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物联网RFID在工业生产控制中的应用

简介:

目前我国工业物联网有智能化生产、智能化产品、网络协同制造、个性化定制等四种模式,其核心要义是通过数据应用与智能连接,提升生产效率和质量,创造精准供给。
工业物联网
制造业生产线几乎每月都要损耗大量物料,并且生产结果与预期因为有误差而影响交货的情况时有发生,生产线也往往因人为原因造成种种误差。将RFID标签贴在生产物料或产品上,可自动记录产品的数量、规格、质量、时间、负责人等生产信息,代替传统的手工记录;生产主管通过读写器随时读取产品信息;其他相关人员能及时掌握生产状况并根据情况调整生产安排;采购、生产、仓储信息一致并能实时监控;物料和产品离开仓库前系统都将自动记录出入库信息,并能实时追踪物品所在地。

RFID在生产流水线上的应用原理

目前基于条形码的生产管理系统使各种质量分析和控制得以方便地实现,而条形码技术有其优点,也有其明显的缺点,如易被污染、易被折损、扫描距离近等,批量识读效率不高,无法满足快速高效的需求。利用RFID电子标签、条形码、传感器采集生产线现场的实时数据,把读到的数据通过网络(有线或无线)传给上位设备(控制器或计算机)然而要管理松散的传感器就需要一种全新的、可以自动发现并组织网络的管理机制。采用的方法是部署RFID读写器,同时建立读写器网络连接,解决读写器网络的规划、优化和控制问题。物品上的RFID标签,配合连成网络的RFID读写器,每一次识别就意味着对物品的一次追踪。

具体的工作过程为:流水线上一个产品的加工流程分为若干道基本工序,每个加工单元(或工人)只完成其中的一道工序,在加工过程中只重复地完成一个简单操作;生产加工过程中的所有单元通过一条主导轨相连,如图1所示。被加工的产品在该导轨上传递,形成生产流水线。同时,主导轨在各加工单元处分支出一条支导轨,供物料或产品进出加工单元。物料自动传递至各工作单元,即通过安装在主导轨上的RFlD扫描器,检测物料上的电子标签来识别物料,并根据预设的物料工序路径控制物料自动送至正确的工作单元进行加工。

由于企业产品的生产大多依据订单进行投产,并且每单型号都有差异,因此自动化的物料流跟踪是顺利生产的重要前提条件。对于每道生产工序,必须要对产品型号进行明确识别,以避免物料配置出差错。在每个加工岗位上对电子标签中的产品数据进行修改,所产生的数据流可以在各个加工岗位之间建立起一个共享的信息平台,它减轻了控制系统的负担。特别是在生产及加工过程变得越来越快的背景下,信息随产品传递并且能够及时使用就成了加快生产过程的决定因素。
RFID在制造业中的应用特点
数据实时共享
在制造企业生产过程中,生产线及时准确地反馈信息是十分重要的。以往只能一边生产一边手工记录故障,生产完成后统计汇总这些来源于各道工序的信息,费时费力,且有时不能做到非常精确。在生产线各道工序安装RFID识读设备,并在产品或托盘上放置可反复读写的RFID电子标签。这样,当产品通过这些节点时,RFID读写设备即可读取到产品或托盘上标签内的信息,并将这些信息实时反馈到后台的管理系统中,管理者就可及时了解生产线工作状况了。
标准化的生产控制
RFID系统可提供不断更新的实时数据流,与制造执行系统互补,RFID提供的信息可用来保证正确使用机器设备、工具和零部件等,从而实现无纸化信息传递并减少停工待料时间。更进一步,当原材料、零部件和装配件通过生产线时,可以进行实时控制、修改甚至重组生产过程,以保证生产的可靠性和高质量。
质量跟踪和追溯
在实施RFID系统的生产线上,产品质量是由分布在若干处的一些测试岗位来检测的。在生产结束时或产品验收前必须能用该工件所有先前收集到的数据明确地表达其质量。利用RFID电子标签可以很方便地做到这一点,因为在整个生产过程中所取得的质量数据已经随产品走下生产线。

为提高中国制造业信息化水平,以信息化带动工业化,在企业原材料供货、生产计划管理、生产过程控制、精益制造等方面,使用RFID技术可以实现生产过程的实时数据采集可视化、准时化以及业务协同和产品信息可追溯。


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