一、系統(tǒng)背景

    在離散生產(chǎn)制造行業(yè)中，相對目前被廣泛使用的條碼技術(shù)而言，RFID標(biāo)簽具有本質(zhì)上的優(yōu)勢。RFID標(biāo)簽的優(yōu)勢包括：可無線遠(yuǎn)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(shù)不只是條碼技術(shù)的簡單替換，它在離散制造業(yè)中的應(yīng)用將改變離散制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營方式。目前，RFID技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于離散制造行業(yè)的供應(yīng)鏈管理、倉庫管理、物料管理等。目前RFID技術(shù)在離散制造業(yè)生產(chǎn)線上的應(yīng)用還沒有比較通用的案例，晨控智能根據(jù)生產(chǎn)線的具體應(yīng)用，研究了RFID技術(shù)在生產(chǎn)控制中的應(yīng)用，生產(chǎn)線可視化管理，生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用。

二、生產(chǎn)線可視化

    生線的可視化是使企業(yè)管理層能夠?qū)崟r地發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)品和生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)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(chǎn)品在流水線上移動,到達(dá)工位后由工人取下再生產(chǎn)品進(jìn)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(chǎn)品都加上RFID標(biāo)簽。

　　系統(tǒng)流程：當(dāng)帶有RFID標(biāo)簽的在生產(chǎn)品，以先后順序經(jīng)過讀寫器1和讀寫器2時,讀寫器將讀取產(chǎn)品上的標(biāo)簽信息，并將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)上位機。進(jìn)而判斷在生產(chǎn)品的完成情況及各個工位的運轉(zhuǎn)情況。

三、生產(chǎn)線監(jiān)測：

1、工位超時：

　　生產(chǎn)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(zhuǎn)正常。

　　在生產(chǎn)品在工位逗留時間過長，可判斷為工位異常。假設(shè)在生產(chǎn)品在某工位允許的長逗留時間為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(chǎn)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(chǎn)品逗留時間超時；

　　當(dāng)在生產(chǎn)品經(jīng)過讀寫器天線1，而沒有經(jīng)過讀寫器天線2時，說明該標(biāo)簽綁定的產(chǎn)品生產(chǎn)時間超長太多。系統(tǒng)會根據(jù)提前設(shè)定的時間，進(jìn)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(biāo)簽發(fā)生的時間。

2、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(gòu)成的工位操作歷史表,其查找過程如下：

　　當(dāng)通過N(讀寫器2）-N（讀寫器1）

　　當(dāng)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(shè)定的時間，進(jìn)行比較并報警提示。

　　Nmax為某工位允許堆積的在生產(chǎn)品大數(shù)量；N(讀寫器2）為經(jīng)過讀寫器2的再生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量；N（讀寫器1）為經(jīng)過讀寫器2的再生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量。

四、在生產(chǎn)品監(jiān)測

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

　　1、在生產(chǎn)品上線時，根據(jù)在生產(chǎn)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(jìn)制代碼，使其從低位開始順序代表其經(jīng)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(biāo)簽并和在生產(chǎn)品綁定。

　　3、在生產(chǎn)品每完成一次工序并離開工位時，修改相應(yīng)位代碼。

　　4、讀取RFID標(biāo)簽相應(yīng)代碼，就可以確定已經(jīng)完成的工序和正在完成的工序。

　　5、生產(chǎn)過程控制。

五、技術(shù)原理

　　生產(chǎn)過程控制的目標(biāo)是根據(jù)在生產(chǎn)品信息，靜態(tài)或動態(tài)地確定在生產(chǎn)品組裝路線和組裝方式，其基本原理是：實時檢測到在生產(chǎn)品信息后，根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)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(gòu)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(chǎn)線”的概念，給每一個在生產(chǎn)品分配一個虛擬生產(chǎn)線。組裝路線控制算法如下：

　　步驟1　根據(jù)在生產(chǎn)品的組裝要求,生成虛擬生線。

　　步驟2　將RFID標(biāo)簽中的在生產(chǎn)品代碼和虛擬生產(chǎn)線綁定，然后將標(biāo)簽和在生產(chǎn)品綁定。

　　步驟3　當(dāng)在生產(chǎn)品進(jìn)行多徑選擇時，讀寫器讀取標(biāo)簽中的在生產(chǎn)品代碼，并根據(jù)虛擬生產(chǎn)線中的信息,確定下一個工位。該算法的優(yōu)點是，當(dāng)需要對在生產(chǎn)品的制造工序進(jìn)行改變時，只需更改控制器中存儲的虛擬生產(chǎn)線和工位關(guān)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(chǎn)品組裝要求，生成組裝指令表。

　　步驟2　讀取RFID標(biāo)簽中的在生產(chǎn)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(dǎo)生產(chǎn)。

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