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基于RFID的智能自動化生產線過程管理
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摘要: 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 ,、存儲更多的數據,、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,,惠企物聯科技根據生產線的具體應用,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。
Abstract:
Key words :

       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 、存儲更多的數據,、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,惠企物聯科技根據生產線的具體應用,,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 在生產品和生產線運轉狀態(tài),系統(tǒng)主要由流水線,、RFID 數據采集系統(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,,并將數據上傳到系統(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:

      工位出現在制品堆積時,?為Nmax,,對某個工位堆積在制品數量的判斷 ,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)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量;N(讀寫器2)為經過讀寫器2的再生產的產品數量,;N(讀寫器1)為經過讀寫器2的再生產的產品數量,。

  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 標簽數據 ,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 ,根據在生產品的制造要求 ,確定工序數量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 數據采集系統(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.

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