生產線監(jiān)控怎樣利用上RFID技術

RFID（Radio Frequency IdenTIty technology，無線射頻識別技術）通過無線的方式，對存儲于RFID標簽中的數據進行自動采集，以獲取被標識對象相關信息，一個簡單的RFID數據采集系統(tǒng)由RFID讀寫器、天線（內置或外置）、RFID標簽3部份組成，如圖1所示。

圖1 RFID數據采集系統(tǒng)

隨著技術的發(fā)展，RFID逐漸開始被應用到離散制造行業(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、存儲更多的數據，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)的生產經營方式，目前，RFID技術已經開始應用于離散制造行業(yè)的供應鏈管理、倉庫管理、物料管理等領域。目前RFID技術在離散制造業(yè)生產線上的應用還沒有通用的方案，Fagui Liu和Zhaowei Miao研究了RFID技術在生產控制中的應用，但重點在系統(tǒng)的構建上，并主要討論的是在陶瓷行業(yè)的應用，本研究基于RFID先進技術，重點研究該技術在裝配行業(yè)的生產線可視化和生產過程控制中的應用，并依托國家863高技術研究發(fā)展計劃資助項目，在重慶某摩托車發(fā)動機生產線監(jiān)控系統(tǒng)中得到了應用。

1 基于RFID的生產線監(jiān)控技術

1.1 生產線可視化

1.1.1 技術原理

生產線可視化的目標是使企業(yè)管理層能夠實時地發(fā)現在制品生產和生產線運轉狀態(tài)，本研究的技術實施方案如圖2所示。方案主要由流水線、RFID數據采集系統(tǒng)、在制品和工位幾個部分組成，在制品在流水線上移動，到達工位后由工人取下進行零配件組裝，完成后再放回流水線，直到完成所有工序，RFID數據采集系統(tǒng)主要包括一個帶有雙天線的RFID讀寫器，每個在制品都和一個RFID標簽進行綁定。

圖2 生產線可視化技術實施方案

該技術的基本原理是：當綁定有RFID標簽的在制品以先后順序經過天線1和天線2時，將觸發(fā)2次RFID標簽讀寫事件，通過對事件產生的相關數據的記錄與處理，來判斷在制品的完成情況及各個工位的運轉情況。

以讀寫器代號和工位代號為關鍵字的RFID標簽讀寫事件數據表如表1所示。

另外，生產線和工位之間構成一個以生產線代號為關鍵字關系表，令生產線代碼為Line_code，那么它們的關系為：

（Line_codei，WPoint_codei1，WPoint_codei2，…WPoint_codein）。

1.1.2 技術實現

1）生產線監(jiān)測。生產線監(jiān)測是通過對工位的監(jiān)測，判斷整條流水線是否運轉正常。當在制品在工位逗留時間過長，或工位出現在制品堆積時，可判斷為工位異常。令在制品在工位允許的最大逗留時間為Tmaxi，工位允許堆積的在制品最大數量為Nmaxi，則判斷工位異常的公式如下：

如果TImej-TImei》Tmaxi，則在制品逗留超時，式中TImej，Timei為讀寫器天線2和天線1的2次讀寫事件發(fā)生的時刻。

當在制品經過天線1，而沒有經過天線2時，公式變?yōu)椋篢imecorrent-Timei》Tmaxi。

對某個工位堆積在制品數量的判斷，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：

步驟1 通過流水號Line_code找到工位號Wpoint_code。

步驟2 通過工位號Wpoint_code，查找經過天線1而未經過天線2的在制品代號Product code。

步驟3 累積在制品數量并與Nmaxi比較，即可判斷在制品是否超量。

2）在制品監(jiān)測。在制品監(jiān)測是通過實時地獲取在制品上RFID標簽數據，以判斷在制品所處的工位及已經完成的工序，假設在制品Product_codei有Ni道工序，則在制品生產狀態(tài)的監(jiān)測算法如下：

步驟1 在制品上線時，椴據在制品的制造要求，確定工序數量Ni，并確定工位順序，生成一個二進制代瑪，使其從最低位開始順彥代表其經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。

步驟2 把該代碼寫入RFID標簽并和在制品綁定。

步驟3 在制品每完成一次工序并離開工位時，修改相應位。

步驟4 讀取RFID標簽相應位，就可以確定已經完成的工序和正在完成的工序。

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