基于RFID的生產(chǎn)線(xiàn)監控技術(shù)解析

　RFID(Radio Frequency IdenTIty technology，無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù))自動(dòng)收集存儲在RFID標簽中的數據，以獲取被識別對象的相關(guān)信息。RFID讀寫(xiě)器、天線(xiàn)(內置或外置)是一個(gè)簡(jiǎn)單的RFID數據采集系統、如圖1所示，由RFID標簽3組成。

隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，RFID逐漸應用于離散制造業(yè)。與目前廣泛使用的條形碼技術(shù)相比，RFID標簽具有本質(zhì)優(yōu)勢。RFID標簽的優(yōu)點(diǎn)包括：無(wú)線(xiàn)遠程讀寫(xiě)、滲透讀寫(xiě)、高速移動(dòng)讀寫(xiě)、存儲更多數據、惡劣環(huán)境等。因此，RFID技術(shù)不僅僅是條形碼技術(shù)的簡(jiǎn)單替代，其在離散制造業(yè)中的應用將改變離散制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式。目前，RFID技術(shù)已開(kāi)始應用于供應鏈管理、倉庫管理、材料管理等領(lǐng)域。目前，RFID技術(shù)在離散制造業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上的應用還沒(méi)有普遍的解決方案，Fagui Liu和Zhaowei Miao研究了RFID技術(shù)在生產(chǎn)控制中的應用，但重點(diǎn)關(guān)注系統建設，主要討論了陶瓷行業(yè)的應用。本研究以RFID先進(jìn)技術(shù)為基礎，重點(diǎn)關(guān)注該技術(shù)在裝配行業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)可視化和生產(chǎn)過(guò)程控制中的應用，依托國家863高科技研發(fā)計劃資助項目，已應用于重慶某摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)線(xiàn)監控系統。

　1 基于RFID的生產(chǎn)線(xiàn)監控技術(shù)

1.1 生產(chǎn)線(xiàn)可視化

1.1.1 技術(shù)原理

本研究的技術(shù)實(shí)施方案如圖2所示，使企業(yè)管理層能夠實(shí)時(shí)發(fā)現產(chǎn)品生產(chǎn)和生產(chǎn)線(xiàn)的運行狀態(tài)。該方案主要由裝配線(xiàn)、RFID數據采集系統、產(chǎn)品和站組成，在裝配線(xiàn)上移動(dòng)，到達站后由工人拆卸零件組裝，完成后放回裝配線(xiàn)，直到所有過(guò)程完成，RFID數據采集系統主要包括雙天線(xiàn)RFID讀寫(xiě)器，每個(gè)產(chǎn)品都與RFID標簽綁定。

該技術(shù)的基本原理是：當綁定RFID標簽的產(chǎn)品通過(guò)天線(xiàn)1和天線(xiàn)2時(shí)，將觸發(fā)兩個(gè)RFID標簽讀寫(xiě)事件，并通過(guò)記錄和處理事件產(chǎn)生的相關(guān)數據來(lái)判斷產(chǎn)品的完成和各站的運行。

RFID標簽讀寫(xiě)事件數據表以讀寫(xiě)器代碼和工位代碼為關(guān)鍵字，如表1所示。

此外，生產(chǎn)線(xiàn)和車(chē)站之間形成了以生產(chǎn)線(xiàn)代碼為關(guān)鍵字關(guān)系表，使生產(chǎn)線(xiàn)代碼為L(cháng)ine_code，所以他們之間的關(guān)系是：

(Line_codei，WPoint_codei1，WPoint_codei2..WPoint_codein)。

1.1.2 技術(shù)實(shí)現

1)生產(chǎn)線(xiàn)監控。生產(chǎn)線(xiàn)監控是通過(guò)對車(chē)站的監控來(lái)判斷整個(gè)裝配線(xiàn)是否正常運行。當產(chǎn)品在車(chē)站停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，或車(chē)站出現在產(chǎn)品堆積中時(shí)，可判斷為車(chē)站異常。使產(chǎn)品在車(chē)站允許的***停留時(shí)間為T(mén)maxi，車(chē)站允許的***數量為Nmaxi，判斷車(chē)站異常的公式如下：

如果TImej-TImei》Tmaxi，Timej和Timei是讀寫(xiě)器天線(xiàn)2和天線(xiàn)1的兩次讀寫(xiě)事件發(fā)生在產(chǎn)品停留超時(shí)的時(shí)候。

當產(chǎn)品通過(guò)天線(xiàn)1而不通過(guò)天線(xiàn)2時(shí)，公式變?yōu)椋篢imecorrent-Timei》Tmaxi。

對某個(gè)站點(diǎn)堆積在產(chǎn)品數量上的判斷，取決于由搜索表1組成的站點(diǎn)操作歷史表，其搜索過(guò)程如下：

步驟1 Wpoint_code通過(guò)流水號Line_code找到工位號code。

步驟2 Wpoint_通過(guò)工位號code，在產(chǎn)品代號Product中搜索通過(guò)天線(xiàn)1而不通過(guò)天線(xiàn)2的產(chǎn)品代號 code。

步驟3 與Nmaxi相比，累積的產(chǎn)品數量可以判斷產(chǎn)品是否過(guò)量。

2)在產(chǎn)品監控中。產(chǎn)品監控是通過(guò)實(shí)時(shí)獲取產(chǎn)品上的RFID標簽數據來(lái)判斷產(chǎn)品的站點(diǎn)和已完成的過(guò)程。假設產(chǎn)品Product_codei有Ni過(guò)程，產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)的監控算法如下：

步驟1 產(chǎn)品上線(xiàn)時(shí)，椴樹(shù)根據產(chǎn)品的制造要求，確定工序數量Ni，確定工位順序，生成二進(jìn)制代瑪，使順燕從***水平代表工位完成狀態(tài)，完成為1，未完成為0。在產(chǎn)品上線(xiàn)時(shí)，其初始值為0。

步驟2 將代碼寫(xiě)入RFID標簽并綁定到產(chǎn)品中。

步驟3 當產(chǎn)品完成每個(gè)工序并離開(kāi)工位時(shí)，修改相應的位置。

步驟4 通過(guò)閱讀RFID標簽的相應位置，可以確定已完成的過(guò)程和正在完成的過(guò)程。