RFID智能自動化生產線過程管理方案

　　1、系統(tǒng)背景

　　在離散生產制造行業(yè)中.，相對目前被廣泛使用的條碼技術而言 ,RFID 標簽具有本質上的優(yōu)勢. RFID標簽的優(yōu)勢包括 : 可無線遠距離讀寫 ,可穿透性讀寫 ,可在高速移動的狀態(tài)下讀寫 、存儲更多的數(shù)據(jù)、可在惡劣的環(huán)境下使用等。因此 ,RFID 技術不只是條碼技術的簡單替換 ,它在離散制造業(yè)中的應用將改變離散制造企業(yè)的生產經營方式 . 目前 ,RFID 技術已經開始應用于離散制造行業(yè)的供應鏈管理 、倉庫管理 、物料管理等。目前 RFID 技術在離散制造業(yè)生產線上的應用還沒有比較通用的案例，惠企物聯(lián)科技根據(jù)生產線的具體應用，研究了 RFID 技術在生產控制中的應用 ，生產線可視化管理，生產過程控制中的應用。

　　2、生產線可視化

　　生產線的可視化是使企業(yè)管理層能夠實時地發(fā)現(xiàn) 在生產品和生產線運轉狀態(tài)，系統(tǒng)主要由流水線、RFID 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、在制品和工位幾個部分組成。

　　在生產品在流水線上移動 ,到達工位后由工人取下再生產品進行零配件組裝 ,完成后再放回流水線,直到完成所有工序 。系統(tǒng)主要包括兩個固定 RFID 讀寫器。 每個在生產品都加上 RFID標簽。

　　系統(tǒng)流程：當帶有 RFID 標簽的在生產品，以先后順序經過讀寫器 1 和讀寫器 2 時 ,讀寫器將讀取產品上的標簽信息，并將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)上位機。進而判斷在生產品的完成情況及各個工位的運轉情況。

　　3、生產線監(jiān)測：

　　工位超時 ：

　　生產線監(jiān)測是通過對工位的監(jiān)測 ,判斷整條流水線是否運轉正常?

　　在生產品在工位逗留時間過長?可判斷為工位異常。假設在生產品在某工位允許的最長逗留時間為Tmaxi, 則判斷工位異常的公式如下：

　　如果 T(讀寫器2)- T(讀寫器1) < Tmaxi, 則在生產品逗留時間不超時;

　　如果 T(讀寫器2)- T(讀寫器1) > Tmaxi, 則在生產品逗留時間超時;

　　當在生產品經過讀寫器天線 1 , 而沒有經過讀寫器天線 2 時 ，說明該標簽綁定的產品生產時間超長太多。系統(tǒng)會根據(jù)提前設定的時間，進行比較并報警提示。 式中T(讀寫器2)，T(讀寫器1)為讀寫器天線 2 和天線 1 的 2次讀寫同一標簽發(fā)生的時間。

　　工位壓貨：

　　工位出現(xiàn)在制品堆積時?為Nmax，對某個工位堆積在制品數(shù)量的判斷 ,依賴于查找表 1 所構成的工位操作歷史表 ,其查找過程如下 :

　　當通過N(讀寫器2)-N(讀寫器1)<nmax時，則該工位沒有壓貨;< p="" nmax時，則該工位沒有壓貨;<="">

　　當通過 N(讀寫器2)-N(讀寫器1)>Nmax ，則該工位壓貨。系統(tǒng)會根據(jù)提前設定的時間，進行比較并報警提示。

　　Nmax為某工位允許堆積的在生產品最大數(shù)量;N(讀寫器2)為經過讀寫器2的再生產的產品數(shù)量;N(讀寫器1)為經過讀寫器2的再生產的產品數(shù)量。

　　4、在生產品監(jiān)測.

　　在生產品監(jiān)測是通過實時地獲取在生產品上 RFID 標簽數(shù)據(jù) ,以判斷在制品所處的工位及已經完成 的工序. 假設某生產品 生產線中有 N(所有) 道工序 , 則在生產品生產狀態(tài)的監(jiān)測方式如下：

　　1、 在生產品上線時 ,根據(jù)在生產品的制造要求 ,確定工序數(shù)量N(所有),并確定工位順序(123...n) , 生成一個二進制代碼 ,使其從最低位開始順序代表其經過的工位的完成狀態(tài) ,完成為1 ,未完成為 0. 在在制品上線時 ,其初始值為 0.

　　2、 把該代碼寫入 RFID 標簽并和在生產品綁定.

　　3、 在生產品每完成一次工序并離開工位時 ,修改相應位代碼.

　　4 、 讀取 RFID 標簽相應代碼 ,就可以確定已經完成的工序和正在完成的工序.

　　5、生產過程控制

　　技術原理

　　生產過程控制的目標是根據(jù)在生產品信息 ,靜態(tài)或動態(tài)地確定在生產品組裝路線和組裝方式 ,其基本原理 是 :實時檢測到在生產品信息后 ,根據(jù)控制系統(tǒng)設定的組裝路線和組裝方式 ,生成路徑選擇指令和組裝提示. 系統(tǒng)主要由 RFID 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 、工位控制器 、看板和路徑選擇執(zhí)行機構組成.

　　在制品的組裝路線既可以是上線之前制定的靜態(tài)路線 ,也可以是上線后臨時改變的動態(tài)路線.本系統(tǒng)采用“虛擬生產線”的概念 ,給每一個在生產品分配一個虛擬生產線。組裝路線

　　控制算法如下

　　步驟 1 　根據(jù)在生產品的組裝要求 ,生成虛擬生線。

　　步驟 2 　將 RFID 標簽中的在生產品代碼和虛擬生產線綁定 ,然后將標簽和在生產品綁定 .

　　步驟 3 　當在生產品進行多徑選擇時 ,讀寫器讀取標簽中的在生產品代碼 ,并根據(jù)虛擬生產線中的信息 ,確定下一個工位。該算法的優(yōu)點是 ,當需要對在生產品的制造工序進行改變時 ,只需更改控制器中存儲的虛擬生產線和工位關系 ,便于組裝路徑動態(tài)控制.

　　組裝方式控制算法如下

　　步驟 1 　根據(jù)在生產品組裝要求 ,生成組裝指令表.

　　步驟 2 　讀取 RFID 標簽中的在生產品代碼和工序代碼 ,查找組裝指令表.

　　步驟 3 　在看板中發(fā)布組裝指令 ,指導生產.