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而言，RFID標簽具有本質(zhì)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(chǎn)經(jīng)營方式。目前，RFID技術已經(jīng)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(chǎn)線上的應用還沒有比較通用的案例，晨控智能根據(jù)生產(chǎn)線的具體應用，研究了RFID技術在生產(chǎn)控制中的應用，生產(chǎn)線可視化管理，生產(chǎn)過程控制中的應用。
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,到達工位后由工人取下再生產(chǎn)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(chǎn)品都加上RFID標簽。
系統(tǒng)流程：當帶有RFID標簽的在生產(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(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。假設在生產(chǎn)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(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。
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(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(chǎn)品最大數(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)，生成一個二進制代碼，使其從最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，修改相應位代碼。
4、讀取RFID標簽相應代碼，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、技術原理
生產(chǎn)過程控制的目標是根據(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(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標簽中的在生產(chǎn)品代碼和虛擬生產(chǎn)線綁定，然后將標簽和在生產(chǎn)品綁定。
步驟3 當在生產(chǎn)品進行多徑選擇時，讀寫器讀取標簽中的在生產(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，當需要對在生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(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，指導生產(chǎn)。
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