基于MES的監(jiān)獄智慧車間產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)研究

摘 要：打造基于MES的監(jiān)獄智慧車間產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)，并且運(yùn)用RFID射頻技術(shù)進(jìn)行輔助，實現(xiàn)監(jiān)獄車間生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實時性與透明性，契合司法部建設(shè)智慧監(jiān)獄的號召和目前監(jiān)獄生產(chǎn)的要求，有利于促進(jìn)監(jiān)獄生產(chǎn)車間智慧變革，滿足監(jiān)獄的生產(chǎn)與改造雙需求。同時，監(jiān)獄人民警察能夠及時掌握設(shè)備使用情況以及罪犯的生產(chǎn)進(jìn)度和勞動改造動態(tài)，大大改善勞動生產(chǎn)車間的管理，完善勞動改造產(chǎn)品的評估，促進(jìn)服刑人員改造質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：智慧監(jiān)獄；MES；RFID；產(chǎn)品追蹤；車間管理

中圖分類號：D926.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）23-0022-04

Abstract： This paper proposes to create a MES-based prison smart workshop product tracking system， and use RFID radio frequency technology to assist to achieve real-time and transparency of prison workshop production process data， which meets the Ministry of Justice's call to build a smart prison and the current requirements of prison production， helps to promote the smart reform of prison production workshop， and meets the dual needs of prison production and transformation. At the same time， the prison people's police can timely keep abreast of the use of equipment， the production progress of criminals and the dynamics of labor reform， greatly improve the management of the labor workshop， improve the evaluation of labor reform products， and promote the improvement of the quality of the reform of prisoners.

Keywords： smart prison; MES; RFID; product tracking; workshop management

國家刑罰執(zhí)行機(jī)關(guān)，即監(jiān)獄，承擔(dān)著對罪犯進(jìn)行懲罰和矯正的功能，監(jiān)獄內(nèi)的勞動生產(chǎn)活動是對罪犯改造力度和改造作用最大的活動。本課題的研究，是在司法部進(jìn)行“智慧監(jiān)獄”與“數(shù)字法治、智慧司法”信息化體系建設(shè)的背景下，將MES（Manufacturing Execution System）技術(shù)和RFID（Radio Frequency Identification）射頻技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)獄生產(chǎn)現(xiàn)場，大大提高勞動改造領(lǐng)域的信息化程度和監(jiān)獄生產(chǎn)車間的科學(xué)性與規(guī)范性，促進(jìn)服刑人員改造質(zhì)量的提高，為打造監(jiān)獄智慧生產(chǎn)車間奠定基礎(chǔ)。

1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

我國監(jiān)獄勞動生產(chǎn)車間多年來采用的傳統(tǒng)生產(chǎn)過程存在智能化程度低的特點，即生產(chǎn)物品信息無法及時更新與追蹤、監(jiān)獄人民警察無法對生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控與管理、產(chǎn)品質(zhì)量溯源難等?；贛ES的產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)充分運(yùn)用RFID的技術(shù)優(yōu)勢，旨在實現(xiàn)生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)與產(chǎn)品的實時綁定、實時追蹤，以掌握服刑人員勞動生產(chǎn)改造情況，保障獄內(nèi)生產(chǎn)的有序高效運(yùn)行[1]。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 MES系統(tǒng)

MES，也就是制造執(zhí)行系統(tǒng)，它是處于企業(yè)上層生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)（MRPII/ERP）與底層的工業(yè)控制之間的，針對車間級別的實時管理信息系統(tǒng)。MES強(qiáng)調(diào)計劃的執(zhí)行，建立了項目管理和底層控制的聯(lián)系，彌補(bǔ)了二者之間的差距[2]。MES系統(tǒng)的功能構(gòu)成被科學(xué)地劃分成 11個模塊，分別是資源管理、工序管理、單元管理、生產(chǎn)跟蹤、性能分析、文檔管理、人力資源管理、設(shè)備維護(hù)管理、過程管理、質(zhì)量管理和數(shù)據(jù)采集，并且指出如果有一個或幾個功能模塊，也可以歸入MES系列的功能產(chǎn)品。

在監(jiān)獄生產(chǎn)車間運(yùn)用MES系統(tǒng)，可幫助監(jiān)獄企業(yè)制定合理有效的生產(chǎn)計劃并根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)整生產(chǎn)計劃，實現(xiàn)獄警對每位服刑人員的生產(chǎn)過程動態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確有效的監(jiān)督控制，使服刑人員在監(jiān)獄生產(chǎn)車間中勞動改造過程透明化。

2.2 RFID射頻技術(shù)

RFID是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，其通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取實時數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID具有讀取速度快、抗污染、標(biāo)簽可重復(fù)利用、數(shù)據(jù)記憶容量大和多標(biāo)簽可同時讀取等優(yōu)點。典型的射頻識別系統(tǒng)通常包括RFID電子標(biāo)簽（Tag）、RFID讀寫器（識讀器、閱讀器）、天線和計算機(jī)系統(tǒng)等。在RFID系統(tǒng)的應(yīng)用中，標(biāo)簽附著在待識別物體上，一旦被識別對象進(jìn)入可識讀范圍，讀寫器就會以自動非接觸的方式將約定的信息從標(biāo)簽中讀取出來，實現(xiàn)對物品的自動識別或?qū)ξ锲纷R別信息的自動采集[3]。

MES系統(tǒng)與RFID射頻技術(shù)的結(jié)合，使數(shù)據(jù)信息實時更新采集、產(chǎn)品追蹤、生產(chǎn)過程追溯及設(shè)備和人員的隨時監(jiān)控成為可能，大大降低監(jiān)獄民警的工作壓力，提升監(jiān)獄生產(chǎn)治理能力現(xiàn)代化。

3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

3.1 產(chǎn)品追蹤管理流程

產(chǎn)品追蹤管理流程圖如圖1所示。根據(jù)監(jiān)獄車間的生產(chǎn)過程，對生產(chǎn)過程進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計，將生產(chǎn)劃分為生產(chǎn)物料、生產(chǎn)加工、成品入庫3個階段。通常情況下，部分基礎(chǔ)信息是由ERP上層系統(tǒng)提供，通過MES傳達(dá)。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)領(lǐng)料單、開料單和特定的生產(chǎn)狀況，利用RFID電子標(biāo)簽對3個階段的基礎(chǔ)信息進(jìn)行集成和采集，將工序作為一個追蹤節(jié)點，實時地獲取質(zhì)量信息和產(chǎn)品狀態(tài)信息，并將所收集到的全部數(shù)據(jù)存入MES數(shù)據(jù)庫，再由產(chǎn)品追蹤管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理整合，提取車間生產(chǎn)信息并實時更新展示。跟蹤管理系統(tǒng)有效實現(xiàn)了產(chǎn)品狀態(tài)信息跟蹤、質(zhì)量信息跟蹤以及生產(chǎn)信息實時展示，能夠協(xié)助監(jiān)獄車間進(jìn)行智慧化發(fā)展[4]。

3.2 RFID數(shù)據(jù)信息采集過程

RFID數(shù)據(jù)信息采集過程的實現(xiàn)主要為服刑人員在生產(chǎn)車間內(nèi)通過RFID刷卡信息的無線傳輸反饋實現(xiàn)對工單、物料、產(chǎn)品等信息的實時信息采集，并通過刷每位服刑人員獨有的生產(chǎn)卡，實現(xiàn)對自身的信息采集。具體流程圖如圖2所示[5]。

4 系統(tǒng)功能及特點

4.1 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要功能由以下3部分組成。

1）生產(chǎn)產(chǎn)品追蹤。其生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)均被保存在RFID電子標(biāo)簽中，通過隨時監(jiān)控工件的位置和狀況，來獲取每個產(chǎn)品的歷史記錄，此記錄向上可追溯到材料部分，向后可追蹤至最5DeCLq7q8FAgHWN/ktxDew==終成品。

主要包含產(chǎn)品狀態(tài)追蹤、生產(chǎn)信息展示和質(zhì)量信息追蹤。其信息數(shù)據(jù)均被保存在RFID電子標(biāo)簽中，具有可追溯性。

2）生產(chǎn)過程管理。通過將RFID電子標(biāo)簽采集的數(shù)據(jù)展示在LED看板上，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的閉環(huán)可視化控制，指導(dǎo)監(jiān)獄生產(chǎn)車間工作流程，提高加工效率和質(zhì)量。

3）生產(chǎn)人員監(jiān)控。按照系統(tǒng)提供的實時更新的服刑人員狀態(tài)信息數(shù)據(jù)（包括姓名、性別、監(jiān)區(qū)、編號、工時的參與率等）使監(jiān)獄生產(chǎn)制造過程和生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)透明化，監(jiān)獄民警能夠及時掌握設(shè)備使用情況和罪犯的生產(chǎn)進(jìn)度和動態(tài)。

4.2 系統(tǒng)特點

1）透明化程度高。生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)均被保存在RFID電子標(biāo)簽中并展示在LED看板上，監(jiān)獄民警能夠及時掌握設(shè)備使用情況和罪犯的生產(chǎn)進(jìn)度和動態(tài)。

2）適應(yīng)性強(qiáng)。MES系統(tǒng)所具備的多種功能與RFID電子標(biāo)簽環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、可重復(fù)利用等特點，決定了該系統(tǒng)可普遍適應(yīng)監(jiān)獄實際生產(chǎn)的需要。

3）安全性高。RFID射頻技術(shù)取代手工記錄方式，節(jié)省人力且減少人員聚集帶來的安全隱患；監(jiān)獄民警遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)改造實時數(shù)據(jù)，使生產(chǎn)過程更加科學(xué)的同時，也在一定程度上保護(hù)了監(jiān)獄民警的人身安全，減小了其工作壓力。

4）生產(chǎn)勞動現(xiàn)場友好。系統(tǒng)實時展示功能使監(jiān)獄民警可以及時發(fā)現(xiàn)問題，并在生產(chǎn)現(xiàn)場采取相應(yīng)措施，將問題遏制在萌芽狀態(tài)或及時解決，使勞動現(xiàn)場始終處于可控的狀態(tài)。

5 系統(tǒng)重要性與現(xiàn)實意義

5.1 系統(tǒng)重要性

本系統(tǒng)在監(jiān)獄智慧車間的投入使用與罪犯勞動改造本身是密切聯(lián)系、相互促進(jìn)的。

5.1.1 實現(xiàn)實踐經(jīng)驗與改造理論辯證統(tǒng)一

1）系統(tǒng)實際運(yùn)用檢驗并發(fā)展了勞動改造理論。罪犯勞動改造的基本理念與觀點為本系統(tǒng)在監(jiān)獄智慧車間的投入使用提供了理論依據(jù)。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)投入使用的實踐中，得以檢驗基本理論的科學(xué)性。若檢驗成功，就證明所運(yùn)用的勞動改造理論符合監(jiān)獄實際生產(chǎn)實際，即系統(tǒng)符合實際、具有科學(xué)性；若檢驗失敗，在系統(tǒng)投入使用的過程中出現(xiàn)了錯誤與偏差，則說明其運(yùn)用的某些理論不符合實際，需要加以更新修正。在這個意義上，系統(tǒng)的實際運(yùn)用是推進(jìn)勞動改造理論豐富發(fā)展的根本動力。

2）勞動改造理論引導(dǎo)系統(tǒng)的糾錯與更新。在生產(chǎn)過程中，除了對實踐進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)外，更重要的是批判性的反思和修訂規(guī)范，對實踐活動、實踐經(jīng)驗和實際結(jié)果進(jìn)行理想化的映射，即運(yùn)用勞動改造理論的時代性、體系性全面地關(guān)照系統(tǒng)的實際運(yùn)用，并引導(dǎo)我們根據(jù)實際生產(chǎn)情況對系統(tǒng)進(jìn)行更新。

5.1.2 本系統(tǒng)的實際運(yùn)用促進(jìn)了勞動生產(chǎn)改造現(xiàn)場智能化

本系統(tǒng)可實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場的精細(xì)化管理，包括跟著實時監(jiān)控生產(chǎn)狀況、及時反饋生產(chǎn)實績，同時實時收集質(zhì)量數(shù)據(jù)、檢測質(zhì)量狀況，使監(jiān)獄生產(chǎn)制造過程和生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)透明化，即可監(jiān)督罪犯的生產(chǎn)改造過程。罪犯在生產(chǎn)中的生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，監(jiān)獄民警都可以實時掌握，大大降低了罪犯在勞動生產(chǎn)中的懈怠生產(chǎn)、粗略生產(chǎn)、代替生產(chǎn)等現(xiàn)象，促進(jìn)了勞動生產(chǎn)改造現(xiàn)場智能化。

5.1.3 本系統(tǒng)的實際運(yùn)用在一定程度上保障了監(jiān)獄服刑人員在勞動改造中的權(quán)利

1）受教育權(quán)。本系統(tǒng)為罪犯提供了良好的生產(chǎn)環(huán)境，MES系統(tǒng)接收ERP系統(tǒng)導(dǎo)入的生產(chǎn)數(shù)據(jù)形成生產(chǎn)任務(wù)，使自動調(diào)度、自動派工成為可能；提前儲存在RFID電子標(biāo)簽中的生產(chǎn)任務(wù)與生產(chǎn)步驟促使罪犯在一遍遍的勞動生產(chǎn)中習(xí)得勞動技能，在潛移默化中掌握了勞動生產(chǎn)的理論。除此之外，罪犯勞動生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)透明性與可追溯性也為監(jiān)獄人民警察的教育改造罪犯，實行因人施教、分類教育提供了依據(jù)。

2）勞動報酬權(quán)。監(jiān)獄服刑人員在勞動改造過程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)數(shù)量、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)合格率等都被儲存在RFID電子標(biāo)簽中最終整合到MES數(shù)據(jù)庫，使服刑人員勞動報酬的發(fā)放有據(jù)可依。

3）勞動安全權(quán)。RFID射頻技術(shù)取代手工記錄方式，節(jié)省人力且減少服刑人員聚集帶來的安全隱患；實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)反映在LED看板上，監(jiān)獄民警可實時監(jiān)測生產(chǎn)異常情況，并及時干預(yù)；系統(tǒng)工序流程和生產(chǎn)強(qiáng)度符合安全生產(chǎn)的要求，且數(shù)據(jù)庫的不斷豐富更新使監(jiān)獄車間新一輪的生產(chǎn)發(fā)揚(yáng)前一次生產(chǎn)的優(yōu)點、規(guī)避生產(chǎn)中可能存在的風(fēng)險，大大增加了生產(chǎn)的安全性。

5.2 系統(tǒng)現(xiàn)實意義

5.2.1 為監(jiān)獄生產(chǎn)車間提供智慧變革方案，建設(shè)智慧監(jiān)獄

2019年1月，司法部召開“智慧監(jiān)獄”建設(shè)工作推進(jìn)會，會議強(qiáng)調(diào)，智慧監(jiān)獄是“數(shù)字法治、智慧司法”信息化體系建設(shè)中不可或缺的重要組成部分[6]。本系統(tǒng)是在積極響應(yīng)司法部建設(shè)“智慧監(jiān)獄”的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，目前監(jiān)獄的生產(chǎn)車間大多只在生產(chǎn)技術(shù)上有所提高，例如運(yùn)用智能設(shè)備進(jìn)行流水線工作、在以往純?nèi)肆Φ幕A(chǔ)上增加機(jī)器智能生產(chǎn)等，但少有一套智慧車間制造系統(tǒng)既可以滿足監(jiān)獄對罪犯生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行追蹤、質(zhì)量檢測，又可以實時地得到生產(chǎn)數(shù)據(jù)、使罪犯的勞動狀態(tài)數(shù)據(jù)化、可視化、透明化。通過搭建有監(jiān)獄特色的智慧車間產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)，為不斷完善、豐富、創(chuàng)新“智慧監(jiān)獄”的建設(shè)打下基礎(chǔ)。

5.2.2 促進(jìn)監(jiān)獄企業(yè)勞動生產(chǎn)能力現(xiàn)代化

第一，實現(xiàn)了對罪犯生產(chǎn)信息的自動采集與處理，解決了車間信息傳遞斷層的問題。

第二，實現(xiàn)了車間生產(chǎn)狀態(tài)的實時可視化監(jiān)控，加快了監(jiān)獄企業(yè)對市場變化的反應(yīng)力。

第三，工時產(chǎn)量報表的自動生成、產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性提高了監(jiān)獄企業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)約、降低了生產(chǎn)成本。

綜上，本系統(tǒng)不僅為監(jiān)獄企業(yè)車間提供了基礎(chǔ)的信息支撐和生產(chǎn)系統(tǒng)管理功能，而且實現(xiàn)了車間的智能化生產(chǎn)與監(jiān)控，進(jìn)一步提升了整個監(jiān)獄企業(yè)的信息化智能化水平。

5.2.3 提高罪犯的勞動效率， 促進(jìn)改造質(zhì)量的提高

監(jiān)獄作為刑罰執(zhí)行機(jī)關(guān)，其堅持“懲罰與改造相結(jié)合，以改造人為宗旨”的工作方針，不斷創(chuàng)新改造方式方法，提升改造質(zhì)量，旨在努力把罪犯改造成不再犯罪的守法公民，不斷滿足人民群眾對幸福感、安全感的更高需要。

第一，促進(jìn)罪犯獲得技能。本系統(tǒng)可以根據(jù)服刑人員的性格特點“對癥下藥”，凸顯“因材施教”原則，有目的、有計劃地培養(yǎng)其勞動技能。監(jiān)獄民警可以結(jié)合罪犯教育日，制作并分發(fā)各崗位工作說明書、開展崗位培訓(xùn)，并鼓勵各崗位服刑人員在擁有一定工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對崗位說明書進(jìn)行豐富補(bǔ)充，允許不適應(yīng)的服刑人員在符合規(guī)定的情況下互相換崗。

第二，改造罪犯不良思想。本系統(tǒng)將一套完整的生產(chǎn)流程分為多個工序安排給罪犯，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果，包括每條生產(chǎn)流水線的產(chǎn)品合格率、生產(chǎn)效率、出錯工序及其加工人員等展示在LED顯示屏上，這意味著最終生產(chǎn)出的物品是由多名罪犯共同加工而成的，他們的各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)都會被展示出來并作為發(fā)放獎勵與報酬的依據(jù)。這在一定程度上使罪犯在勞動中增強(qiáng)勞動觀念，端正勞動態(tài)度，在勞動中培養(yǎng)集體意識、協(xié)作意識、社會的責(zé)任感和義務(wù)感，又通過勞動創(chuàng)造物質(zhì)財富，以實際行動對社會表示補(bǔ)償和贖罪，從思想到行為實現(xiàn)高水準(zhǔn)的重新社會化[7]。

第三，促進(jìn)罪犯再社會化。本系統(tǒng)不僅可以幫助提高罪犯的勞動技能訓(xùn)練，而且還注重罪犯勞動態(tài)度、勞動習(xí)慣和勞動價值觀的養(yǎng)成。旨在通過技能和思想兩方面的改造，使罪犯掌握生存技能，為他們在出獄后成為合格的、有獨立生活能力的社會人且不致有再犯罪的危險提供了最大程度的支持，這也是對監(jiān)獄改造效果的一種檢驗。

5.2.4 兼顧生產(chǎn)和改造雙需求，解放警力，提升效能

對于一線監(jiān)獄人民警察而言，其不僅要負(fù)責(zé)罪犯的日常生活管理、促進(jìn)他們思想的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)監(jiān)獄的改造功能；同時，還要負(fù)責(zé)組織和管理生產(chǎn)勞動，使罪犯能夠有效實現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)，實現(xiàn)監(jiān)獄的生產(chǎn)功能。在這一理念的指導(dǎo)下，監(jiān)獄人民警察的工作十分復(fù)雜繁重，導(dǎo)致改造與生產(chǎn)雙需求難以兼顧。本系統(tǒng)可以在保證服刑人員的改造質(zhì)量的基礎(chǔ)上，兼顧監(jiān)獄的生產(chǎn)需求。在透明化生產(chǎn)、實時信息收集的背景下，減輕監(jiān)獄人民警察的工作壓力，做到解放警力。

6 結(jié)束語

本項目打造基于MES的監(jiān)獄智慧車間產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)，并且運(yùn)用RFID射頻技術(shù)輔助，使監(jiān)獄民警能夠及時掌握設(shè)備使用情況和罪犯實時勞動生產(chǎn)進(jìn)度，促進(jìn)服刑人員改造質(zhì)量的提高。同時實現(xiàn)了監(jiān)獄車間生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的實時性與透明性，契合了司法部建設(shè)智慧監(jiān)獄的號召和目前監(jiān)獄生產(chǎn)的要求，滿足監(jiān)獄的生產(chǎn)與改造雙需求，對監(jiān)獄生產(chǎn)車間智慧變革具有一定的借鑒意義。

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基金項目：2023年中央司法警官學(xué)院國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（202311903017）

*通信作者：杜婉音（1981-），女，碩士，副教授。研究方向為管理學(xué)理論。