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RFID智能自动化生产线过程管理方案


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       一、系统背景

  在离散生产制造行业(ye)中,相对目前被广泛使用的条码技术而言,RFID 标签具有本质上的优势。RFID标签的优势包括:可无线远距离读写,可穿透性读写,可在高速移动的状态下读写 、存储更多的数据、可在恶劣的环境下使用等。因此,RFID 技术不只是条码技术的简单替换,它在离散制造业中的应用将改变离散制造企业的生产经营方式。目前 ,RFID 技术已经开始应用于离散制造行业的供应链管理 、仓库管理 、物料管理等。目前 RFID 技术在离散制造业生产线上的应用还没有比较通用的案例,J9九游会AG科技根据生产线的具体应用,研究了 RFID 技术在生产控制中的应用 ,生产线可视化管理,生产过程控制中的应用。

2018-01-21RFID生产线自动化管理1.jpg

RFID自动(dong)化生产线应用原理

   二(er)、生产线可(ke)视化

  生线(xian)的(de)可视化是使(shi)企业管(guan)理层(ceng)能够实时地发现在生产品和生产线(xian)运(yun)转状态,系(xi)统(tong)主要(yao)由流水(shui)线(xian)、RFID 数据采集(ji)系(xi)统(tong) 、在制品和工位几个(ge)部(bu)分组成。

   在生产品(pin)在流水线上移动,到达工位后由工人取下再生产品进行零配件组装,完成后再放回流水线,直到完成所有工序 。系统主要包括两个固定 RFID 读写器。 每个在生产品都加上 RFID标签

  系统流程:当(dang)带(dai)有 RFID 标签的在生产品,以先后顺序经过读写器 1 和读写器 2 时,读写器将读取产品上的标签信息,并将数据上传到系统上位机。进而判断在生产品的完成情况及各个工位的运转情况。

    三、生产线监测

  1、工位超时 :

  生产线监测(ce)是(shi)通过对工位的(de)监测(ce),判断整条流水(shui)线是(shi)否运转正(zheng)常。

  在生(sheng)产品(pin)在工(gong)位逗留(liu)时间过长,可判(pan)断(duan)为工(gong)位异常(chang)(chang)。假设在生(sheng)产品(pin)在某工(gong)位允(yun)许的最长逗留(liu)时间为Tmaxi,则判(pan)断(duan)工(gong)位异常(chang)(chang)的公式如下:

  如(ru)果 T(读(du)写(xie)器2)- T(读(du)写(xie)器1) < Tmaxi,则在生产(chan)品逗留时间不超时;

  如果 T(读写器(qi)2)- T(读写器(qi)1) > Tmaxi, 则在生(sheng)产品逗留时间(jian)超时;

  当(dang)在(zai)生(sheng)产(chan)(chan)品(pin)经(jing)过(guo)读写(xie)器天(tian)线 1 ,而没有经(jing)过(guo)读写(xie)器天(tian)线 2 时(shi) ,说明该(gai)标(biao)签绑(bang)定的(de)产(chan)(chan)品(pin)生(sheng)产(chan)(chan)时(shi)间超长太多(duo)。系统会根据提前设定的(de)时(shi)间,进行比(bi)较并报(bao)警提示。 式中T(读写(xie)器2),T(读写(xie)器1)为读写(xie)器天(tian)线 2 和天(tian)线 1 的(de) 2次读写(xie)同一标(biao)签发生(sheng)的(de)时(shi)间。

   2、工位(wei)压(ya)货:

    工(gong)位(wei)出(chu)现(xian)在制品(pin)堆(dui)积时,为Nmax,对某个工(gong)位(wei)堆(dui)积在制品(pin)数量的(de)判(pan)断(duan),依赖于查(cha)找(zhao)表 1 所构成的(de)工(gong)位(wei)操(cao)作历(li)史表,其(qi)查(cha)找(zhao)过(guo)程如下 :

    当通过N(读(du)写器2)-N(读(du)写器1)<Nmax时,则该工位没有压货(huo);

  当(dang)通过 N(读写(xie)器2)-N(读写(xie)器1)>Nmax ,则该(gai)工位压货。系(xi)统会根据提前设定的时间,进行比较并报警提示。

   Nmax为(wei)某(mou)工(gong)位(wei)允(yun)许堆积的在生产(chan)(chan)品(pin)最大数(shu)量(liang);N(读(du)写(xie)(xie)(xie)器(qi)2)为(wei)经过(guo)读(du)写(xie)(xie)(xie)器(qi)2的再生产(chan)(chan)的产(chan)(chan)品(pin)数(shu)量(liang);N(读(du)写(xie)(xie)(xie)器(qi)1)为(wei)经过(guo)读(du)写(xie)(xie)(xie)器(qi)2的再生产(chan)(chan)的产(chan)(chan)品(pin)数(shu)量(liang)。

   四、在生产品监测(ce)

     在(zai)生产品(pin)(pin)监(jian)测是通过实时(shi)地获取在(zai)生产品(pin)(pin)上(shang) RFID 标签(qian)数据 ,以判(pan)断(duan)在(zai)制品(pin)(pin)所处的(de)(de)工位及已(yi)经完成 的(de)(de)工序。假设某(mou)生产品(pin)(pin)生产线中有 N(所有)道(dao)工序 ,则在(zai)生产品(pin)(pin)生产状(zhuang)态的(de)(de)监(jian)测方式如(ru)下(xia):

  1、 在(zai)生产(chan)品上(shang)线(xian)时 ,根据在(zai)生产(chan)品的(de)制(zhi)造要(yao)求,确定工(gong)序数量N(所有(you)),并确定工(gong)位顺序(123···n) ,生成一个二进(jin)制(zhi)代码,使其从最低(di)位开(kai)始顺序代表其经过的(de)工(gong)位的(de)完成状(zhuang)态,完成为1 ,未完成为 0。在(zai)在(zai)制(zhi)品上(shang)线(xian)时,其初始值(zhi)为 0。

  2、 把(ba)该代(dai)码写入 RFID 标签(qian)并和在生产品绑定。

  3、 在(zai)生产品每完成一次(ci)工序并离开工位(wei)时(shi) ,修改相(xiang)应位(wei)代码(ma)。

  4 、 读(du)取 RFID 标(biao)签(qian)相应代码,就可以确定已经完成的(de)工(gong)序(xu)和正在完成的(de)工(gong)序(xu)。

  5、  生产过程控制。

  五、技术原理

  生产过程控(kong)(kong)制的(de)(de)目标(biao)是根据(ju)在(zai)生产品信息(xi),静(jing)态(tai)或动态(tai)地确定在(zai)生产品组(zu)装路线(xian)和(he)组(zu)装方式(shi),其基本(ben)原理 是:实时检测到(dao)在(zai)生产品信息(xi)后,根据(ju)控(kong)(kong)制系统(tong)(tong)设定的(de)(de)组(zu)装路线(xian)和(he)组(zu)装方式(shi),生成路径选(xuan)择指令和(he)组(zu)装提示。系统(tong)(tong)主要(yao)由 RFID 数据(ju)采集(ji)系统(tong)(tong) 、工位控(kong)(kong)制器 、看板和(he)路径选(xuan)择执(zhi)行机构组(zu)成。

  在制品的(de)组装路(lu)(lu)线(xian)(xian)(xian)既可(ke)以是(shi)(shi)上线(xian)(xian)(xian)之前制定的(de)静态(tai)路(lu)(lu)线(xian)(xian)(xian),也可(ke)以是(shi)(shi)上线(xian)(xian)(xian)后临(lin)时改(gai)变的(de)动态(tai)路(lu)(lu)线(xian)(xian)(xian)。本系统采(cai)用“虚拟生(sheng)产(chan)线(xian)(xian)(xian)”的(de)概念(nian),给每一(yi)个在生(sheng)产(chan)品分配一(yi)个虚拟生(sheng)产(chan)线(xian)(xian)(xian)。组装路(lu)(lu)线(xian)(xian)(xian)控(kong)制算法如(ru)下:

  步骤(zhou) 1  根据在(zai)生(sheng)产品的组(zu)装要求,生(sheng)成虚拟生(sheng)线(xian)。

  步骤 2  将 RFID 标签(qian)中的在(zai)生(sheng)产(chan)品代码(ma)和虚(xu)拟生(sheng)产(chan)线(xian)绑(bang)定,然后(hou)将标签(qian)和在(zai)生(sheng)产(chan)品绑(bang)定。

  步骤 3  当(dang)在(zai)生(sheng)产(chan)品进行多径选择时 ,读(du)写器(qi)读(du)取标签中的(de)在(zai)生(sheng)产(chan)品代码,并根据虚拟(ni)生(sheng)产(chan)线中的(de)信息(xi),确定(ding)下一个工位(wei)。该算法的(de)优点(dian)是,当(dang)需要(yao)对(dui)在(zai)生(sheng)产(chan)品的(de)制造工序进行改(gai)变时,只(zhi)需更改(gai)控制器(qi)中存(cun)储的(de)虚拟(ni)生(sheng)产(chan)线和工位(wei)关系(xi),便于(yu)组装路径动态控制。

  组装方(fang)式(shi)控制(zhi)算法如(ru)下 :

  步骤 1  根据在生产品组装要求,生成组装指令表。

  步(bu)骤(zhou) 2  读取 RFID 标签中(zhong)的在生(sheng)产品代码和工序代码,查(cha)找组装指(zhi)令(ling)表。

  步骤 3  在看板中发布组(zu)装指(zhi)令,指(zhi)导生(sheng)产。

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