一、系统背景

　　在离散生产制造行业中，相对目前被广泛使用的条码技术而言，RFID 标签具有本质上的优势。RFID标签的优势包括：可无线远距离读写，可穿透性读写，可在高速移动的状态下读写 、存储更多的数据、可在恶劣的环境下使用等。因此，RFID 技术不只是条码技术的简单替换，它在离散制造业中的应用将改变离散制造企业的生产经营方式。目前 ,RFID 技术已经开始应用于离散制造行业的供应链管理 、仓库管理 、物料管理等。目前 RFID 技术在离散制造业生产线上的应用还没有比较通用的案例，健永科技根据生产线的具体应用，研究了 RFID 技术在生产控制中的应用 ，生产线可视化管理，生产过程控制中的应用。

RFID自动化生产线应用原理

　  二、生产线可视化

　　生线的可视化是使企业管理层能够实时地发现在生产品和生产线运转状态，系统主要由流水线、RFID 数据采集系统 、在制品和工位几个部分组成。

　　 在生产品在流水线上移动，到达工位后由工人取下再生产品进行零配件组装，完成后再放回流水线,直到完成所有工序 。系统主要包括两个固定 RFID 读写器。 每个在生产品都加上 RFID标签。

　　系统流程：当带有 RFID 标签的在生产品，以先后顺序经过读写器 1 和读写器 2 时，读写器将读取产品上的标签信息，并将数据上传到系统上位机。进而判断在生产品的完成情况及各个工位的运转情况。

　   三、生产线监测

　‍　1、工位超时 ：‍

　　生产线监测是通过对工位的监测，判断整条流水线是否运转正常。

　　在生产品在工位逗留时间过长，可判断为工位异常。假设在生产品在某工位允许的最长逗留时间为Tmaxi，则判断工位异常的公式如下：

　　如果 T（读写器2）- T（读写器1） < Tmaxi，则在生产品逗留时间不超时；

　　如果 T（读写器2）- T（读写器1） > Tmaxi， 则在生产品逗留时间超时；

　　当在生产品经过读写器天线 1 ，而没有经过读写器天线 2 时 ，说明该标签绑定的产品生产时间超长太多。系统会根据提前设定的时间，进行比较并报警提示。 式中T（读写器2），T（读写器1）为读写器天线 2 和天线 1 的 2次读写同一标签发生的时间。

　 　2、工位压货：

　   工位出现在制品堆积时，为Nmax，对某个工位堆积在制品数量的判断，依赖于查找表 1 所构成的工位操作历史表，其查找过程如下 ：

　   当通过N(读写器2）-N（读写器1）<Nmax时，则该工位没有压货；

　　当通过 N(读写器2）-N（读写器1）>Nmax ，则该工位压货。系统会根据提前设定的时间，进行比较并报警提示。

　　 Nmax为某工位允许堆积的在生产品最大数量；N(读写器2）为经过读写器2的再生产的产品数量；N（读写器1）为经过读写器2的再生产的产品数量。

　　 四、在生产品监测

　    在生产品监测是通过实时地获取在生产品上 RFID 标签数据 ，以判断在制品所处的工位及已经完成 的工序。假设某生产品生产线中有 N（所有）道工序 ，则在生产品生产状态的监测方式如下：

　　1、 在生产品上线时 ，根据在生产品的制造要求，确定工序数量N（所有），并确定工位顺序（123···n) ，生成一个二进制代码，使其从最低位开始顺序代表其经过的工位的完成状态，完成为1 ，未完成为 0。在在制品上线时，其初始值为 0。

　　2、 把该代码写入 RFID 标签并和在生产品绑定。

　　3、 在生产品每完成一次工序并离开工位时 ，修改相应位代码。

　　4 、 读取 RFID 标签相应代码，就可以确定已经完成的工序和正在完成的工序。

　　5、  生产过程控制。

　　五、技术原理

　　生产过程控制的目标是根据在生产品信息，静态或动态地确定在生产品组装路线和组装方式，其基本原理 是：实时检测到在生产品信息后，根据控制系统设定的组装路线和组装方式，生成路径选择指令和组装提示。系统主要由 RFID 数据采集系统 、工位控制器 、看板和路径选择执行机构组成。

　　在制品的组装路线既可以是上线之前制定的静态路线，也可以是上线后临时改变的动态路线。本系统采用“虚拟生产线”的概念，给每一个在生产品分配一个虚拟生产线。组装路线控制算法如下：

　　步骤 1 　根据在生产品的组装要求，生成虚拟生线。

　　步骤 2 　将 RFID 标签中的在生产品代码和虚拟生产线绑定，然后将标签和在生产品绑定。

　　步骤 3 　当在生产品进行多径选择时 ，读写器读取标签中的在生产品代码，并根据虚拟生产线中的信息，确定下一个工位。该算法的优点是，当需要对在生产品的制造工序进行改变时，只需更改控制器中存储的虚拟生产线和工位关系，便于组装路径动态控制。

　　组装方式控制算法如下 ：

　　步骤 1 　根据在生产品组装要求，生成组装指令表。

　　步骤 2 　读取 RFID 标签中的在生产品代码和工序代码，查找组装指令表。

　　步骤 3 　在看板中发布组装指令，指导生产。

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