一种基于RFID的仪表生产管理系统及方法

摘要

本发明提供一种基于RFID的仪表生产管理系统及方法，在仪表生产车间设置多个信息采集点处，每个信息采集点对应一个节点工艺，再将接收到的生产订单转成工单，工单生产顺序按照转工单的先后次序进行排序生产，随着仪表的生产过程，信息采集终端在每个信息采集点完成与该信息采集点相对应的所有物料与该仪表的厂内表号的绑定过程，并将绑定结果存储至仪表携带的RFID电子标签，管理计算机同步接收每个信息采集点反馈的RFID电子标签内存储的信息，对工单执行情况和各个工序的物料消耗情况进行分析。本发明以RFID为载体，将生产、检测相关的信息写入到RFID中，减少和系统的交互，将RFID中的信息读取处理，统计相关的数量，进行全局的控制。

说明书

技术领域

本发明涉及电气仪表生产领域，属于一种基于RFID的仪表生产管理系统及方法。

背景技术

随着电子商务，智能制造，自动化技术的发展，工厂中的生产流程管理系统大部分都是采用人工管理的方式，存在人工成本高、无法充分的利用工作时效、生产线中物资物料库存不清，容易引起小组的物料分配不均匀、生产异常、生产线瓶颈等问题。为提升生产管理自动化发展，保证货物准时生产，减少瑕疵品，减少生产过量或因主控机故障导致无法生产等情况的发生，目前急需一种能够对生产线进行长期监测和管理的智能系统，用来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能管理系统，能实现自动采集生产数据，自动做WIP追踪及流程信息记录，实时掌握生产进行情况。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于RFID的仪表生产管理系统包括RFID电子标签、信息采集终端和管理计算机。

所述信息采集终端分布设置在仪表生产车间的多个信息采集点处，信息采集点将仪表的整个生产流程划分成具有先后关系的若干个子流程；每个信息采集点对应一个节点工艺，第一个节点工艺对应的物料上设置有仪表的厂内表号。

随着仪表的生产过程，信息采集终端在每个信息采集点完成与该信息采集点相对应的所有物料与该仪表的厂内表号的绑定过程，并将绑定结果存储至仪表携带的RFID电子标签；其中，在第一个信息采集点处完成厂内表号的定义，以及与第一个信息采集点的工序对应的物料、完成工位号与厂内表号进行绑定；在后几个信息采集点完成当前信息采集点至上一个信息采集点之间的所有工序对应的物料、完成工位号与厂内表号的绑定。

所述管理计算机同步接收每个信息采集点反馈的RFID电子标签内存储的信息，对工单执行情况和各个工序的物料消耗情况进行分析。

进一步的，所述第一信息采集点的信息采集终端预先将后续工艺中的阀座、皮膜的物料批次进行绑定。

进一步的，所述第二信息采集点的信息采集终端预先将后续工艺中的装密封圈、阀盖的物料批次进行绑定。

进一步的，所述信息采集终端的类型包括无固定式扫描枪、固定式扫描枪和RFID读卡器。

本发明还提及一种基于RFID的仪表生产管理方法，所述工作方法包括以下步骤：

S1，将信息采集终端分布设置在仪表生产车间的多个信息采集点处，信息采集点将仪表的整个生产流程划分成具有先后关系的若干个子流程；每个信息采集点对应一个节点工艺，第一个节点工艺对应的物料上设置有仪表的厂内表号。

S2：接收外部发送的订单信息，将生产订单转成工单，工单生产顺序按照转工单的先后次序进行排序生产。

S3：生产线接收到生产指令，采用信息采集终端在每个信息采集点完成与该信息采集点相对应的所有物料与该仪表的厂内表号的绑定过程，并将绑定结果存储至仪表携带的RFID电子标签；其中，在第一个信息采集点处完成厂内表号的定义，以及与第一个信息采集点的工序对应的物料、完成工位号与厂内表号进行绑定；在后几个信息采集点完成当前信息采集点至上一个信息采集点之间的所有工序对应的物料、完成工位号与厂内表号的绑定。

S4，接收每个信息采集点反馈的RFID电子标签内存储的信息，对工单执行情况和各个工序的物料消耗情况进行分析。

优选的，步骤S3中，各个工序的物料消耗情况的分析过程包括以下步骤：

构建线边仓基础资料数据库，用于存储仓库编码、仓库名称、仓库负责人工号、仓库负责人姓名，为线边仓的每个物料设置安全库存。

在仓库将物料调拨到线边仓后，采用PDA对物料进行扫描入库处理。

接收工位发送的物料请求，采用PDA将对应数量和类型的物料进行出库处理，生成工位上料记录。

按照先进先出的方式使用物料。

结合每个信息采集点处的工位反馈的RFID电子标签内存储的物料信息，对每个工位的有效物料消耗情况进行统计，估算每个工位的理论剩余工料数量。

定期采用PDA方式盘点工位物料，与估算结果进行比对，计算得到各个工序的物料消耗情况。

优选的，所述工作方法还包括以下步骤：

设置缓存区小车管理数据库，用于存储小车基础资料、校验属性；每个小车上设置有小车编码。

存放时，同时扫描目标小车的小车编码和待存放仪表的内部表号，将目标小车对应的表类型和待存放仪表的表类型进行匹配，如果不一致，发出警报，否则，通知用户存放仪表，并生成存放记录。

出库时，批量扫描目标小车上仪表的内部表号，对工单号进行校验，校验合格后生成出库记录。

其中，对于工单号对应的冗余仪表，将其对应的内部表号和工单号解绑。

在优选的，所述工作方法包括以下步骤：

接收插单任务请求；提取其中包含的订单信息，生成并下达插单指令。

提示用户确认插单信息，根据用户确认信息将插单任务安排在当前工单任务之后，并生成插单记录。

本发明的有益效果在于：

1、整个系统主要以RFID为载体，将生产、检测相关的信息写入到RFID中，减少和系统的交互，将RFID中的信息读取处理，统计相关生产数量和物料数量，进行全局的控制。

2、通过RFID可以对每个产品的物料加工过程进行追溯管理。

3、通过以RFID为载体，能够将生产中采集的数据进行整合，去实现对订单信息的统计分析。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明一种基于RFID的仪表生产管理系统工作原理示意图。

图2为本发明工位管理示意图。

图3为本发明工位上料示意图。

图4为本发明信息采集点分布点及工作原理示意图。

图5为本发明异常事件管理示意图。

图6为本发明生产流程示意图。

图7为本发明工位物料消耗示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1、图4所示，本实施例提及一种基于RFID的仪表生产管理系统包括RFID电子标签、信息采集终端和管理计算机。

所述信息采集终端分布设置在仪表生产车间的多个信息采集点处，信息采集点将仪表的整个生产流程划分成具有先后关系的若干个子流程；每个信息采集点对应一个节点工艺，第一个节点工艺对应的物料上设置有仪表的厂内表号。

随着仪表的生产过程，信息采集终端在每个信息采集点完成与该信息采集点相对应的所有物料与该仪表的厂内表号的绑定过程，并将绑定结果存储至仪表携带的RFID电子标签；其中，在第一个信息采集点处完成厂内表号的定义，以及与第一个信息采集点的工序对应的物料、完成工位号与厂内表号进行绑定；在后几个信息采集点完成当前信息采集点至上一个信息采集点之间的所有工序对应的物料、完成工位号与厂内表号的绑定。

所述管理计算机同步接收每个信息采集点反馈的RFID电子标签内存储的信息，对工单执行情况和各个工序的物料消耗情况进行分析。

结合图6所示，本实施例中，仪表生产加工步骤如下：开始先放下壳体压旗杆，自动涂胶机，装阀座、皮膜，装密封胶圈、侧盖一，自动紧固端盖设备，装皮膜、密封胶圈，装侧盖二，自动紧固端盖设备，装密封圈阀盖，机芯检漏，安装机芯，自动紧固机芯组件设备，机芯误差曲线检测，装上壳体，自动紧固上壳体设备，密封性检测设备。

生产线接收到工单指令后，开始先放下壳体压旗杆，将每个下壳体喷上不同的厂内编号，例如厂内编号为20210910001、202109150002……************，当喷设完的下壳体传送至第一信息采集点时，通过跟排产电脑连接的USB扫描枪扫描到下壳体上的厂内表号，系统自动使用最上面的第一条在制工单或人员设置当前在制工单，根据当前在制工单信息将工单号、厂内表号、进气方向、流量类型、检测方案写入到RFID中，按照先进先出原则，完成RFID和实物的绑定。在第一个信息采集点时，也可以预先将后续工艺的阀座、皮膜的物料批次进行消耗，提前完成绑定。

从分装线出来装完侧盖后，到第二信息采集点，按照先进先出原则，第二信息采集点将在自动涂胶机，装阀座、皮膜，装密封胶圈、侧盖一、自动紧固端盖设备、装皮膜、密封胶圈、装侧盖二、自动紧固端盖设备、装密封圈阀盖，上述工序中用到的侧盖、皮膜、密封胶圈的批次物料与厂内表号进行绑定，在第二信息采集点时，也可预先将后续工艺的装密封圈、阀盖的物料批次进行消耗，提前完成绑定工作。

第三个信息采集点设置在流水线判断节点，接收从机芯密封性出来合格的产品，按照先进先出原则，第三个信息采集点利用与排产电脑连接的USB扫描枪扫描到下壳体上的厂内表号将在机芯检漏、安装机芯、自动紧固机芯组件设备、机芯误差曲线检测上述工序中用到的机芯批次物料与厂内表号绑定。

第四个信息采集点设置在装完上壳体自动紧固上壳体设备后，第四个信息采集点通过RFID读卡器，读取下壳体上的厂内表号，按照先进先出原则，在装上壳体以及自动紧固上壳体设备上述工艺中用到的上壳体、阀门、内外磁钢批次物料完成与厂内表号的绑定。

第五个信息采集点设置在装完计数器之后，利用RFID读卡器读取下壳体的厂内表号，完成厂内表号和计数器批次物料的绑定。

上述采集点的设置方式并不是唯一的，可以根据实际生产流程采用其他的设置方式。

优选的，所述信息采集终端的类型包括无固定式扫描枪、固定式扫描枪和RFID读卡器。

本发明还提及一种基于RFID的仪表生产管理方法，所述工作方法包括以下步骤：

S1，将信息采集终端分布设置在仪表生产车间的多个信息采集点处，信息采集点将仪表的整个生产流程划分成具有先后关系的若干个子流程；每个信息采集点对应一个节点工艺，第一个节点工艺对应的物料上设置有仪表的厂内表号。

S2：接收外部发送的订单信息，将生产订单转成工单，工单生产顺序按照转工单的先后次序进行排序生产，在接收到的订单信息也可能是插单任务请求，如接收到插单任务时，需从管理计算机提取其中包含的订单信息，用于调整排产时间、交货期，下达插单指令；系统自动根据工单状态将生产中的工单信息显示在排产界面，提示用户确认插单信息，并生成插单记录。

S3：生产线接收到生产指令，采用信息采集终端在每个信息采集点完成与该信息采集点相对应的所有物料与该仪表的厂内表号的绑定过程，并将绑定结果存储至仪表携带的RFID电子标签；其中，在第一个信息采集点处完成厂内表号的定义，以及与第一个信息采集点的工序对应的物料、完成工位号与厂内表号进行绑定；在后几个信息采集点完成当前信息采集点至上一个信息采集点之间的所有工序对应的物料、完成工位号与厂内表号的绑定。

S4，接收每个信息采集点反馈的RFID电子标签内存储的信息，对工单执行情况和各个工序的物料消耗情况进行分析。

(一)管理计算机

管理计算机将生产订单信息转成工单，根据转工单的先后次序进行排序生产。其中，管理计算机通过信息采集终端获取厂内表号RFID绑定数据，发送至管理计算机进行分析，结合工单型号规格、进气方向、流量类型、检验方案都相同的缓冲区小车，获取已投入数量、本地的工单不良率及备用表数量；再根据外部组件上传机芯误差曲线、整机密封性、精度检定初校、精度检定复校、人为标记不良的数据进行统计分析；根据上述已投入数、不良率、备用表数量提示用户进行工单切换。

当管理计算机接收插单任务请求；提取其中包含的订单信息，把投产日期设置成当天，生成并下达插单指令，工单状态为生产中，将工单排序到最上面第一条，提示用户确认插单信息，如当前有在制工单，等当前工单完成后进行插单，或暂停当前在制工单进行插单，根据用户确认信息将插单任务安排在当前工单任务之后，并生成插单记录。管理计算机将在制工单的实时情况通过电子看板进行展示。

(二)RFID电子标签

RFID电子标签用于存储生产、检测相关的信息，利用管理计算机连接的USB扫描枪扫描下壳体上的厂内表号，系统自动使用最上面的第一条在制工单或人员设置当前在制工单根据当前在制工单信息将工单号、厂内表号、进气方向、流量类型、检测方案写入到RFID中，完成RFID和实物的绑定。

对于工单号对应的冗余仪表，将其对应的内部表号和工单号解绑。管理计算机通过扫描下壳体的厂内表号，将信息RFID中读取出来，把工装板和基表解绑，存放在数据库中。

管理计算机通过RFID电子标签中读取配轮方案，显示在工位电子看板界面，方便人员进行配轮调整。

如图2所示，各信息采集点分别设置一个或多个工位，工位包括工位编码、工位名称、所属产线、备注信息，利用管理计算机将工位信息与对应的信息采集点进行绑定，采用PDA对物料进行扫描入/出库，结合一条工位上料记录，进行该工位物料盘点调整实际数量，其中，一条工位上料记录可以进行多次调整。

如图3、图7所示，各个工序的物料消耗情况的分析过程包括以下步骤：

S21，构建线边仓基础资料数据库，用于存储仓库编码、仓库名称、仓库负责人工号、仓库负责人姓名，为线边仓的每个物料设置安全库存；

S22，在仓库将物料调拨到线边仓后，采用PDA对物料进行扫描入库处理；

S23，接收工位发送的物料请求，采用PDA将对应数量和类型的物料进行出库处理，生成工位上料记录；

S24，按照先进先出的方式使用物料；

S25，结合每个信息采集点处的工位反馈的RFID电子标签内存储的物料信息，对每个工位的有效物料消耗情况进行统计，估算每个工位的理论剩余工料数量；

S26，定期采用PDA方式盘点工位物料，与估算结果进行比对，计算得到各个工序的物料消耗情况。

如图5所示，本实施例管理计算机负责构建OPC服务器，方便跟主PLC通讯，获取设备的所有相关信息，包括数量、合格数、不合格数、警报信息、以及其他设备能提供的信息包括温度、湿度信息，管理计算机结合获取的信息进行分解，存储在不同的表中，方便后续进行数据的处理查询。

优选的，本发明提及的一种基于RFID的仪表生产管理方法设置有缓存区小车管理数据库，用于存储小车基础资料、校验属性；每个小车上设置有小车编码；

存放时，同时扫描目标小车的小车编码和待存放仪表的内部表号，将目标小车对应的表类型和待存放仪表的表类型进行匹配，如果不一致，发出警报，否则，通知用户存放仪表，并生成存放记录；

出库时，批量扫描目标小车上仪表的内部表号，对工单号进行校验，校验合格后生成出库记录；

其中，对于工单号对应的冗余仪表，将其对应的内部表号和工单号解绑。

例如，在工单数量完成后，可能因为投产的原因多了几台表，这个时候需要将表放到缓存区。在系统中进行小车基础资料的管理，将小车进行编号，然后设置能放置的表类型，校验的属性包括进气方向、流量类型、检测方案。

本实施例的管理系统对缓冲区进行库存管理，将不同类型的表分别放到不同的小车上，为了防止操作人员放错，放的时候需要同时扫描小车编码和内部表号，系统自动小车的表类型和当前的表类型进行匹配，如果不一致，会提示用户。在出库时，用户在系统的PDA端进行操作，点击出库，扫描小车上表的编号，完成出库，可以批量扫描；也可以出库的时候选择工单，这样系统就会进行校验，当前出库的表和工单是否匹配。缓存区内设有拉动看板显示缓存区所有小车现有的各种表类型以及相关的数量，方便排产人员进行合理规划，进行缓存。

本实施例管理计算机通过超本文协议进行数据检测管理，预设检测方案，接收外部设备检测请求，可以查询检测方案编号的相关数据，外部设备通过向管理计算机上传机芯误差曲线数据、整机密封性数据、精度检定数据，管理计算机收到数据后，将数据插入到队列中，直接回复给设备，数据上传成功。

为减少网络、机器性能对数据上传的影响，所有数据先插入到队列，保证检测数据实时上传。管理计算机启动后台服务，实时处理队列数据，将数据插入到相应的机联网表中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。