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年 月第 卷增刊控制工程 文章编号 一 加 习 DI技术在智能化工厂中的应用李尚春 丛力群 欧阳树生 邵顺中(上海宝信软件股份有限公司 上海 摘要 对现代工厂智能化进行了初步探讨在现代工厂生产物流安防及备件资材的管理中 标识和识别已成为其技术进一步发展的瓶颈 ID技术的应用 解决了工厂智能化发展中的这一关键技术问题通过 ID技术与工厂生产物流安防及备件资材的管理流程的有机结合 实现企业制造与管理过程中 时象的自动识别 以此实现企业生产物流安防及备件资材的数字化精确化管理提高企业的管理效率 降低人工劳动强度所提及的基于 D的管理方法 已在多个企业得到应用 效果良好关键词 射频识别( ID ;智能化工厂;标识和识别;敏捷管理中图分类号 T 文献标识码 AApp IDT 盯 d I 叮L 咭一c u ONGL 一叮u OUAYN u一s HAO u 吃人咭( B s w L d (X! Abs A 罗 m d m d m 巧 s d w dw ID( d qu yId .N w- d ys d d d y b m v 口 mp m m O m u u s s d ds p sT pp IDm叮s v sk yp b mp p y.D d u m b z d p ss p du dm m c 叮 u ID 群. y b mp v d d b s b du d sm m . u m App sO ID v b us d m y ds dm k d su s.K yw ds ID( d qu yId ; 罗 琢;ID(dI d d y m m 引言企业的发展已经经历了自动化网络化信息化历程 目前正向智能化方向发展企业的智能化水平已经是企业在现在激烈的市场竞争中 提高其竞争力的一个主要手段 通过智能化水平的提高 发挥企业自动化信息化和人力资源的优势 提高企业的经济效益企业的智能化必须以自动化网络化和信息化为基础 借助先进的计算机综合监控系统信息综合管理系统 借鉴人类管理的智慧 实现工厂生产制造协调调度物流管理和领导决策的统一指挥生产的管理体系实现工厂的智能化 重点是在信息化的基础上引人先进的管理理念智能化的方法和流程 在企业的生产和管理体系中 充分进行信息获取 融合人工智能的思想 生成企业生产调度和物流管理的系列规则 进行生产组织和物流调度作业本文对 ID技术在智能化工厂的应用进行研究收稿日期 一 刀 ;收修定稿日期 习 一 基金项目 上海市科委资助( Dz s Z 作者简介 李尚春( 一 男 安徽马鞍山人 高级工程师 工作 智能化工厂瓶颈现代制造企业 目前已经具有了较为丰富的企业信息管理系统和过程自动化系统 这些系统在企业的运行中发挥了重要的作用但近年来市场对制造业要求越来越高 要求企业产品不仅有高的规范低的成本优良的质量;还要有快速的供货时间 这些给企业带领了巨大的压力这些对企业的生产制造和供应链系统提出了更高的精细化和敏捷性要求 为保证产品供应链内生产的严格同步 就需对企业生产进行有效跟踪 对生产过程中的统计数据快速分析 对生产绩效合理评估 以此调整生产过程中的生产资源 减少产品的过量或不足 优化供应链中各环节的运转时间要解决好这些精益敏捷生产和管理中的问题 关键是如何实时采集生产和供应链系统各环节中实际物料流动的数据企业生产过程中的多数参数都可通过测量系统自动进行数据的采集 如压力测量系统速度流量测量系统位置测量系统等这些采集的数据正确快速 可以很好地满足生产过程的控制和数据分析研究生 主要从事基于 ID和物联网的企业智能化和信息化等方面的控制工程第 卷无论是在产品的制造 还是在产品的供应链管理中 产品的标识和识别一直是人们探讨的难题过去常用的手段是人工录人和条码大量的信息录人 毫无疑问加重了现场管理者的负担 也极易产生错误采用条码输人 虽减轻了人员的工作负担 但依然不能摆脱人工操作的局面 这严重制约了企业信息化向深层次的发展和向智能化的转变 刃ID在智能化工厂中的应用 ID技术可有效地解决产品的标识和识别 通常 ID系统由电子标签读写器天线以及上位控制计算机所组成电子标签芯片中的数据存储区 存储被识别物体的标识数据信息 在接收到读写器的指令后 对数据存储区进行数据的存储或读取操作 在数据读取时 通过标签天线将载波信号发送出去 读写接收电子标签发送的数据 并与上位控制计算机系统相连接 实现物品信息的采集由此可见 ID技术解决了现代企业智能化进程中的一个关键问题一产品(物品 的自动识别问题解决了这个问题 使工厂中的产品或物品有了基本的智能形态 通过 DI系统实现了所标识物品与管理设备的自动交互 由此根据企业生产或物流过程中所总结的经验规则 实现工艺流程的智能化管理 在产品生产制造过程智能化中的应用产品的加工生产是通过一系列的工艺制造过程完成的 为保证产品生产过程的有序性 产品的加工过程应保证时间空间上的准确性实物形态的精确J胜和生产环境状况的一致性 才能在指定的时间内完成所要求的产品上述生产过程中 可用 ID技术进行产品制造过程的跟踪通过对电子标签信息的获取 可及时了解掌握产品的加工状态过去产品加工过程中的标识常采用喷印或人工标识 在生产上的关键工序通过人工进行识别和记录 这不仅效率低 而且有时还给人带来危险现代企业的生产制造通常包含 D 和 系统这些系统分别进行着企业生产的过程控制;生产产品的设计管理;产品的生产调度和企业的人财物资源管理引人 ID后企业的生产制造管理系统结构 如图 所示 ID系统进行产品的识别和标识信息采集这些信息可及时反馈到企业生产制造的 和 D 系统 以此进行产品生产计划的及时调整和生产调度 同时 系统可根据 ID标识信息 进行产品的生产控制可见 ID技术在生产过程中的引人 促进了生产过程的信息的及时性和完备性 提高了生产加工工艺的连续性和连贯性 使得企业的生产过程向自动化和智能化方向迈出坚实一步 在成品物流过程智能化中的应用工厂的成品物流过程由仓储运输和配送环节所组成这里采用 ID技术后可大大提高成品物流的管理效率成品物流过程示意图 如图 所示图 成品物流过程示意图在生产厂产品进人产成品库前贴上 ID标签 在产成品的人库出库点布设 ID识读设备 带有 ID标签的成品出入库时 识读设备会自动获取标签数据 进行成品出人库的自动管理由于动作过程的连续性 通过计划和实绩数据在计算机系统上可建立系统的电子数字垛位 由此使仓库管理人员对库区信息一目了然在进行产品运输时 可用 ID技术进行产成品的装车管理由于能自动采集产品信息 减少了人工操作配送过程系统根据生成的电子垛位 按配送要求 通过智能的调度集坯准则 给出配送计划 进行配送 在厂区智能安防系统中应用厂区大门智能安防系统 如图 所示销销咨物流管控系统统统 D 一一一{ IDjjj 一{{{{{{{{!!!!!几{{{图 引入 DI的生产制造管理系统结构图图 厂区大门智能安防系统示意图增刊李尚春等 ID技术在智能化工厂中的应用厂区的安防系统通常是指厂区的周界防范和厂区的出人管理厂区的周界防范已有较为成熟的技术 因此难点一般在出人管理系统厂区出人点一厂门 包含人车物的流动 为了既实施有效管理 又保证厂门区人车物的通过效率 在厂区出人安防系统的管理中采用 ID技术是行之有效的措施对进出厂的人车和大件物品都发放或粘贴 ID标签 在厂门口分别布设 ID人员通道管理系统 不停车出人车辆管理系统和物品出人管理系统在人员通过厂门时 依据所佩带的电子标签 可进行合法性检验还可作为人员的上下班考勤时间在进出厂的车辆上粘贴电子标签 可进行车辆进出厂的合法性检查 对不合法的车辆不予放行;同时对车辆进出厂的路径也可跟踪 并记录车辆进出厂的时间大件物品出厂时 通过其上粘贴的电子标签 可与物品出厂计划自动进行比对 比对结果一致时允许出厂 结果不一致时拒绝出厂 在备件和设备维护智能管理系统中应用在制造企业中 备品备件和设备的在线维护管理 也是保障企业正常生产的重要环节之一这些设备品种多 数量大 保障时间紧迫;尤其是在线设备的维护 要求准确快速 同时在维护完成后还要知道其原来的工作位置 以便与现场部件有良好的配合备件和设备在线维护系统结构 如图 所示备备备备备备备件管理∀∀ 月旧旧旧和和单单单单单单单单单单体体体系统统统在线维护∀∀在在线维护设备备备标识识识识识设备备管管管管管管管管管管管管管管理系统统圈 备件和设备在线维护系统结构图为实现系统的上述要求 在每个备品备件和需维护的设备上 安装 ID标签 通过在库区的大门或通道上安装 ID识读设备和现场的在线手持设备 进行设备信息的采集 采集的信息经过上层备品备件智能管理系统的处理 可实现自动出库自动人库和清盘库的检验和校核 及时给出备品的存有量使用量 及使用状况的统计分析 ID在智能化工厂中应用的关键技术问题从上看出 ID技术可用于产品的制造成品的存储和运输以及为生产服务的人车和备件等管理通过 ID技术的使用 实现产品信息的自动采集 通过上层智能管理系统的处理 可自动给出进行管理和操作的各种指导信息 有力提升了工厂的智能化水平可见 ID技术在工厂管理的智能化自动化和信息化方面 有着关键作用要搞好 ID在工厂的应用 需解决好以下关键技术问题 复杂工业环境下的 ID可靠识读技术工厂的生产环境是非常复杂的 通常是高温多尘强磁和大范围的金属背景这些都会给 ID技术的使用带来一定的困难 为确保 ID技术在这些复杂环境下的成功应用 需进行 ID系统的精心设计首先应确定标签和 ID设备根据生产要求 选定标签的工作频率设计标签的天线结构形式和标签的封装方式 确保固定于产品上的标签能承受复杂的生产环境其次是对天线甩AD 进行精心设计这包括天线极性的选型增益的选择;识读 AD 的性能选择 它包括识读速率 防碰撞 接口形式等最后是将设计的系统 在现场进行试验测试 并不断改进 直至其满足性能要求 系统的无缝集成技术 ID系统的建设无疑会提高工厂生产和管理系统的智能化水平 提高工厂的效益但这需与工厂已有生产和管理系统紧密接合 做到无缝连接这在系统的硬件和软件设计上需综合考虑为实现系统的无缝集成 系统的硬件系统要满足 贴标应自动化 并与生产节奏同步b ID设备应布设在生产工艺要求的信息采集点 ID设备的性能要与设计项匹配 以免误读和漏读系统软件设计上 应通过中间件产品实现与原 s 系统的无缝连接 并可对工厂的原有生产和管理流程进行优化和改进 编码的规范和标准 ID电子标签信息是工厂良好