基于RFID的生產線監控技術解析

　RFID(Radio Frequency IdenTIty technology，無線射頻識別技術)自動收集存儲在RFID標簽中的數據，以獲取被識別對象的相關信息。RFID讀寫器、天線(內置或外置)是一個簡單的RFID數據采集系統、如圖1所示，由RFID標簽3組成。

隨著技術的發展，RFID逐漸應用于離散制造業。與目前廣泛使用的條形碼技術相比，RFID標簽具有本質優勢。RFID標簽的優點包括：無線遠程讀寫、滲透讀寫、高速移動讀寫、存儲更多數據、惡劣環境等。因此，RFID技術不僅僅是條形碼技術的簡單替代，其在離散制造業中的應用將改變離散制造企業的生產經營模式。目前，RFID技術已開始應用于供應鏈管理、倉庫管理、材料管理等領域。目前，RFID技術在離散制造業生產線上的應用還沒有普遍的解決方案，Fagui Liu和Zhaowei Miao研究了RFID技術在生產控制中的應用，但重點關注系統建設，主要討論了陶瓷行業的應用。本研究以RFID先進技術為基礎，重點關注該技術在裝配行業生產線可視化和生產過程控制中的應用，依托國家863高科技研發計劃資助項目，已應用于重慶某摩托車發動機生產線監控系統。

　1 基于RFID的生產線監控技術

1.1 生產線可視化

1.1.1 技術原理

本研究的技術實施方案如圖2所示，使企業管理層能夠實時發現產品生產和生產線的運行狀態。該方案主要由裝配線、RFID數據采集系統、產品和站組成，在裝配線上移動，到達站后由工人拆卸零件組裝，完成后放回裝配線，直到所有過程完成，RFID數據采集系統主要包括雙天線RFID讀寫器，每個產品都與RFID標簽綁定。

該技術的基本原理是：當綁定RFID標簽的產品通過天線1和天線2時，將觸發兩個RFID標簽讀寫事件，并通過記錄和處理事件產生的相關數據來判斷產品的完成和各站的運行。

RFID標簽讀寫事件數據表以讀寫器代碼和工位代碼為關鍵字，如表1所示。

此外，生產線和車站之間形成了以生產線代碼為關鍵字關系表，使生產線代碼為Line_code，所以他們之間的關系是：

(Line_codei，WPoint_codei1，WPoint_codei2..WPoint_codein)。

1.1.2 技術實現

1)生產線監控。生產線監控是通過對車站的監控來判斷整個裝配線是否正常運行。當產品在車站停留時間過長，或車站出現在產品堆積中時，可判斷為車站異常。使產品在車站允許的***停留時間為Tmaxi，車站允許的***數量為Nmaxi，判斷車站異常的公式如下：

如果TImej-TImei》Tmaxi，Timej和Timei是讀寫器天線2和天線1的兩次讀寫事件發生在產品停留超時的時候。

當產品通過天線1而不通過天線2時，公式變為：Timecorrent-Timei》Tmaxi。

對某個站點堆積在產品數量上的判斷，取決于由搜索表1組成的站點操作歷史表，其搜索過程如下：

步驟1 Wpoint_code通過流水號Line_code找到工位號code。

步驟2 Wpoint_通過工位號code，在產品代號Product中搜索通過天線1而不通過天線2的產品代號 code。

步驟3 與Nmaxi相比，累積的產品數量可以判斷產品是否過量。

2)在產品監控中。產品監控是通過實時獲取產品上的RFID標簽數據來判斷產品的站點和已完成的過程。假設產品Product_codei有Ni過程，產品生產狀態的監控算法如下：

步驟1 產品上線時，椴樹根據產品的制造要求，確定工序數量Ni，確定工位順序，生成二進制代瑪，使順燕從***水平代表工位完成狀態，完成為1，未完成為0。在產品上線時，其初始值為0。

步驟2 將代碼寫入RFID標簽并綁定到產品中。

步驟3 當產品完成每個工序并離開工位時，修改相應的位置。

步驟4 通過閱讀RFID標簽的相應位置，可以確定已完成的過程和正在完成的過程。