一、系統(tǒng)背景

　　在離散生產制造行業(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。目前 RFID 技術在離散制造業(yè)生產線上的應用還沒有比較通用的案例，健永科技根據生產線的具體應用，研究了 RFID 技術在生產控制中的應用 ，生產線可視化管理，生產過程控制中的應用。

RFID自動化生產線應用原理

　  二、生產線可視化

　　生線的可視化是使企業(yè)管理層能夠實時地發(fā)現(xiàn)在生產品和生產線運轉狀態(tài)，系統(tǒng)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。

　　 在生產品在流水線上移動，到達工位后由工人取下再生產品進行零配件組裝，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。 每個在生產品都加上 RFID標簽。

　　系統(tǒng)流程：當帶有 RFID 標簽的在生產品，以先后順序經過讀寫器 1 和讀寫器 2 時，讀寫器將讀取產品上的標簽信息，并將數據上傳到系統(tǒng)上位機。進而判斷在生產品的完成情況及各個工位的運轉情況。

　   三、生產線監(jiān)測

　?　1、工位超時 ：?

　　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。

　　在生產品在工位逗留時間過長，可判斷為工位異常。假設在生產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， 則在生產品逗留時間超時；

　　當在生產品經過讀寫器天線 1 ，而沒有經過讀寫器天線 2 時 ，說明該標簽綁定的產品生產時間超長太多。系統(tǒng)會根據提前設定的時間，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）<Nmax時，則該工位沒有壓貨；

　　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品最大數量；N(讀寫器2）為經過讀寫器2的再生產的產品數量；N（讀寫器1）為經過讀寫器2的再生產的產品數量。

　　 四、在生產品監(jiān)測

　    在生產品監(jiān)測是通過實時地獲取在生產品上 RFID 標簽數據 ，以判斷在制品所處的工位及已經完成 的工序。假設某生產品生產線中有 N（所有）道工序 ，則在生產品生產狀態(tài)的監(jiān)測方式如下：

　　1、 在生產品上線時 ，根據在生產品的制造要求，確定工序數量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 標簽并和在生產品綁定。

　　3、 在生產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，就可以確定已經完成的工序和正在完成的工序。

　　5、  生產過程控制。

　　五、技術原理

　　生產過程控制的目標是根據在生產品信息，靜態(tài)或動態(tài)地確定在生產品組裝路線和組裝方式，其基本原理 是：實時檢測到在生產品信息后，根據控制系統(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 數據采集系統(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“虛擬生產線”的概念，給每一個在生產品分配一個虛擬生產線。組裝路線控制算法如下：

　　步驟 1 　根據在生產品的組裝要求，生成虛擬生線。

　　步驟 2 　將 RFID 標簽中的在生產品代碼和虛擬生產線綁定，然后將標簽和在生產品綁定。

　　步驟 3 　當在生產品進行多徑選擇時 ，讀寫器讀取標簽中的在生產品代碼，并根據虛擬生產線中的信息，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 　根據在生產品組裝要求，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。

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