基于RFID的车间管理应用(1)

高坤 李璐

摘要：鉴于目前生产现场的质量数据采集、处理、集成以及相关应用技术手段较为落后，无法对车间生产安全过程和车间生产资源状况进行实时准确信息识别和过程跟踪，不能充分满足制造过程执行管理系统在生产质量监控管理、车间生产作业人员调度和生产过程安全控制等各个方面的功能要求。RFID采集和传输携带过程数据的多种特性，决定其在精确实时过程跟踪、调度、检测等多方面使其具有无可比拟的技术优势，可大大减少企业人员过程管理和纸制过程管理的巨大错误发生率，十分适合制造系统对采集数据和过程控制的精确实时性较高要求。本文基于RFID的车间管理应用进行了一定的研究与分析，希望可以起到一定的借鉴作用。

关键词：RFID;车间管理;应用

引言： 随着我国现代快速发展，客户生产需求日趋趋向多样化、个性化，以客户订单操作为主的多样化品种加工小批量生产操作模式逐步完全取代传统的以刚性化和自动化操作为主要代表的大批量生产操作模式，并逐渐成为我国现代制造业的发展主流。车间作业信息管理系统是整个制造车间企业的一个基础管理环节，如何实时准确地快速获取制造车间内部底层制造信息资源和试制品的作业信息，并且实时地将这些作业信息及时反馈传达到车间调度层、计划管理层，是不断提高制造企业的车间信息化管理水平和敏捷性的制造管理能力的重要关键。

一、基于RFID的车间应用方案

在产品车间生产管理监控系统中，利用无线射频自动识别监控技术可以全线实时跟踪整个产品材料到原材料、 从制品生产到到半成品的生产过程。即每一个零件从开始原材料生产就会附带一个数字射频条码标签，在它开始进入零件生产线或在它到达零件完工准备区的每一个操作工序，都会带有一个射频标签器使它自动记录每个工序的编号、设备和操作工人的标签编号和id、加工区和时间等相关信息，并通过射频计算机和网络将这些数据传至上层的企业计划生产管理信息系统，避免了大量利用时间进行的耗时滞后的企业数据采集输入和企业条码数据扫描等复杂操作以及信息带来的各种可能的不精确统计数据， 彻底解决了企业管理信息系统缺乏实时的信息采集获取系统问题，从而基本实现了整个车间现场企业数据采集的全程实时数字化、 自动化和全程可视化，使车间企业现场信息管理实现到了全程透明化的管理。

在生产各个工序的工艺操作监控起点上设置在各种制品零件上相应或对应的RFID上的各种电子标签，并将其固定于在各种制品零件生产线的机体或制品零件组装生产线上的控制台架上，作为在生产各种制品在整个生产以及工艺操作过程中所进行监控的一种电子书签标识。产品包装上线时只需绑定一个类型电子标签，产品包装下线后只需摘下一个类型电子标签，RFID电子标签将在整条产品生产线上进行一个循环使用。

在制品上线关键工位，工位管理控制器通过连接RFID读写器和监控，将相关产品型号以及规格、批次、加工工艺要求、质量检验等制品关键信息内容自动写入电子标签，作为针对产品进行生产过程跟踪的关键电子标识数据信息;在针对产品进行生产跟踪过程需要监控的关键工位上，工位管理控制器通过连接RFID读写器和监控天线， 自动识别获取已经到达该关键工位在上线制品的所有关键电子标识数据信息，并通过事先设置好的光电强度传感器自动识别制品空间和台架，检测员查出因制品金属件等物体受到遮挡等其他原因可能造成的制品RFID关键电子标签出现漏读，确保可靠性地读取的制品关键信息。

RFID技术所具有的自动信息识别和数据自动存储管理功能使其能够在车间质量生产中充分发挥重要主导作用。 一方面，通过对产品绑定中的标签自动识别，可以实时地快速获取每个绑定加工作业对象的具体操作流程以及操作注意事项，以便于指导作业工人如何進行正确加工操作，减少工人操作失误，提高加工产品的质量合格率。另一方面，RFID产品标签可以实时记录企业产品的主要批次和型号、流水号、工序名称号、加工者、加工车间设备、主要产品加工工艺参数等，在进行产品质量安全检验工作过程中或者在后续用户使用产品过程中每当发现产品有任何质量安全问题时，可以通过实时读取RFID产品标签来实时获取这些质量信息，非常容易了解导致企业产品质量缺陷的主要原因和关键环节;通过对存储于产品标签中的质量数据的实时收集和处理分析，可以轻松实现与企业产品安全跟踪、质量监督管理、车间设备调度、生产工艺过程质量控制等息息相关的功能。

在整个生产管理车间，RFID质量系统技术可对整个整条生产线上的各种原材料、 零部件、半成品和非生产成品质量进行实时自动识别与质量跟踪，及时自动获得统计产品数量、传送生产路线、质量参数控制可靠程度等与产品组装生产工艺直接密切相关的瞬时质量常数，从而安全可靠地加强对整个生产管理过程的质量管理;同时使用RFID系统技术对整条生产线上的各种产品质量进行实时跟踪和自动记录，可以在生产线上同时生产不同质量参数的多种产品，从而极大地提高了生产管理效率;同时利用RFID技术可以从整个生产线的源头开始进行有效的质量追踪，使用RFID技术记录整个生产流程中各种质量数据，可以大大减少生产流水线上制品的记录，从而大大减少生产错误的可能发生率，保证了整个生产过程质量，提高了生产管理过程的安全可靠性。

二、结语

总之，使用RFID采集和分析记录质量数据技术可以大大增加生产管理系统和设备数据的使用安全性、适应性，从而可以达到快速弹性批量生产和高品质精度批量生产的主要目的。

参考文献：

[1]中华人民共和国科学技术部等十五部委. 中国射频识别 （RFID ）技术政策白皮书[Z]. 2006.

[2]李泉林，郭龙岩. 综述RFID技术及其应用领域[J]. RFID技术与应用， 2006，（1）.

西北工业集团有限公司，陕西 西安 710043