的控製，使生產現場的信息收集
、傳遞
、處理和反饋做到準確、及時、係統和科學，實現生產作業的優化調度和製造資源的動態重組，提高製造管理的透明性和敏捷性。

　　離散製造業中不僅具有傳統的製造業的流程
，還具有產品設計→工藝規劃→複雜調度→加工製造→（設計更改）→動態調度→信息反饋這個動態的流程，因此離散製造業MES係統主要麵對車間管理人員
、信息技術人員、企業管理人員、計劃人員，提供計劃管理

、資源管理

、報表統計管理、車間作業管理功能，而且要求實時地采集現場生產數據並反饋回MES係統

，係統根據反饋的數據進行分析
、統計，最後根據相應的規則最終實現離散製造業車間的無紙化作業
、標準化操作
、自動化派工
、實時化監控
、科學化管理的目標。為實現以上目標，本係統采用射頻識別技術（RadioFrequencyIdentification


，RFID），結合無線通信技術
，采用基於RFID技術的數據采集終端（IntelligentDataTerminal，IDT）來實現車間生產數據的上傳和下達。

　　1.2RFID技術

　　RFID利用電磁波的感應或者傳播來進行電子標簽與閱讀器之間的數據通信，電子標簽分有源標簽和無源標簽2種。采用RFID技術解決離散製造業車間實時數據的采集，有如下優勢：（1）體積小，非接觸，形狀多變，可重複使用；（2）惟一ID號
，克隆
、仿造困難，安全性高
；（3）不怕汙染
，無需光線，識別方式靈活
；（4）數據可改寫、存儲量大；（5）多標簽同時識別，距離遠
，速度快。2硬件及接口設計基於RFID的離散製造業MES係統由處於底層的IDT，通過無線網絡與安置在車間的基站（BaseStation，BS）進jin行xing通tong信xin，把ba數shu據ju信xin息xi傳chuan送song到dao車che間jian工gong作zuo站zhan
，車che間jian工gong作zuo站zhan通tong過guo企qi業ye網wang絡luo把ba數shu據ju保bao存cun到dao數shu據ju庫ku，然ran後hou通tong過guo接jie口kou程cheng序xu傳chuan送song到dao其qi他ta係xi統tong，為wei管guan理li決jue策ce、數據深入挖掘提供可靠、準確
、實時的數據支持。本係統由硬件係統、軟件係統和接口程序構成。

　　2.1硬件係統設計

　　硬件係統包括2個主要部分：IDT和BS。IDT的作用是用來采集離散製造業生產一線的實時數據。

　　BS的主要作用是實現車間工作站運行的通信程序與終端之間的數據交互。

　　2.2接口程序設計

　　接口程序把從車間現場采集到的實時數據傳送到其他的係統當中
，接口采用定時和觸發2種方式對信息進行傳遞，利用中間件的設計思想，把接口程序設置在MES服務器端
，其他程序調用接口程序。接口程序主要完成以下數據傳遞：用戶信息、加工信息
、加工設備信息、模具信息、工藝參數信息、工藝路線
、產品信息、檢驗數據、報工數據等。

　　MES係統針對位於企業計劃層和工業控製層之間的執行層管理問題，因此企業現有的ERP係統
、PDM係統等需要MES係統提供可靠
、及時、準確的信息支持
，針對上層管理係統對車間層的管理流程不提供直接和詳細的支持問題
，為了防止車間管理信息的“斷層”

，本係統采用通用數據接口程序，把分布在所有車間終端上采集的軟性、硬性數據（美國國家標準協會（NIST）對MES定義）提交給上層管理係統
，為企業

　　決策提供數據支撐。接口程序采用中間件開發思想，集成MES和ERP係統的數據參數傳遞方式
，采用定時和事件觸發的方式對接口函數進行調用，運用Socket
、隊列
、線程技術實現上層管理（ERP）與執行層（MES）數據交互。

　　3.基於RFID的MES係統設計

　　為了增強係統的可擴展性、可重構性
、適應性、可配置性等良好的係統性能
，在結構上采用分層的思想，把離散製造業MES係統分為4層(ceng)來(lai)設(she)計(ji)

，同(tong)時(shi)采(cai)用(yong)基(ji)於(yu)外(wai)掛(gua)式(shi)通(tong)用(yong)輔(fu)助(zhu)數(shu)據(ju)庫(ku)設(she)計(ji)思(si)想(xiang)
，把(ba)所(suo)有(you)的(de)係(xi)統(tong)貫(guan)穿(chuan)起(qi)來(lai)，對(dui)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)統(tong)一(yi)管(guan)理(li)，保(bao)證(zheng)了(le)層(ceng)間(jian)與(yu)層(ceng)內(nei)的(de)耦(ou)合(he)性(xing)要(yao)求(qiu)。

　　3.1係統框架結構

　　係統分為MES車間層、MES管理層、接口層和現有係統層，層與層之間通過網絡或者接口程序進行數據交互，實現整個企業數據流的上傳和下達。

　　3.2IDT工作原理

　　采用RFID技術開發的IDT用yong來lai采cai集ji現xian場chang數shu據ju，通tong信xin程cheng序xu控kong製zhi數shu據ju的de收shou發fa，車che間jian工gong作zuo站zhan通tong過guo基ji站zhan對dui該gai頻pin段duan的de所suo有you終zhong端duan進jin行xing總zong線xian輪lun循xun
，如ru果guo某mou個ge終zhong端duan有you操cao作zuo
，操cao作zuo數shu據ju通tong過guo基ji站zhan接jie收shou並bing做zuo處chu理li，通tong信xin程cheng序xu響xiang應ying終zhong端duan操cao作zuo。IDT的顯示界麵是通過界麵代碼來控製的
，數據定義如下：

　　開始符（1）地址（1）CID（1）STEP（1）INFOLEN（4）XXXX（INFOLEN長的信息內容）CHECK（4）結束符（1）如發送CID=0，STEP=0表示數據確認界麵，“#1’0105’#$A#$A’0000019A’#2”：#1代表數據頭，#2代表數據尾，‘0105’代表IDT地址
，‘#$A#$A’是麵向對象高級語言編譯過的
，表示CID=0

，STEP=0，‘0000’代表信息內容
，‘019A’表示校驗。IDT把數據提交到車間BS

，BS再把數據提交到通信程序，如果現在的界麵代碼是CID=3，STEP=0
，那麼上述字符串指令“#$D#$A”通過轉換機製就是CID=3，STEP=0，通信程序先進行判斷
，然後對數據進行讀取，最後判斷收到數據正確與否。IDT的設計以離散製造業車間實時數據采集為背景
，根據車間現場作業環境性能要求，所有數據內容的字符個數不能超過800。如frevstrin代表接收來的數據，Length（fRevString）是其長度，如果大於2048（轉化為16進製就是800），就不再判斷。當通信程序收到數據時，先找到數據串頭部和尾部的位置，分別用變量i和j表示，那麼i=pos（#1
，fRevStfing）；j=pos（#2，fRevString）。進而可以得到CID和蜘飛P地址，判斷數據長度是否正確，提取數據內容和校驗。如果收到的CID和STEP都是0，就不做任何處理，否則，找到相應的CID和STEP
，對數據進行分析處理
，然後再把對應的操作界麵、處理結果
、請求數據發回給IDT，這就完成了一個通訊過程。

　　4.基於RFID的MES係統應用

　　基於RFID技術的離散製造業MES係統，在傳統的汽車配件企業已正常運行4年，在大型陶瓷設備製造企業
、典dian型xing日ri資zi電dian梯ti製zhi造zao企qi業ye等deng離li散san製zhi造zao業ye企qi業ye的de應ying用yong過guo程cheng中zhong，取qu得de了le良liang好hao的de效xiao果guo，得de到dao了le車che間jian層ceng員yuan工gong的de認ren可ke
，達da到dao了le利li用yong製zhi造zao業ye執zhi行xing係xi統tong提ti升sheng企qi業ye競jing爭zheng力li
、增加靈活性的目的。

　　在7個典型離散製造業車間進行了係統測試，有700多個RFID數據采集終端。

　　5.結束語

　　在製造業信息化過程中，離散製造業由於生產工藝變更頻繁
、車間環境複雜、現場數據較難采集，因此實施難度較大。采用RFID技術、433M無線通信為硬件平台設計開發的離散製造業MES係統，結合麵向對象編程語言開發的計劃服務程序、通信程序
、管理程序
、接口程序，能滿足離散製造行業對現場數據的實時采集與監控、車間作業計劃的自動排產
、生產現場的無紙化操作、物料的及時運轉的要求。在多家具有代表性的大型離散製造企業推廣應用以後，取得了良好的效果，在減少在製品
、縮短生產周期

、減少紙張及數據錄入方麵效果明顯。