信息化磨辊管理系统的设计与实现*

孟 乐，武文斌*，黄奇鹏,高杨杨

（河南工业大学粮油机械研究所，郑州 450001）

现代化的企业管理尤其是物流行业的企业管理大多通过将企业资产、资源以及业务进行集中管理，实现信息的集成化管理，进而构建企业产品整个产业链的一体化[1]。磨辊生产企业现如今依旧采用较为传统的手工单据的方式进行信息的收集，很难适应现代化制造企业的管理需求。最近几年机械制造行业采用条形码技术实现产品的物流管理，但是磨辊产品因为其工作场所的特殊性，使得条形码技术的推广更加困难。因此需要建立实时的数据信息采集系统，将磨辊产品的生产、使用以及后期的维护管理信息统一整合，这样就能实现磨辊信息监控管理[2]。射频识别（RFID）技术现已在物流行业中广泛地采纳，RFID标签内部与商品识别码相对应的编码信息能够储存磨辊产品的各类信息，同时通过无线接触识别的方式进行信息传输，同时能够借助Web网络实现磨辊产品信息的在线管理[3]。例如讯鹏科技有限公司建立的工厂生产管理条码追溯系统，实现了工厂产品工艺管理以及生产过程管控，通过RFID数据采集系统实现了制造企业的信息化升级[4]。为此，本文主要设计了基于射频识别技术的磨辊信息化管理系统。

1 磨辊企业产品管理现状

经过调查分析可知，目前国内的磨辊生产企业产品管理过程还未发展到系统性的网络化管理，较多的采用传统的纸质化或简单的ERP产品管理模式[5]，较多的磨辊制造企业进行信息管理的方式主要存在以下几个方面的问题：①沿用以往的基于表格文本的手工登记方式，这种数据采集登记方式效率低、易出错；②缺乏有效的信息共享模式，磨辊产品的上下游企业之间无法进行供求信息的交换，很容易导致磨辊生产企业产品库存偏高或者偏低，影响企业经济效益；③产品在生产的过程中往往存在较大的数据信息处理量，很容易造成产品数据的丢失，数据的处理效率降低，而且不容易进行产品数据信息的查找；④磨辊产品在使用过程中所产生的系列信息也不能及时登记。同时信息的收集不能很好进行，使得磨辊产品数据不能及时进行更新，进而影响到磨辊产品以及磨粉机系列产品的更新换代[6]。伴随着网络化的快速发展，磨辊企业的产品管理模式必然朝着系统化以及信息化方向发展。

为了解决上述问题，需要针对性的研发面向磨辊生产、使用以及维护过程的信息服务平台，为磨辊产品的生产企业、使用企业以及维护单位等开展产品信息化管理提供数据支撑，进而确保磨辊产品能够尽可能多地发挥价值[7]，提高磨辊生产、使用及维护保养的信息化管理水平。

2 基于RFID技术的磨辊信息管理模型

根据磨辊的整个产业链分析结果可知，信息化磨辊产品的业务包含诸多领域以及环节，结合磨辊的特点包括从磨辊的生产、使用到后期的维护保养。在对磨辊产品进行信息追溯的过程中，主要从三个阶段进行信息追溯：①RFID标签还未安装前的信息追溯，也即磨辊生产企业内部各道生产工序以及产品工艺、产品基本数据信息的追溯登记；②标签安装后的磨辊产品信息追溯，涉及到磨辊在面粉厂使用信息的追溯过程；③磨辊在使用后期经由磨辊维修工厂的维修处理后的信息追溯。

通过上述信息追溯可以明确地找到信息化磨辊产品相对应的产品信息、使用以及维护保养等相关信息，进而获取到信息化磨辊产品整个生命周期内包含的所有信息。同时通过构建磨辊产品的信息模型后就能有针对性地进行数据库设计，提升磨辊信息化管理工作效率[8]。磨辊信息管理模型如图1。

图1 磨辊信息管理模型

3 信息化管理系统实现

3.1 RFID系统结构体系

磨辊产品管理系统的结构体系可以从物理层、数据信息采集层、数据交换以及服务层、信息管理层四个方面进行描述，如图2所示。

图2 磨辊产品管理系统结构体系图

其中，物理层主要进行标签的安装以及产品数据信息的初始化操作；数据信息采集层主要进行磨辊产品在出厂过程中的识别以及数据采集，通过手持机批量处理磨辊产品信息，输入磨辊产品的物流信息以及使用状态信息等；数据交换以及服务层主要进行数据的转换以及存储，同时进行产品指令的下发；信息管理层主要进行管理系统数据信息的更改以及查询等操作，同时实现产品使用相关数据的分析[9]。

3.2 RFID系统硬件构成

一个完整的RFID系统如图3所示：

图3 基于RFID技术的仓库管理系统

系统硬件构成如上图3所示，磨辊产品管理系统运行的基础是硬件，同时又是软件运行的重要载体。其中最主要的硬件设备是电子标签与读写器，两者同时出现在磨辊产品管理过程。

根据磨辊产品的尺寸规格以及实际使用环境，采用如图4所示螺纹标签。因为磨辊产品属于金属材料，因此选用抗金属类型的螺纹电子标签，颜色为黑色，采用陶瓷、银以及特殊塑料封装制成。

图4 螺纹标签实物图

螺纹电子标签使用寿命主要取决于使用环境以及使用方式。此时使用的螺纹电子标签耐受温度范围为：-30～85℃，能够在磨辊产品的使用环境下正常运行。

RFID固定读写器是系统开发过程中的核心硬件设备，这一读写器主要应用到计算机端的标签初始化过程中，通过RFID固定读写器实现磨辊安装电子标签信息的初始化以及序列编码，同时记录初始化标签数量以及磨辊产品数量。磨辊产品管理系统设计与研究过程中，RFID手持机在磨辊产品信息绑定、产品数据盘点、磨辊产品出入库管理以及磨辊产品维护信息更新等过程中起到不可或缺的作用。

3.3 软件应用

在企业业务量不断增长的过程中必然会产生较大的数据量，同时有关磨辊使用的数据信息存储周期相对较长，对系统的数据库安全性以及业务响应方面的需求更加严格。因此在进行系统软件开发的过程中必须首先满足以上需求，同时确保系统日志数据能够长时间存储；确保系统的维护以及使用更加便利，同时在进行软件开发的过程中严格遵循国家的相应标准，提供系统软件的功能扩展接口[10]。系统需求分析之后提出了B/S（浏览器/服务器）以及C/S（客户端/服务器）两种结构体系相结合的三层应用结构。能够大大提高系统开发人员在系统升级及维护方面的便利性，大大减少人力及物力上的支出。

4 系统应用效果分析

基于RFID技术的管理系统已经较好的应用到食品溯源以及物流管理领域中，取得了较好的应用效果。通过对现有RFID管理系统进行分析，相比于传统的ERP数据管理系统明显有以下几个方面的效果。

（1）磨辊产品物流管理体系各个环节进行了整合，通过数据采集方案的应用科学合理的对物流环节进行了追踪，信息获取更加及时，基本实现现场同步数据获取，信息获取率提高90%以上。

（2）信息的获取相比以往更加真实透明，信息从磨辊生产开始进行数据编码，同时在产品流通以及使用过程中信息即时得到上传，信息准确度相比以往有了很大的提升。

（3）实现磨辊产品质量追溯以及使用过程的有效结合，磨辊产品在使用过程中出现任何的质量问题都能进行产品信息溯源分析，进而获取磨辊质量信息以及使用信息。

5 总结

以磨粉机磨辊生产企业为背景，结合到企业对于磨辊产品的信息化管理需求，同时采用射频识别技术，从磨辊产品的整个产业链进行分析，实现了磨辊产品的信息化管理。满足了生产企业以及面粉加工企业、磨辊产品维护企业等的信息化需求，同时在一定程度上解决了磨辊产品的质量安全溯源问题，进一步提升了磨辊产品的利用率。该研究结合了磨辊生产与使用企业的实际情况，以提高磨辊资源的使用效率为基本目标，以促进磨辊生产企业信息化建设为目的，针对当前磨辊生产企业建设有一定的实际意义，后续的研究工作重点解决磨辊资源管理过程中的身份验证以及使用监控等问题。