专利名称：利用射频识别装置改进生产的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种射频识别(RFID)在生产线上的应用技术，尤其涉及一种在生产线上为多个工作站监测工序，并收集工时的射频识别应用技术。
背景技术：
在目前的工业化大规模生产，尤其是制造业的生产过程中，存在着许多诸如生产数据采集不准确，并进而对工序(work flow)难以管理等问题。
例如，在服装生产作业中，目前，服装工人还是普遍使用一种绑扎于裁开的半制成品工件上的工票来记录生产数据。那些涉及生产过程的工作内容，以及其他信息被预先印制在这些工票上，其随后在多个工作站上完成特定的部分工作或任务后，由执行该工作或任务的员工切开工票并签上名字。
如
图1所示，为现有的利用工票收集生产过程数据的流程示意图。在整个厂区100中，首先需要在办公室里设计工作流程，将定制的工作流程融入工票管理系统(步骤101)，然后再成批的印制工票(步骤102)。之后，在裁切室，发放裁切工票(步骤103)，并集束与绑扎工票(步骤104)。在缝纫车间，首先判断是否是条码工票(步骤105)，如果是，则需要在缝纫之前或之后扫描条码工票(步骤106)，如果不是，则由工人根据操作的完成情况剪切开实际的纸质工票(步骤107)，之后再由工人上交工票至财务部门(步骤108)。
但是，这种方式的缺点之一就是，员工必须在按照周或月或固定时间段的一个特定的固定周期结束时，才能将全部的工票收集齐全，并由工厂通过这些工票记录的工作数据来核算他们的薪水与其他花费。这些都影响了生产线的工作效率与工序的管理。
此外，现有的生产线无法提供当前正在生产的全部工件的实时状态信息，以及各项工序中的其他数据，导致无法监控生产状态，无法对生产流程进行管理，无法识别生产瓶颈并对此进行有针对性的流程调整与重新部署，更无法准确计算当前的生产效率。而且，计算员工薪资与其他开销的过程中，需要对员工提供的大量票单进行处理，这是一个相当繁重的工作。
然而，另一方面，射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)技术目前已经在多种应用中使用。例如，可以将一个射频识别标签(tag)粘贴于一个物品上，然后通过扫描或读取以获得关于该物品的信息。
因此，如何通过射频识别技术来对生产过程中的数据进行采集，并进而实施工序管理，已经成为业内长期以来亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用射频识别装置改进生产的系统和方法，通过射频识别技术采集生产过程中的生产数据，并进而改进生产管理。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于实时采集生产线数据的射频识别系统，包括员工身份射频识别卡，卡信息代表了与员工身份相联系的信息；工件射频识别卡，用于依附(例如绑扎或贴付或置于制品箱内等)于半制成品工件上，卡信息代表了与对应工件相联系的信息；读卡器，对应于不同工作站上的不同的员工岗位，根据员工的操作，用于读取所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息；控制器，用于控制读卡器读取射频卡信息，并将获取的信息传送至控制器；服务器，用于收集由所述控制器上传的生产线信息，并对这些信息进行分类统计。
本发明还可以进一步包括集线器，用于将多个读卡器连接至控制器，所述由读卡器读取的信息经由集线器发送至控制器。其中，每个读卡器都通过其各自的馈电电缆(使用馈电电缆可以在同一条线路上供电并传输业务数据)连接至集线器，而集线器仅需要一条馈电电缆连接至控制器，这样，使得组网方式非常简便而灵活。
本发明还可以进一步包括以太网交换机，用于将多个控制器连接至服务器，所述控制器将获取的生产线信息经由以太网交换机发送至服务器。
其中，所述读卡器可以进一步包括一个显示模块，用于根据读取到的当前员工身份射频识别卡中的信息，以及经服务器收集统计到的该员工的生产数据，显示该员工的工作历史信息。
其中，所述控制器可以进一步用于控制读卡器周期性的读取射频卡信息，并将获取的信息传送至控制器。
其中，所述读卡器包括一个或两个或多个插槽，用于分别容纳所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡。
其中，所述每个员工身份射频识别卡、工件射频识别卡，与读卡器，分别具有唯一序列号码。
其中，所述系统的各个设备之间可以通过多芯预制排线连接，所述多芯预制排线包括一条上行信号线、一条下行信号线、一条地线，并为每条所述上行、下行、地线提供至少一条备用线。
本发明进而提供一种利用射频识别卡实时采集生产线数据的方法，包括为每一个员工配置一个员工身份射频识别卡；根据生产线上的不同工艺要求，为每一个工件配置一个工件射频识别卡；
为每个工作岗位对应配置一个读卡器；由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人利用该读卡器读取与被分配的工件相对应的工件射频识别卡；员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器读出，并发送至服务器中进行分类统计。
本发明可以进一步包括当工人将被分配的工件处理完成后，将该工件的射频识别卡重新依附于该工件上。
本发明可以进一步包括所述被重新依附工件射频识别卡的工件被运送至下一个工作岗位。
本发明可以进一步包括所述服务器根据比较上一次由读卡器读取的工件射频识别卡信息与当前读取的信息，确定是否有工件射频识别卡的更换，通过记录一个射频识别卡从进入读卡器读取范围到离开读卡器读取范围的持续时间，确定该工件在当前岗位的加工时间，并通过记录一个读卡器从未识别到至识别到射频识别卡的持续时间，确定对应设备/工人的空闲时间。
本发明可以进一步包括所述服务器根据每个工作岗位完成工件的情况，重新匹配工件射频识别卡与工件组号之间的关系；根据所述重新匹配的关系，重新分配工序。
其中，所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器周期性的读出。
本发明可以进一步包括由所述服务器根据读取到的该员工身份射频识别卡中的信息，以及经统计的该员工的生产数据，计算出该员工的工作历史信息，并发送至对应的读卡器显示。
本发明进而还提供一种利用射频识别卡实时记录雇员工作历史的方法，包括由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人将被分配于工件上的工件射频识别卡置于该读卡器读取范围内，并在处理完成后将该工件射频识别卡离开读卡器读取范围；由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；所述服务器记录该工人对不同工件的操作时间，并据此生成该工人的工作历史信息。服务器通过计算一张射频卡被读卡器持续读取的时间，来记录对一个工件的操作时间。
其中，当工件射频识别卡离开读卡器读取范围后，则标志着该岗位的当前工作已经完成了，可以在该岗位执行新的工作了。
本发明可以进一步包括所述服务器根据该工人的工作历史信息生成相应的财务数据。
本发明可以进一步包括所述服务器将所述生成的该工人的历史信息发送至对应的读卡器显示。
本发明可以进一步包括所述服务器将所述生成的该工人的财务数据发送至对应的读卡器显示。
本发明可以进一步包括所述服务器根据比较上一次由读卡器读取的工件射频识别卡信息与当前读取的信息，确定是否有工件射频识别卡的更换。
本发明进而另提供一种利用射频识别卡确定工件的标准完成时间的方法，包括由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人将被分配于工件上的工件射频识别卡置于该读卡器读取范围内，并在处理完成后将该工件射频识别卡离开读卡器读取范围；由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；所述服务器根据不同工人对同类工件的处理时间的统计，计算出平均处理时间作为对该类工件的标准完成时间。
其中，所述服务器将工件射频识别卡开始被读卡器读取的时刻记录为“工作开始时刻”，将工件射频识别卡离开读卡器读取范围的时刻记录为“工作完成时间”，根据所述“工作开始时间”与“工作完成时间”，可以计算出处理该工件的平均时间、最长时间，以及最短时间。
所述服务器可以根据比较上一次由读卡器读取的工件射频识别卡信息与当前读取的信息，确定是否有工件射频识别卡的更换，通过记录一个射频识别卡从进入至离开读卡器读取范围的持续时间，确定该工件在当前岗位的加工时间，并通过记录一个读卡器从未识别到至识别到射频识别卡的持续时间，确定对应设备/工人的空闲时间。
此外，还可以为每个工人或每个代表工作岗位的读卡器位置，配发一个“空闲卡”，当工人需要做一些工作之外的事情时，例如去洗手间或打电话之前，将该空闲卡由读卡器读取，回来后再拔除。这样，系统就可以计算一名工人或者整个生产线的生产效率。
本发明进而更提供一种利用射频识别卡确定生产线瓶颈的方法，包括由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人将被分配于工件的工件射频识别卡置于该读卡器读取范围内；由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；所述服务器将该工件在一个工作站上的处理时间与预设的处理时间进行比较，如果当前处理时间超过预设时间，则产生一个告警。
本发明实现了对生产线上的生产数据的实时采集，并可以进一步对采集到的数据进行分析，以确定生产过程中的瓶颈与缺陷，同时，也方便了员工计酬的统计，服务器根据采集到的一个员工的工作数据，可以将该员工的工作历史信息实时的显示在读卡器上，省去了员工收集传统纸质工票的麻烦，也省去了管理人员与财务人员对工票的统计所花费的工作量。
附图概述图1为现有的利用工票收集生产过程数据的流程示意图；图2为根据本发明实施例所述的RFID系统连接示意图；图3为本发明实施例所述的全冗余芯线示意图；图4A-图4L为本发明实施例所述的出现在一个用户交互控制设备上的实例性屏幕显示示意图；图5为根据本发明实施例所述的使用射频卡与读卡器进行生产的流程示意图；图6为根据本发明实施例所述的将成捆操作分为单件操作所显示出来的生产弹性流程示意图；图7A-图7C为根据本发明实施例所述的读卡器示意图。
本发明的较佳实施方式在厂区实际布署中，可以在每一个工作站上设置一个RFID读卡器，以记录工作开始时间与结束时间。同时，在每一组半制成品上也附有一个RFID标签，而当该半制成品在工作台上被处理时，其上依附(以下皆以绑扎方式为例，实际上采用贴付等其他方式也是可以的)的标签中的信息将以预设的时间间隔被读卡器读取。同时，也可以为众多的RFID读卡器配置多个RFID集线器(Hub)。
射频卡可以分为两种，一种是员工身份射频识别卡，卡信息代表了与员工身份相联系的信息；一种是工件射频识别卡，用于绑扎于半制成品工件上，卡信息代表了与对应工件相联系的信息。
参考图2，为根据本发明实施例所述的RFID系统连接示意图，包括多个RFID读卡器201A-201H，RFID集线器(HUB)202，控制器203，以太网交换机204，以及RFID服务器205。
其中，RFID读卡器201用于收集射频卡中的数据，并经由集线器202发送至控制器203，再经过以太网交换机204，最终将数据送至服务器205，由服务器205进行数据分析与数据处理。
实际上，根据厂区规模，可以设置众多的RFID读卡器，并根据接口能力相应设置多个集线器、控制器以及交换机等设备。同样，对于规模较小的厂区，也可以不布署集线器等设备。
交换机为网络结构提供了灵活性，因此，一个交换机可以连接多个控制器，而控制器是系统中的关键设备。控制器从RFID读卡器中收集信号，并发送到交换机。
尽管集线器是系统中的可选设备，但其同样为系统提供了很大的组网灵活性，因为控制器可以经过集线器而间接连接多个读卡器。
读卡器可以配置一个或两个或多个插槽，以容纳雇员卡与生产过程中附着于工件上的RFID卡。读卡器与控制器或集线器之间传输打包数据，员工可以从读卡器上闪烁的灯来确认射频卡上的数据是否被成功读取。
实际组网中，通过使用可供电的数据电缆(power over data cable)，标准的RJ45连接器，8芯预制排线，全冗余芯线，星形连接，以及可靠的消息机制等，可以灵活的组建网络。
其中，我们仅需要使用power over data cable，就可以使控制器为集线器及其多个读卡器供电，这种结构不要求每个读卡器都具有电源插槽与转换器。在多个工作站组成的生产线上，这种网络配置是更加高效而低耗的。
如图3所示，为本发明实施例所述的全冗余芯线示意图。其中，地线接公共地线，上行线用于向控制器传输信号，下行线用于将信号从控制器传输至读卡器，并提供电源供给功能。全冗余芯线至少包括一条冗余线，这是为每个信号所作的备份芯线。因此，信号线失效不会影响整个系统。根据本发明的实施例，由于只需要3条功能芯线——“上行”、“下行”与“地”即可来传输信号，因此，即使有5条芯线失效，系统仍可以正常工作。
标准的RJ45连接器具有彩色的外壳来区分电缆类型。RJ45连接器广泛使用于各种组网技术中，其终端处理过程也不需要焊接。
RFID集线器安装于RFID读卡器群附近，使用标准长度的8芯预制排线连接。由于8芯预制排线的成本只有5类电缆的1/8左右，因此其可以使组网成本降低。
本发明的实施例提供了灵活的组网布署方案，客户可以将RFID集线器置于任何空闲的地方，而在网络中增加读卡器也是非常容易的，只要使用标准的预制排线连接读卡器就可以完成网络的重新布署。
星形连接进一步提供了组网的灵活性。读卡器的一条电缆也是从属于其他用户的，这节省了电缆长度。例如，到控制器的30米电缆可以由7个读卡器共享，这就相当于180米的电缆长度。
前端读卡器具有带有消息序列的消息队列缓冲区。在来自RFID读卡器的消息被从缓冲区中删除之前，每一个消息都需要由服务器进行确认。根据本发明的实施例，RFID读卡器会向服务器自动重发消息，以确认是否有来自服务器的响应。因此，在服务器、网络或其连接的任何故障情况下，都不会丢失消息。
通过如图2所述的系统，本发明的实施例即可利用射频识别卡实时采集生产线数据，可以包括如下步骤步骤A1为每一个员工配置一个员工身份射频识别卡；步骤A2根据生产线上的不同工艺要求，为每一个工件配置一个工件射频识别卡；步骤A3为每个工作岗位对应配置一个读卡器；步骤A4由工人在与其被分配的工作岗位相对应的读卡器中插入员工身份射频识别卡；步骤A5在处理被分配的工件之前，由该工人从被分配的工件上取下工件射频识别卡，并插入到该读卡器中；步骤A6员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器读出，并发送至服务器中进行分类统计；步骤A7当工人将被分配的工件处理完成后，取出该工件的射频识别卡，并将其重新绑扎于该工件上。
此外，所述被重新绑扎工件射频识别卡的工件可以根据工序要求被运送至下一个工作岗位。
其中，所述服务器根据比较上一次由读卡器读取的工件射频识别卡信息与当前读取的信息，确定是否有工件射频识别卡的更换。
其中，所述服务器还可以根据每个工作岗位完成工件的情况，重新匹配工件射频识别卡与工件组号之间的关系；然后根据所述重新匹配的关系，重新分配工序。
所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器周期性的读出。设定的周期为秒级，例如间隔1秒，或2秒，或1秒与2秒交叉进行，也可以是分秒级，或毫秒级。
此外，所述服务器还可以根据读取到的该员工身份射频识别卡中的信息，以及经统计的该员工的生产数据，计算出该员工的工作历史信息，并发送至对应的读卡器显示。
通过如图2所述的系统，本发明的实施例还可以利用射频识别卡实时记录雇员工作历史，可以包括如下步骤步骤B1由工人在与其被分配的工作岗位相对应的读卡器中插入员工身份射频识别卡；步骤B2在处理被分配的工件之前，由该工人从被分配的工件上取下工件射频识别卡，插入到该读卡器中，并在处理完成后取出该工件射频识别卡；步骤B3由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；步骤B4所述服务器记录该工人对不同工件的操作时间，并据此生成该工人的工作历史信息；步骤B5所述服务器根据该工人的工作历史信息生成相应的财务数据。
此外，所述服务器还可以将所述生成的该工人的历史信息发送至对应的读卡器显示，或将所述生成的该工人的财务数据发送至对应的读卡器显示。
尽管本发明的大部分实施例中，是以“插入”射频卡为例进行说明的，但实际上，有些读取卡并不一定需要接触，而是只需要经过读取卡的射频范围即可被读取。因此，本发明并不限制读取射频卡的方式。
通过如图2所述的系统，本发明的实施例还可以利用射频识别卡确定工件的标准完成时间(Standard Allowed Minutes)，可以包括如下步骤步骤C1由工人在与其被分配的工作岗位相对应的读卡器中插入员工身份射频识别卡；步骤C2在处理被分配的工件之前，由该工人从被分配的工件上取下工件射频识别卡，插入到该读卡器中，并在处理完成后取出该工件射频识别卡；步骤C3由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；步骤C4所述服务器根据不同工人对同类工件的处理时间的统计，计算出平均处理时间作为对该类工件的标准完成时间。
此外，所述服务器可以将当前采集到的一个工作岗位上的实际处理时间与标准完成时间进行比较，如果实际处理时间超过了标准完成时间则产生一个告警。而且，也可以将比较结果作为该岗位员工的竞争依据。
通过如图2所述的系统，本发明的实施例还可以利用射频识别卡确定生产线瓶颈，可以包括如下步骤步骤D1由工人在与其被分配的工作岗位相对应的读卡器中插入员工身份射频识别卡；步骤D2在处理被分配的工件之前，由该工人从被分配的工件上取下工件射频识别卡，插入到该读卡器中；步骤D3由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；步骤D4所述服务器将该工件在一个工作站上的处理时间与预设的处理时间进行比较，如果当前处理时间超过预设时间，则产生一个告警从前面的通过插入RFID卡至RFID读卡器中来记录工件处理的开始时间和结束时间的方法中，可以看出，本发明可以记录半成品的工作流程、循环时间、空闲时间、和工作内容。
参见图4A-4L，可以以一个图形用户界面来与用户交互，以便于生产过程的管理控制。
如图4A所示，在生产线上的较佳实施例中，能够记录通过每一员工/工作站的每一组或每一个切开件的处理时间，包括整体流程等待时间、局部流程等待时间、持续时间、沿生产过程从原材料到最终成品所发生的时间和日期。本发明可以汇报半成品的移动，一个生产任务或过程的循环周期，和沿生产线的工作内容，同时，也提供了工具来跟踪工作缺陷。
本发明能够提供整个过程的一种“实时”测量。进一步地，在较佳的实施例中，它能够提供半成品的储备、流动速率、循环时间、在每一工作站空闲时间。例如，在服装制造过程中，能够在一个电脑上分析和合并RFID数据。“实时”这里表示在一个非常短的时间周期内，以间隔或双秒、秒或交替的秒来进行。该实时显示在传统的条码或纸质票单系统中是绝对不可能的。
如图4B所示，显示了包括每一工人/工作站的签到时间和效率在内的工作状态。它能够提供实时数据，这在传统条码或纸质票单系统中也是不大可能实现的。
如图4C所示，显示了沿生产线和在系统中那些出现缺陷的设备和电缆的实时信息。根据本发明的实施例，可能有数千个读卡器和成百的控制器和RFID的集线器在一定规模的生产线上，本发明能够报告所述其中的缺陷并进而进行平稳的系统操作。
如图4D所示，显示了每一产品率和每一个工作站/工人、产品线和它的状态。这种显示可以选择性的被按照组或类别或序列来产生。本发明可以通过定位产品线和它的产品率来进行的有效改进。
如图4E所示，配备有所述RFID工具的生产线将能够以颜色/尺寸矩阵形式(以尺寸、颜色或顺序)提供“实时”测量和显示每单元已完成的物品输出。不同的顺序可被显示。因此本发明可以利用便利的浏览功能来监测所述生产线上的产品状态，以辅助管理。
如图4F所示，提供了一个特定生产线/部门地实时状态。它能够通过在每一部门的/在不同产品线上的多个因子来显示实时生产率和效率。
进一步地，如果一个半成品停留在一个工作站/工人处、产品阶段或部门太久，或者，停留时长超过了所述软件中的一个时间程序，计算机将会有一个报警。将通过测量循环时间来探测生产瓶颈。相应地，它能够进一步给出该半成品的流动速率和库存(以及其全部生产历史)，半成品状态和工人产出/出勤。所述用户界面将便于生产线平衡，和资源及生产率不匹配的校正。它将能设计/预测半成品并行处理的同步。
参照图4G，它显示了所述报警被用于识别产品瓶颈的情况，如果存在瓶颈，则通过高亮该部门名称或产品阶段来进行报警。管理者能点击进入报警区域来查看发生产品瓶颈的原因。
参照图4H，它能够显示沿生产线的半成品数量。该显示可以被分组为不同半成品部分。它允许对处理特定半成品所需要的额外工作强度进行重新安排。
如图4I所示，它能够在用户定义的时间段内显示每一部门的目标数量。它允许管理者按定义的持续时间清点出详细的产品并且因此来优化和改进产品目标成果。
此外，每一员工的薪资和其它相关花费，被随后利用与员工的身份射频识别卡相关的工作历史和其它数据来进行计算。射频识别读卡器还可以用于检查员工的工作历史。
参照图4J，工人的工作历史在她将其员工身份射频识别卡附于所述RFID读卡器时将被立即显示出来。这样，生产线上的员工就可以不用在周末或月末为薪资和其它相关花费收集票单，也就避免了在工作很长时间之后才上交工票所导致的混乱和失实。
为了理顺工作流程，本发明可以通过重新分配RFID卡中的与特定的复杂任务相联系的工作内容，而将成批的操作分成单一的操作，并将这些工作内容重新分配到合适数量的RFID卡中，并将这些卡分配到合适数量的工作站/工人。这种重新分派可以通过顺序读卡来执行。在较佳的实施例中，其将便于在服装生产线上单元产品系统的应用。
参照图4K，在进行处理之前，本发明有助于匹配室来匹配一同来自于元件线上的不同的成捆/切分工件。在传统服装工业中，一件完成的服装能够被分成不同的元件，类似袖子、前幅、后幅、领子等等。不同捆的工件来自于不同印染料。因此，一个成品服装必须使用同捆的相同印染料。通过利用附于成捆/切分工件上的RFID卡，匹配室就可以在将成捆/切分工件放置于正确的工作箱用于组装产品之前，来检查捆信息，即，将不同元件组装在一起。
在RFID卡上具有一个唯一的数字/信息，用来识别所述的捆。如果两个或多个捆中携带有同样的数字，那么它们将被放入同一工作箱。该工作箱的实际形式与在系统中的图形形式是相同的。一旦该RFID卡被扫描后，所述用户界面将显示相关工作定制信息，比如产品序列数字、捆号、元件类型。本发明即可分配正确的货架位置，使得员工可以在将这些成捆工件发送到组装线之前，将这些成捆工件放在一起。
当所有相同捆的元件被收集后，将在系统中显示0。例如，02-03-A(02shelf；03column；ARow A)仍有两捆在它被放入组装线之前需要收集。如果一捆工件在工作箱中是空闲的，那么用户能够点击进入系统中的工作箱来检查半成品及相关工作序列信息。在较佳的实施例中，所述用户界面将也显示并定位丢失的捆。
在匹配室内有一个RFID卡循环过程。由于不同捆工件携带一个RFID卡，工人将取走多余的RFID卡用于循环。在一捆工件被送入组装线之前，只有一个附于该捆工件上的RFID卡。
如图4L所示，本发明能够合并在元件线上所有产品定制信息，即工作序列号码、所收集的总捆数、第一个元件到达的时间和最后一个元件到达的时间。因此，工人能决定对于一个具体工作次序的匹配过程的开始时间。它能够进一步地详细显示每一工作次序地工作状态。所述匹配室将监督和监测在实时基础上的产品状态。
如图5所示，为根据本发明的实施例所述的利用射频识别改进生产的流程示意图。在厂区500范围内，首先在办公室进行工作定制(步骤501)，然后在裁切室(Cutting Room)进行发送裁切(步骤502)，在RFID卡上印制条码并分配这些射频卡(步骤503)，然后将服装元件打捆，并为每捆工件都绑扎上RFID卡(步骤504)，检验后发包至内部工厂或外部承包者(步骤505)，在元件组装过程中，首先由工人将雇员身份RFID卡插入读卡器中(步骤506)，并在处理成捆的工件之前先将该捆工件的RFID卡插入读卡器中(步骤507)，在对该捆工件的处理完成后，工人将该捆工件的RFID从读卡器中拔出，并绑扎回该捆工件(步骤508)，在射频卡插入读卡器期间，卡中的数据都被读卡器周期性的读取，并且这些数据会形成一个财务文件(步骤509)，之后，在匹配室(Matching Room)执行一个匹配过程，以建立RFID卡与捆号(Bundle Number)之间的关系(步骤510)，然后再次组装时，同样由工人将雇员身份RFID卡插入读卡器中(步骤511)，并在组装工作之前先将该捆工件的RFID卡插入读卡器中(步骤512)，在组装完成后，再将该捆工件的RFID从读卡器中拔出，并绑扎回该捆工件(步骤513)，在射频卡插入读卡器期间，卡中的数据都被读卡器周期性的读取，并且这些数据会形成一个财务文件输出(步骤514)，之后，在洗涤程序中，对这些服装进行洗涤(步骤515)，在熨叠程序中，首先根据颜色或尺码分配SKU(Stock Keeping Unit，库存单元)RFID卡(步骤516)，然后工人操作时，同样由工人将雇员身份RFID卡插入读卡器中(步骤517)，并在熨叠处理之前先将工件的RFID卡插入读卡器中(步骤518)，并在处理完成后从读卡器中将工件的RFID卡拔出，并绑扎回该工件(步骤519)，在射频卡插入读卡器期间，卡中的数据都被读卡器周期性的读取，并且这些数据会形成一个财务文件输出(步骤520)，最后在包装程序中，使用SKU卡报告完成情况(步骤521)。
参照图6，其显示了在较佳实施例中，改变成捆操作为单件操作过程中的弹性。在厂区600范围内，从步骤601到步骤610，是与图5中的步骤501到步骤510相同的，之后，在步骤666，需要将成捆工件卡的关系分配到UPS(Unit Production System，单元产品系统)卡中，然后对单件工件操作时，由工人将雇员身份RFID卡插入读卡器中(步骤611)，并在组装工作之前将UPS卡经过读卡器读取范围，以读取UPS卡信息(步骤612)，在组装完成后，再离开读卡器的读取范围，并绑扎回原成捆工件(步骤513)，以后的步骤与图5中的后续步骤相似，不再赘述。
从图6可以看出，通过建立在RFID卡与捆号之间、或用于特定捆的一个RFID卡与用于多个从捆中拆分主来的合适数目的多个RFID卡之间的关系，本发明具有了相对于工作分配/流程的不同模式的工作资源匹配弹性。
在较佳的实施例中，本发明通过消除数据复制来增强前端数据。本发明能够通过互联网/内联网验证数据，也能由计算机来确认数据的接收。
标准完成时间(Standard Allowed Minutes)是产品标准，即，一个正常工人利用一个特定的方法来实现特定的操作所需要的时间，以便控制产品时间和劳动力耗费。例如，工厂能够使用标准完成时间来计划和安排产品、分析能力，并作为衡量产品部门表现的指标。具有工件速率系统的工厂利用标准完成时间或类似方法来作为员工竞争的基础，而使用中型产品的工厂，则可以利用一个总的标准完成时间来为团队建立产品目标和竞争。关于应该在哪里设置标准完成时间，管理者和工人通常具有不同的观点。如果速率太紧张，操作者就不可能获得一个公平收入，另一方面，如果速率太松弛，人力花费就会太昂贵，并且制造者将在市场上没有竞争力。
公平的速率对每一个操作者是很重要的。然而，由于在实际操作时间上缺乏反馈，因此在这一点上很难使大家都感到满意。在本发明较佳的实施例中，每一个员工对每一单捆上的每一个操作的实际操作时间都被记录下来，因此，标准完成时间和实际操作时间之间的比较是有效而可信的，并且因此可以进一步改进标准完成时间的精确性。在比较实际表现与标准完成时间的过程中，那些造成生产瓶颈的操作点能够被识别出来，因此可以很好的评估生产率并且执行相应的调整。
尽管本发明的较佳实施例公开如上，但其应当理解为是对本发明的解释，而非限制，例如，本发明实施例所述的读卡器是以插入式读卡器为例进行说明的，如图7A所示，插槽701与702用于容纳射频卡的插入。然而，其他形式的读卡器对于本发明来说也是适用的，例如绑扎式，如图7B所示，将射频卡贴近插槽703或704，就可以从中读取数据，此外，还有如图7C所示的夹持式，等等，都可以应用于本发明，因此，说明书及权利要求书中所述的读卡器，以及插入射频卡等操作，应当被解释为包括了上述所有形式的读卡器及其操作。
权利要求
1.一种用于实时采集生产线数据的射频识别系统，其特征在于，包括员工身份射频识别卡，卡信息代表了与员工身份相联系的信息；工件射频识别卡，依附于半制成品工件上，卡信息代表了与对应工件相联系的信息；读卡器，对应于不同工作站上的不同的员工岗位，根据员工的操作，用于读取所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息；控制器，用于控制读卡器读取射频卡信息，并将获取的信息传送至控制器；服务器，用于收集由所述控制器上传的生产线信息，并对这些信息进行分类统计。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括集线器，用于将多个读卡器连接至控制器，所述由读卡器读取的信息经由集线器发送至控制器。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述读卡器进一步包括一个显示模块，用于根据读取到的当前员工身份射频识别卡中的信息，以及经服务器收集统计到的该员工的生产数据，显示该员工的工作历史信息。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器进一步用于控制读卡器周期性的读取射频卡信息，并将获取的信息传送至控制器。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述周期为秒级，或分秒级，或毫秒级。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述读卡器包括一个或两个或多个插槽，用于容纳所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个员工身份射频识别卡、工件射频识别卡，与读卡器，分别具有唯一序列号码。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统的各个设备之间通过多芯预制排线连接。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述多芯预制排线包括一条上行信号线、一条下行信号线、一条地线，并为每条所述上行、下行、地线提供至少一条备用线。
10.一种利用射频识别卡实时采集生产线数据的方法，其特征在于，包括为每一个员工配置一个员工身份射频识别卡；根据生产线上的不同工艺要求，为每一个工件配置一个工件射频识别卡；为每个工作岗位对应配置一个读卡器；由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人利用该读卡器读取与被分配的工件相对应的工件射频识别卡；员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器读出，并发送至服务器中进行分类统计。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括当工人将被分配的工件处理完成后，将该工件的射频识别卡重新依附于该工件上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括所述被重新依附工件射频识别卡的工件被运送至下一个工作岗位。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器根据比较上一次由读卡器读取的工件射频识别卡信息与当前读取的信息，确定是否有工件射频识别卡的更换，通过记录一个射频识别卡从进入读卡器读取范围到离开读卡器读取范围的持续时间，确定该工件在当前岗位的加工时间，并通过记录一个读卡器从未识别到至识别到射频识别卡的持续时间，确定对应设备/工人的空闲时间。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器根据每个工作岗位完成工件的情况，重新匹配工件射频识别卡与工件组号之间的关系；根据所述重新匹配的关系，重新分配工序。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器周期性的读出。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述周期为秒级，或分秒级，或毫秒级。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括由所述服务器根据读取到的该员工身份射频识别卡中的信息，以及经统计的该员工的生产数据，计算出该员工的工作历史信息，并发送至对应的读卡器显示。
18.一种利用射频识别卡实时记录雇员工作历史的方法，其特征在于，包括由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人将被分配于工件上的工件射频识别卡置于该读卡器读取范围内，并在处理完成后将该工件射频识别卡离开读卡器读取范围；由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；所述服务器记录该工人对不同工件的操作时间，并据此生成该工人的工作历史信息。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器根据该工人的工作历史信息生成相应的财务数据。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器将所述生成的该工人的历史信息发送至对应的读卡器显示。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器将所述生成的该工人的财务数据发送至对应的读卡器显示。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器周期性的读出。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述周期为秒级，或分秒级，或毫秒级。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器根据比较上一次由读卡器读取的工件射频识别卡信息与当前读取的信息，确定是否有工件射频识别卡的更换。
25.一种利用射频识别卡确定工件的标准完成时间的方法，其特征在于，包括由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人将被分配于工件上的工件射频识别卡置于该读卡器读取范围内，并在处理完成后将该工件射频识别卡离开读卡器读取范围；由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；所述服务器根据不同工人对同类工件的处理时间的统计，计算出平均处理时间作为对该类工件的标准完成时间。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息被读卡器周期性的读出。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述周期为，或分秒级，或毫秒级。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，进一步包括所述服务器将当前采集到的一个工作岗位上的实际处理时间与标准完成时间进行比较，并将比较结果作为该岗位员工的竞争依据。
29.一种利用射频识别卡确定生产线瓶颈的方法，其特征在于，包括由工人利用与其被分配的工作岗位相对应的读卡器读取员工身份射频识别卡；在处理被分配的工件之前，由该工人将被分配于工件的工件射频识别卡置于该读卡器读取范围内；由读卡器读取员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息，并发送至服务器；所述服务器将该工件在一个工作站上的处理时间与预设的处理时间进行比较，如果当前处理时间超过预设时间，则产生一个告警。
全文摘要
本发明公开了一种利用射频识别装置改进生产的系统及方法，在厂区中布署一个由多个读卡器、控制器、交换机以及服务器等设备组成的RFID网络，利用读卡器读取工人插入的员工身份射频识别卡与工件射频识别卡中的信息；再将获取的信息传送至控制器，并经由控制器将采集到的生产线信息上传至服务器，以进行分类统计，根据统计，服务器可以重新匹配工件射频识别卡与工件组号之间的关系，重新分配工序，还可以生成工人的工作历史信息，并计算出工件的标准完成时间，并进而识别出生产线上的工作瓶颈。本发明不但可以实时采集生产线上的数据，实现生产线平衡，提高生产效率，而且省去了员工收集传统纸质工票的麻烦，也省去了管理人员与财务人员对工票的统计所花费的工作量。
文档编号G06Q10/00GK101017539SQ20061009851
公开日2007年8月15日 申请日期2006年7月4日 优先权日2006年2月6日
发明者张伟文 申请人:Msc有限公司