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北京XXXX公司新MES系统RFID系统方案杭州汇加信息技术有限公司二Ｏ一四年八月1/141.项目背景目前，北京XX为适应市场需求，提高公司制造管理，达成由“推”改“拉”的生产模式变更项目目标，故新购RFID系统支撑新MES系统以满足拉式生产。本次MES系统新增RFID设备，在满足系统要求的基础上实现自动扫描，并实现从焊接上线到整车入库整个生产流程，达到简化工艺流程，以及监控车辆信息的目的。2、项目目标本次MES系统新增RFID设备，在满足系统要求的基础上实现自动扫描，并实现从焊接上线到整车入库整个生产流程，达到简化工艺流程，以及监控车辆信息的目的。3系统技术方案3.1系统建设内容（1）前端系统设备的安装部署前端设备包括：一体式读写器、传感器、耐高温标签、吸附式标签、安装支架、标签承载箱。一体式读写器安装在汽车生产线的各个环节的关键点位附近用于读取悬挂于车体上面的标签。传感器安装于车辆经过的轨道两侧用于判断车辆的进出识别。耐高温标签安装在焊接、涂装环节的车辆上面、内含车辆信息代码。2/14吸附式标签安装在总装车辆车体顶部。标签承载箱用于开工点和涂装最后的交验点、总装测试最后的点位，用于承载标签使用。（2）中间件软件的部署软件部署在系统服务器中，用于RFID读取的数据的处理，实现各种接口设备管理：监控读写器、红外、报警外设的工作状态，完成与后台数据库系统的数据接口。3.2系统架构及组成系统结构图3.3硬件组成本系统硬件由如下部分组成：一体式RFID读写器、高温无源标签、吸附式无源标签，传感器。3/14一体式RFID读写器：采用工业级一体化设计，支持多路GPIO输入输出，可外接红外与报警装置，可以自动扫描感应区域内经过的车辆携带的RFID标签，读取标签内存储的车辆信息，信息内容包含写入的EPC区和USER区的数据，并且设备以独有的防碰撞设计能够支持多标签与单标签识读工作方式。耐高温无源标签：具有超强的耐高温能力和抗腐蚀能力，能够用于高温热水洗涤循环系统和喷漆产线，适用于（-40~250）摄氏度的环境下使用。USER区可支持64字节的数据存储。吸附式无源标签：采用标签与软磁铁相结合的方式封装，吸附力强，不伤漆工艺，高强4/14度的防护等级可适用于汽车生产的颠簸、水淋等复杂的环境。传感器：传感器采用镜片反射及直反式传感器，以触发传感器的方式让设备开始工作及停止工作。3.2软件组成中间件功能逻辑结构图软件总体功能设计采用多层架构，由采集组件层、前台显示系统（显示层）、后台支撑系统（业务罗辑层、数据访问层）三大部分组成。采集组件层以事件驱动为基础，采用并发处理，高效率加工数据。前台显示系统提供丰富的系统级接口，支持C/S，B/S等调用模式，通过多样化的接入方式使用系统，进行业务操作，以生产监管业务应用为核心进行组件设计，让用户操作更方便，更快捷，更易于使用。后台支撑系统采用事件驱动、并发处理模式，实现业务的模块化，易于分布、易于扩展、支持高性能运算处理。5/14功能逻辑结构图3.2.1采集组件层采集组件层包括设备及标签等组成，对读写器采集到的数据进行过滤和加工，提取有效数据，以最小数据量进行传输。该层可根据实际组网环境，采用分布式部署方式进行部署。3.2.2显示层各个客户端显示层用于系统显示和各个功能模块的控制和管理。数据管理，提供用户直接维护产品和其他设备的基础信息。3.2.3业务逻辑层业务逻辑层用于对客户端显示层和采集组件层的逻辑支持。其包括设备管理、业务逻辑、报警处理逻辑和数据过滤等。针对客户端功能中监控警报的判定、6/14查询统计的分析、优化和反馈、显示信息与权限相关数据过滤等。3.2.4数据访问层数据访问层用于连接业务逻辑层和物理数据库，支持异步数据访问技术，封装了数据库连接和数据库基本操作，向业务层提供数据访问服务。4系统功能实现方式4.1工作原理网络读写器A读写器N中间件服务器MES系统人员操作电脑传感器B传感器A将读写器、中间件服务器通过网络连接到一起，使中间件服务器能正常访问到每个读写器，并能正常与MES系统通讯。4.2数据处理4.2.1．耐高温标签的数据写入在开工点位读写器读取标签ID，通过中间件判断不重复之后上传给MES系统；MES系统接收到socket数据后，根据标签ID返回需要给标签写入的数据，中间件将数据写入标签；写入成功后，读取并判断数据是否正确，不正确则报警。7/14若标签不合法，则MES系统返回响应的警告数据，中间件报警。在标签数据无误后，向MES系统发送工艺通过请求。并使用挂钩将标签悬挂于车架上，到涂装车间交验点取下放到标签承载箱里面进行循环使用。4.2.2.吸附式标签数据的写入（1）在涂装交验点位读写器读取标签ID，读写器读取标签ID和信息显示在操作电脑界面上通过中间件判断不重复之后上传给MES系统；MES系统接收到数据后，向总装第一个点位读写器发送写入数据指令，根据标签ID返回需要给标签写入的数据，中间件将数据写入标签；写入成功后，读取并判断数据是否正确，不正确则报警。若标签不合法，则MES系统返回响应的警告数据，中间件报警。在标签数据无误后，向MES系统发送工艺通过。（2）车辆离开车位时读写器读取标签ID，将数据和标签ID等信息发送到MES系统，MES系统记录该标签以及绑定的车位数据信息，在系统中将标签状态修改使用完毕，以免被错误绑定和关联；MES系统根据信息返回相应的结果给中间件，中间件做出相应处理，如报警。在标签数据无误后，向MES系统发送工艺通过。4.2.3.向MES系统发送报警数据5.系统特点该自动识别系统的主要特点可归纳为以下几点：8/141、标准化系统采用的远距离物联网识别技术采用的是国际上标准的900M频段RFID技术，符合ISO-18000-6B/C的国际标准.2、可拓展性系统在建设上采用先进的设计思想，不仅满足用户当前的业务需求，还能随着需求的增加而不断的扩展3、稳定、可靠性系统具有极高的安全性、可靠性。具备长期和稳定工作的能力。4、高效性系统具有稳定的识读效果与识读距离，保证系统的高效的识读效果。5、灵活、强大的系统架构设计上采用中间件服务处理方式，既方便对硬件设备的维护管理，又增加了对大容量数据过虑、处理、汇总、分发等功能，具备灵活配置、功能强大得特点。RFID一体式读写器技术参数参数说明项目备注9/14基本特性外形尺⼨234mm*173.4mm*35mm供电⽅式9-15VRFID⼯作频率902~928MHz安全性防⽔防尘⼯业等级IP67⼯作温度-25°C到+80°C⼯作湿度5%to95%RH⽆凝露状态抗震和抗冲击5-400HzPSD(任意)and30g(3轴)ESD抗静电：+/-8kVdc空⽓放电，+/-4kVdc接触浪涌：1.5KV（所有的通信接⼝）手持式标签读取器技术参数10/14RFID高温电子标签技术参数RFID吸附式无源电子标签技术参数传感器技术参数11/14标签承载箱6.电子标签安装实施方案6.1标签的安装6.1.1抗高温无源标签的安装采用挂钩的方式安装，挂钩可循环使用。需与使用方确定工艺要求。6.1.2吸附式无源标签的安装标签与软磁铁封装在一起，吸附在车身，经过颠簸、淋雨、路测等环节，标签没有滑动的痕迹、没有对车身造成损伤。测试后，标签读取正常，数据无丢失。12/146.2设备的安装一、焊接车间安装说明1、焊接车间共20个点位，可采用立杆与支架式倾斜安装的方式进行。2、焊接车间的开工点、UB100、地板链入口等点位，因车辆停止的位置不同，导致设备至标签的距离不定，采用调节立杆高度、调节设备功率，以适应此种环境下的安装。3、地板链出口等位置因为不能采取立杆的方式安装，可借用灯棚的支架进行安装，我方提供的此种支架，采用万向节设计，为调试与使用提供更便捷的安装方式。4、传感器采用反射式安装，直接与设备部署连接，控制读写设备工作。二、总装车间安装说明1、总装、外观、路测等工位共42个点位，龙门架共需11套，室外龙门架采用不锈钢材料加工，防止室外环境多安装附件的影响。因为标签吸附在车身顶部，所以检测线采用吊顶安装方式。2、颠簸测试点位、外观检测室地沟位置采用龙门架的方式安装，设备可以调节任意的读取角度。2、装饰共六条线，包括车辆在桥架上的几条线，每条线的入口与出口安装较难，在不影响车辆通行与读取效果的前提下，借助原有的桥架，使用可调节角度的安装支架安装设备。3、因为现场有几条线不能采用立杆式安装，传感器选用直反式光电传感器，有效地感应车辆的进出的识别。13/147.验收方案8.培训方案