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RFID智能自動(dòng)化生產(chǎn)線過程管理方案


文章出處:健永科技 人氣:15492 服務(wù)熱線:400 006 9525

       一、系統(tǒng)背景

  在離散生產(chǎn)制造行業(yè)中,相對(duì)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(shì)。RFID標(biāo)簽的優(yōu)勢(shì)包括:可無線遠(yuǎn)距離讀寫,可穿透性讀寫,可在高速移動(dòng)的狀態(tài)下讀寫 、存儲(chǔ)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(jiǎn)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(yíng)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(cāng)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,健永科技根據(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。

2017-01-21RFID生產(chǎn)線自動(dòng)化管理1.jpg

RFID自動(dòng)化生產(chǎn)線應(yīng)用原理

   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(shí)地發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)品和生產(chǎn)線運(yùn)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(gè)部分組成。

   在生產(chǎn)品在流水線上移動(dòng),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(gè)固定 RFID 讀寫器。 每個(gè)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(shí),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(jī)。進(jìn)而判斷在生產(chǎn)品的完成情況及各個(gè)工位的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

    三、生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)

  1、工位超時(shí) :

  生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)是通過對(duì)工位的監(jiān)測(cè),判斷整條流水線是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

  在生產(chǎn)品在工位逗留時(shí)間過長(zhǎng),可判斷為工位異常。假設(shè)在生產(chǎn)品在某工位允許的最長(zhǎng)逗留時(shí)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(shí)間不超時(shí);

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

  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(shí) ,說明該標(biāo)簽綁定的產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間超長(zhǎng)太多。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)提前設(shè)定的時(shí)間,進(jìn)行比較并報(bào)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(shí)間。

   2、工位壓貨:

    工位出現(xiàn)在制品堆積時(shí),為Nmax,對(duì)某個(gè)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)<Nmax時(shí),則該工位沒有壓貨;

  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(huì)根據(jù)提前設(shè)定的時(shí)間,進(jìn)行比較并報(bào)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(cè)

     在生產(chǎn)品監(jiān)測(cè)是通過實(shí)時(shí)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(cè)方式如下:

  1、 在生產(chǎn)品上線時(shí) ,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(gè)二進(jìn)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(shí),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(shí) ,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(dòng)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(shí)時(shí)檢測(cè)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(jī)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(shí)改變的動(dòng)態(tài)路線。本系統(tǒng)采用“虛擬生產(chǎn)線”的概念,給每一個(gè)在生產(chǎn)品分配一個(gè)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(shí) ,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(gè)工位。該算法的優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)需要對(duì)在生產(chǎn)品的制造工序進(jìn)行改變時(shí),只需更改控制器中存儲(chǔ)的虛擬生產(chǎn)線和工位關(guān)系,便于組裝路徑動(dòng)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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