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基于RFID技术的MES系统设计方案

2020-11-22 19:57  点击数:    admin

  在轮胎生产制造企业中,轮胎生产信息的正确采集和存储将对控制轮胎的生产过程、质量检验和质量跟踪等方面起着重要作用。目前,企业MES系统依靠手工记录和条码扫描的方式进行数据采集,由于轮胎生产工序多且复杂,半成品物料就有十几种工序,依靠手工记录和传统人工条码扫描方式操作繁杂,容易出错,不利于企业精细化管理。在轮胎质量检测不合格时,条形码很难快速地追溯到故障原因,造成资源的浪费。

  由此现状,窗帘效果图在轮胎企业MES系统中,需要寻求一种新的识别技术来提高信息采集的自动化水平。随着科技的发展,RFID作为一种非接触式自动识别技术,实现信息的快速流通。故障追溯识别功能,能够满足轮胎生产线的实际需求。因此RFID技术在轮胎企业MES系统中有很好的应用前景。

  RFID系统主要由RFID标签(Tag)、读写器(Reader/Writer)和应用系统(Application System)三部分组成。RFID系统利用射频信号以无线方式传输数据,根据RFID标签拥有的唯一识别码来高效地分辨、追踪、管理产品,实现查询、结账、存货控制、统计等功能。

  电子标签核心主要由带存储的芯片组成,存储包含待识别物体的身份代码和技术参数等信息。电子标签可以安装在待识别物体的适当部位。电子标签与条形码相比主要优势:

  ①更大的信息存储空间,并为以后的信息扩展提供可能。②产品信息动态存储。在整个轮胎生产过程中,这些信息可以自动提示工人物料的信息,提高了生产效率。③电子标签经过二次封装,可适应震动,腐蚀,潮湿金属等恶劣的工业环境。④信息读写时标签不一定要在天线的可视范围内,可以嵌入载体、工装、托盘中,使用十分方便。

  主要包括读写主机、天线和连接线缆等,天线安装在待识别物体通过的通道或必须的数据采集点上。读写器采集到的信息包括待识别物体身份代码信息,如产品型号、序号、生产时间以及其他需记录的信息。在轮胎的生产过程中,主要应用读写器非接触识别和快速读写的特点避免人工介入、减少错误,实现生产信息采集的自动化。

  应用系统是RFID系统框架中重要的一环。是用来管理读写器、PC/PLC、服务器等的通信接口。负责实现硬件设备的信息交互以及与IVIES系统的兼容等问题。

  目前,在轮胎企业应用较为成熟的MES系统有“密炼车间管控网络系统”、“半成品和成型数字管控系统”和“轮胎条码物流管理系统”,这些iVIES系统都是基于条形码技术实现数据采集的,已经覆盖了轮胎生产的原材料仓库、炼胶车间、成型、硫化车间、各质检工序、成品仓库管理以及轮胎销售、三包售后等各个业务环节。由于条形码技术本身的缺陷,MEs系统在实际轮胎生产过程中常常会出现以下问题:

  ①在生产过程中,各环节信息都有人工输入,容易出现错误,使工作步骤不能正常衔接,影响生产效率。

  ④管理人员不能直接了解生产线生产状况,不能根据生产的实际情况及时调整作业计划,解决生产中的实际问题。

  应用RFID技术后,以上问题可以迎刃而解:它能动态存储每个工序作业的内容;对生产线实现监控管理,使需求计划更加及时准确;减少时间和资源的浪费;可追踪定位轮胎每道工序的加工信息,提高了生产质量和效率。

  轮胎生产线是个封闭循环系统,读写器和工位机进行通信,每个工位PC都由后台集中控制管理。窗帘效果图标签安装到轮胎生产物料的各种工装上,每个工位的读写器在工装安装到机位时进行读取,识别此工装物料信息,并在工位机上明确显示,操作人员可以清楚地识别。

  以轮胎生产半成品威型工序为例,详细介绍一下基于RFID技术的MES系统的现场应用设计。

  目前,轮胎半成品一成型工序应用的工装分为工字轮、百叶车和推车三大类,以常用的三鼓成型机为例,一条轮胎成型过程中需要13种物料,应用现有的条形码,需要把每种物料的条行码进行扫描,操作繁琐还易出错,而应用了RFID技术后,操作人员把物料工装安在相应工位上后,无需进行额外的操作,系统会自动识别每一种物料的信息。并把正确的物料信息记录到MES系统中。如果物料安装错误系统会提示错误信息,避免了生产浪费。RFID标签采用防金属技术,安装在工字轮辐上,读取天线安装在工位上方附近,对于百叶车等工装标签可安在车下方,天线安装在地下,整个系统布置好后,操作工在进行更换工装物料时,安装在附近的天线会自动读取所换的工装上的标签信息,自动记录到MES系统中。

  生产时,工人把带有标签的工装,安装到机位时,系统自动识别工装信息,并在

  待加工的工装物料安装在成型机工位时,MES系统通过RFID自动读取并显示当前物料的信息,窗帘布批发以免上错物料,并把当前物料信息记录到成型工位机上,进行记录,完成追溯连接。

  更换物料时,工人先在工位机上确认当前已用物料,再进行下一物料的识别生产。

  如果物料弄错时,系统会出现错误警报,工人可以清楚的知道哪种物料出现错误,进行及时有效地更正。

  轮胎半成品物料统一放到存放区,质检人员发现不合格时,从读写器中提取己写入信息,定位追溯到此物料生产工位,查找质量原因,做到及时更正。

  通过对物料存放区中工装标签的识别统计,可以实时地掌握当前物料信息,为后续安排计划和生产任务提供了科学依据。

  ●生产计划和工艺直接下达到工序、设备(而ERP、MRPII一般只能下达到品种、车间),直接指导设备加工、防止跨工序加工,减少工艺错误。

  ●各车间职能科室可以共享生产数据,了解相关工序的生产进度,便于生产协调。准确确认交货时间,实现批次管理。

  通过对网络架构、工厂设备、通信路由、软硬件组合及系统规模与性能进行深入分析,确立监控系统软件与数据采集硬件设备之间的层次关系,确定各功能模块的划分,模块之间的接口,完成总体架构的建设。充分考虑系统的可集成性、可配置性、可适应性、可扩展性和可靠性。

  基于面向对象设计技术、分布式网络、和各种先进的数据库及组态技术,建设适合即时、现场、远程监控的,便于扩容和修改的系统软件基础平台,充分体现面向轮胎生产特点的系统应用集成,窗帘布批发支持实时活动,实现基于现场管理规则和综合管理知识的管控结合。

  主要包括软件系统功能定位、平台选型和数据采集、数据存储、网络应用、客户端查询浏览等架构组成的建设。

  功能模块的具体软件开发,包括:①生产计划及生产管理;②现场数据采集;③④物料信息管理和跟踪查询;⑤半成品信息管理和跟踪查询;⑥产品生命周期档案;⑦设备管理:⑧产量监控分析:◎质量及绩效分析查询。

  设计工作流模型及网络数据流规划,支持各种控制和沟通策略,支持生产过程的各种工作流程,实现制造生产和管理过程的自动驱动、记录、跟踪、分析、信息共享等,并容易实现与ERP、PDM等的无缝集成,形成一个信息流的顺畅通道。

  RFID硬件设备主要是电子标签和读写器,两者的选型从以下几个方面考虑:工作的可靠性、窗帘效果图较高的性价比、识别的距离、工作的频率、系统的可扩展性、产品提供及维护的便携性、是否有成功的应用案例。

  基于以上考虑,选择UHF频段读写器,工作频段为902-928 MHz,符合标准EPCGen2,读写距离0~15 m,电子标签选择EPC Gen2标准的防金属UHF标签。

  随着轮胎企业信息化的发展,MES系统的功能不单单在于企业内部,而是基于产品全生命周期管理的信息交互与共享。RFID技术与MES集成应用改善了业务流程,使制造过程中的成本和错误大大减少,提高了生产率,经济效益更为突出。目前RFID标签的数据内容编码还未形成统一的全球化标准,区域性标准已发布,这样通过互联网RFID不仅仅实现制造执行系统内的信息交流,而且可实现与企业其他应用系统的集成,从而使产品信息识别和实时信息共享成为可能。

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