基于UHF 超高頻RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)

2023-07-27 21:45
1.項(xiàng)目背景
制造企業(yè)已意識(shí)到這些問(wèn)題的存在,并嘗試使用新興技術(shù)去解決這些問(wèn)題。目前,部分生產(chǎn)型企業(yè)采用條碼識(shí)別的方式來(lái)提高數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性,但條碼識(shí)別還是存在技術(shù)上的瓶頸:
1.工人的效率不同,容易引起小組的分工不均勻;
2.生產(chǎn)異常、生產(chǎn)線瓶頸問(wèn)題無(wú)法實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn);
3.勞動(dòng)效率低下,實(shí)際工作時(shí)間利用率不高;

4.條碼標(biāo)簽一旦印刷不清晰、有折疊的痕跡等問(wèn)題時(shí),條碼槍便很難識(shí)別;

5.無(wú)法實(shí)時(shí)追蹤,管理層難以根據(jù)工作狀態(tài)進(jìn)行工作安排,如果工作過(guò)程某個(gè)工序出現(xiàn)問(wèn)題,要排除的話也必須等到下一天;
6.條碼數(shù)據(jù)采集需要專門(mén)安排人員隊(duì)伍進(jìn)行操作,勞動(dòng)成本開(kāi)銷大;
在傳統(tǒng)的制造企業(yè)中,日常管理更多的是集中在產(chǎn)品管理、質(zhì)量管理、倉(cāng)庫(kù)管理、移動(dòng)資產(chǎn)管理、現(xiàn)場(chǎng)人員管理、車隊(duì)管理等等。而生產(chǎn)線信息的采集通常是采用人工采集、手工輸入的方式。這種人工采集、手工輸入的方式準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,存在較大的錯(cuò)誤率。且手工輸入只能定時(shí)進(jìn)行,導(dǎo)致生產(chǎn)計(jì)劃按周計(jì)劃、月計(jì)劃提交,不能精確到日。系統(tǒng)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)更新,滯后情況嚴(yán)重,不利于生產(chǎn)流的順利進(jìn)行,制約了產(chǎn)能的進(jìn)一步提高。同時(shí)制造企業(yè)大部分職能部門(mén)大多使用紙和筆的初級(jí)記錄方式,這使得制造企業(yè)的大部分職能部門(mén)面對(duì)著大量的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,降低了企業(yè)整體的生產(chǎn)力。
因此,以條碼識(shí)別為代表的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不能滿足企業(yè)對(duì)高效、精益化生產(chǎn)管理的要求,企業(yè)在深化現(xiàn)代管理理念的同時(shí),構(gòu)建更先進(jìn)技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)具有重要的意義。
2.項(xiàng)目定義
   
RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)是既條碼之后又一引起自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域變革的新興高科技技術(shù),其利用無(wú)線電磁波的穿透性,遠(yuǎn)距離傳輸和高速數(shù)據(jù)交換的特性,通過(guò)特定的協(xié)議,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)識(shí)物品信息自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。在生產(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,UHF 超高頻RFID技術(shù)具有本質(zhì)上的優(yōu)勢(shì):可無(wú)線遠(yuǎn)距離讀寫(xiě),可穿透性讀寫(xiě),可在高速移動(dòng)的狀態(tài)下讀寫(xiě), 存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù),可在惡劣的環(huán)境下使用等等。因此,RFID技術(shù)不只是條碼技術(shù)的簡(jiǎn)單替換,它在生產(chǎn)制造業(yè)中的應(yīng)用將改變企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式。
構(gòu)建基于UHF 超高頻RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng),是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),以RFID為核心,建設(shè)符合企業(yè)生產(chǎn)管理要求,以解決企業(yè)現(xiàn)存問(wèn)題為目標(biāo),從生產(chǎn)線半成品下線、倉(cāng)庫(kù)轉(zhuǎn)存和暫存、再上線生產(chǎn)等全流程進(jìn)行自動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,對(duì)貨物批次箱號(hào)進(jìn)行跟蹤管理的綜合管理系統(tǒng)。
 
電子標(biāo)簽作為數(shù)據(jù)載體,能起到標(biāo)識(shí)識(shí)別、物品跟蹤、信息采集的作用。電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器天線和應(yīng)用軟件構(gòu)成的RFID系統(tǒng)直接與相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)相連。每一件物品都可以被準(zhǔn)確的跟蹤,這種全面的信息管理系統(tǒng)能為客戶帶來(lái)諸多的利益,包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和追蹤管理,因此,RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)線之間的貨物轉(zhuǎn)換跟蹤管理,可以有效防止出錯(cuò),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線物流管理智能化,大幅提高企業(yè)的產(chǎn)線管理水平。
3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)
 
基于RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理系統(tǒng),在生產(chǎn)線、轉(zhuǎn)存和暫存?zhèn)}庫(kù)應(yīng)用先進(jìn)的RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù),使用可重復(fù)使用的射頻電子標(biāo)簽,每個(gè)標(biāo)簽都有唯   一ID號(hào),以及可讀寫(xiě)數(shù)據(jù)區(qū),將產(chǎn)品信息寫(xiě)入RFID電子標(biāo)簽中,在生產(chǎn)線下線工位及倉(cāng)庫(kù)出入口安裝讀寫(xiě)器,通過(guò)讀寫(xiě)標(biāo)簽信息自動(dòng)寫(xiě)入和采集各位置產(chǎn)品信息,并與其它的IT系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)信息,信息同時(shí)顯示在顯示屏上,提示給生產(chǎn)線操作員,從而對(duì)半成品從下線到倉(cāng)庫(kù)轉(zhuǎn)存、暫存、再上線生產(chǎn)進(jìn)行全流程跟蹤管理,這樣可以保證生產(chǎn)線之間貨物批次箱號(hào)的對(duì)應(yīng),各條生產(chǎn)線能毫不出錯(cuò)地完成生產(chǎn)任務(wù),且記錄下生產(chǎn)過(guò)程中的重要信息,可為將來(lái)的質(zhì)量信息追溯提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。
3.1建設(shè)目標(biāo)
 
制造生產(chǎn)線企業(yè)引入RFID,把RFID和現(xiàn)有的IT系統(tǒng)相結(jié)合,建立生產(chǎn)線實(shí)時(shí)管理體制,更優(yōu)化、更合理利用資源,提高產(chǎn)能、提高資產(chǎn)利用率以及更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測(cè)量為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。
RFID提供不斷更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補(bǔ),RFID提供的信息可用來(lái)保證正確使用勞動(dòng)力、機(jī)器、工具和部件,從而實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化生產(chǎn)和減少停機(jī)時(shí)間。更進(jìn)一步地,當(dāng)材料、零部件和裝配件通過(guò)生產(chǎn)線時(shí),可以實(shí)時(shí)進(jìn)行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過(guò)程,以保證可靠性和高質(zhì)量。 所有數(shù)據(jù)均通過(guò)無(wú)線方式被客戶端電腦高速采集。
 
有了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流作為基礎(chǔ),ERP等管理系統(tǒng)可對(duì)這些大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的有效的監(jiān)管,找出生產(chǎn)瓶頸、解決生產(chǎn)問(wèn)題,部署更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測(cè)量。
RFID可提供最精確的工序所需工時(shí)計(jì)算結(jié)果。ERP軟件可以通過(guò)RFID對(duì)每個(gè)工人每個(gè)工序、工時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估,計(jì)算出每條生產(chǎn)線實(shí)際生產(chǎn)能力,企業(yè)管理人員可使用這些數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)能力作出更準(zhǔn)確的分析。
完成數(shù)據(jù)的挖掘、分析,企業(yè)管理人員掌握車間生產(chǎn)能力、即時(shí)解決生產(chǎn)瓶頸、實(shí)時(shí)監(jiān)管生產(chǎn)進(jìn)度、通過(guò)質(zhì)量監(jiān)控改進(jìn)生產(chǎn)工藝,RFID都為企業(yè)實(shí)現(xiàn)平衡生產(chǎn)線提供基礎(chǔ),與企業(yè)ERP、SCM、MCS等主流管理系統(tǒng)結(jié)合,讓企業(yè)內(nèi)每一個(gè)員工都發(fā)揮出最大能效。
3.2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
 
本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下:

   

RFID生產(chǎn)線管理,RFID讀寫(xiě)器,RFID門(mén)禁,RFID倉(cāng)儲(chǔ)管理

系統(tǒng)主要從發(fā)卡到工位管理、倉(cāng)庫(kù)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的智能化管理。
3.3系統(tǒng)流程
3.3.1 發(fā)卡管理
   
根據(jù)生產(chǎn)訂單安排投產(chǎn)計(jì)劃,包括生產(chǎn)訂單導(dǎo)入、訂單統(tǒng)計(jì)和狀況信息拋轉(zhuǎn)、生產(chǎn)任務(wù)分解,任務(wù)自動(dòng)指派等,根據(jù)投產(chǎn)計(jì)劃制作、發(fā)放電子標(biāo)簽,將電子標(biāo)簽與需要管理的貨物進(jìn)行綁定,并通過(guò)ERP共享接口獲取產(chǎn)品相關(guān)信息,將信息寫(xiě)入電子標(biāo)簽中,如批次、箱號(hào)等,在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中建立產(chǎn)品檔案,全自動(dòng)跟蹤貨物生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換流程。
3.3.2工位管理
   

在每個(gè)工位署RFID讀寫(xiě)器和天線,當(dāng)安裝有RFID標(biāo)簽的貨物進(jìn)入RFID工作點(diǎn)時(shí),讀(寫(xiě))裝置即讀取產(chǎn)品上電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息;讀(寫(xiě))裝置讀取的電子數(shù)據(jù)信息直接傳輸給物流控制管理信息系統(tǒng),管理系統(tǒng)再根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)信息,列出貨物的包號(hào)、批次信息,顯示在顯示屏上,提示生產(chǎn)工人進(jìn)行正確的操作。

RFID工位管理,RFID生產(chǎn)管理,RFID讀寫(xiě)器

   
3.3.3倉(cāng)庫(kù)管理
   

貨物在生產(chǎn)線上經(jīng)過(guò)加工后,需從生產(chǎn)線送到轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫(kù)中,在轉(zhuǎn)存?zhèn)}庫(kù)安裝RFID通道式讀取設(shè)備,即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)存到倉(cāng)庫(kù)中貨物信息的自動(dòng)采集和實(shí)時(shí)后臺(tái)數(shù)據(jù)更新。貨物從倉(cāng)庫(kù)出庫(kù),也是以同樣的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和批量出庫(kù),實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的實(shí)時(shí)和高效管理。

RFID貨物,RFID生產(chǎn)線,RFID倉(cāng)儲(chǔ)管理

   
4.系統(tǒng)收益
 
基于RFID技術(shù)生產(chǎn)線管理系統(tǒng)的建成,可為企業(yè)帶來(lái)如下收益:
1.生產(chǎn)數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集;   
生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋是保證生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)暢通的基礎(chǔ)。系統(tǒng)在生產(chǎn)車間采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)是RFID設(shè)備實(shí)時(shí)自動(dòng)采集,RFID讀寫(xiě)器通過(guò)讀出貨物RFID電子標(biāo)簽中所帶有的特定信息實(shí)時(shí)的反饋到系統(tǒng)中,服務(wù)器并每5秒鐘更新一次數(shù)據(jù)。通過(guò)這種操作方式系統(tǒng)能夠提供實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)分析。   
2. 生產(chǎn)力在原有的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)提升   
生產(chǎn)力是生產(chǎn)管理的關(guān)注熱點(diǎn)同時(shí)也是管理難點(diǎn),如果提升了生產(chǎn)力就意味著企業(yè)的產(chǎn)量提高、利潤(rùn)可以增加。生產(chǎn)車間實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)反饋到系統(tǒng),通過(guò)系統(tǒng)監(jiān)控可以實(shí)時(shí)的發(fā)現(xiàn)阻礙生產(chǎn)流水線暢通的原因所在,及時(shí)的發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)瓶頸所在。系統(tǒng)是通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)歸集對(duì)每個(gè)車間、每個(gè)組、每個(gè)工位的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,從而可以發(fā)現(xiàn)任何生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的非正常狀態(tài),并及時(shí)解決阻礙生產(chǎn)流水的瓶頸。從整體上保障了流水線的暢通,提高了生產(chǎn)力。     
3. 訂單進(jìn)度實(shí)時(shí)跟蹤,保障及時(shí)交貨     
訂單如果不能及時(shí)交貨意味著公司不但不能盈利反而導(dǎo)致虧損,同時(shí)也影響力公司的信譽(yù)度。對(duì)公司將來(lái)的發(fā)展受到很大的影響和阻礙。特別是出口企業(yè)對(duì)于訂單的及時(shí)交付顯得更為重要。系統(tǒng)是根據(jù)客戶訂單入手,對(duì)待生產(chǎn)產(chǎn)品從開(kāi)始生產(chǎn)到結(jié)束生產(chǎn)整個(gè)生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)進(jìn)度跟蹤。實(shí)時(shí)跟蹤訂單在生產(chǎn)線的進(jìn)度,從而精確的掌握每個(gè)訂單的生產(chǎn)進(jìn)度,達(dá)到及時(shí)交貨的目的。