Аннотация: Ввиду существующих проблем обратных методов сбора данных и отсутствия методов мониторинга состояния производства в цехах по производству сельскохозяйственной техники исследовано прикладное решение на основе технологии радиочастотной идентификации (RFID). Во-первых, на основе анализа текущего производственного состояния предприятия была предложена схема сбора данных и архитектура поддержки сети на основе технологии RFID; во-вторых, разработана система отслеживания статуса незавершенных работ на платформе Visual Studio 2017 и языке C#; наконец, в качестве объекта исследования был выбран измельчитель кукурузы. Объект исследования реализует размещение оборудования на производственной площадке и проводит эксперименты по его производственному процессу; Экспериментальные случаи показывают, что система может работать быстро и стабильно, помогая компании добиться сбора данных в реальном времени и визуального мониторинга состояния производства, проверяя реализуемость и эффективность предложенного метода. Ключевые слова: цех по производству сельскохозяйственной техники; определение радиочастоты; Сбор данных; визуальный мониторинг


Радиочастотная идентификация (RFID) — это технология бесконтактной автоматической идентификации, которая позволяет автоматически идентифицировать неподвижные или движущиеся объекты, прикрепленные электронными метками. Являясь важной частью Интернета вещей, он получил большое внимание в стране и за рубежом и был глубоко изучен отечественными и зарубежными учеными в таких аспектах, как управление складами, распознавание личности и контроль производства. Кроме того, по сравнению с традиционной технологией сканирования штрих-кодов, технология RFID обладает характеристиками идентификации партий на большом расстоянии, быстрой скоростью обработки информации и высокой адаптируемостью к окружающей среде, что делает ее применение преимуществами при сборе данных в производственных цехах, мониторинге производственного процесса и других областях. Все более очевидным является то, что развитие информатизации в традиционном дискретном производстве оказало огромное влияние [1]. В настоящее время отечественными и зарубежными учеными проведены некоторые теоретические исследования по применению технологии RFID: В литературе [2] обобщена модель применения технологии RFID в дискретном производстве. В литературе [3] кратко изложена суть применения RFID: отслеживать изменения состояния производственных ресурсов и собирать соответствующие данные, связанные с изменениями; и предлагает модель сбора данных незавершенного производства на основе RFID. В соответствии со структурой кода EPC в электронной метке в литературе [4] предлагаются правила кодирования для связывания производственных ресурсов для достижения статической ассоциации и динамической ассоциации процесса обработки производственных ресурсов. В литературе [5-6] предложен алгоритм оптимизации развертывания RFID-считывателя, который можно использовать в ограниченных условиях. Получите максимальную зону покрытия в пределах помещения. В литературе [7] предложено сочетание технологии RFID и системы управления складом, а также разработан алгоритм выбора в системе управления запасами RFID для максимизации эффективности обработки материалов и снижения эксплуатационных затрат. В вышеупомянутой литературе предлагаются различные прикладные модели и исследования алгоритмов моделирования на основе технологии RFID, но все они сосредоточены на теоретических исследованиях и не содержат исследований в сочетании с реальными производственными проблемами предприятий. Таким образом, существует такое явление, как «прикладные исследования отстают от теоретических исследований». . На основе исследований вышеупомянутых ученых в сочетании с производственным статусом предприятия по производству сельскохозяйственной техники в Синьцзяне предлагается решение по применению RFID для цехов по производству сельскохозяйственной техники. Конфигурация оборудования и сбор данных RFID в реальном времени были реализованы вокруг технологического потока и производственных партий незавершенного производственного процесса, а платформа мониторинга на основе архитектуры C/S была разработана с помощью платформы Visual Studio 2017 для достижения визуальный контроль производственного процесса.

  2 Анализ состояния производства и требований к применению 2.1 Анализ состояния производства Компания Xinjiang M является предприятием, занимающимся производством сельскохозяйственной и животноводческой техники. После исследования и анализа производственный процесс измельчителя кукурузы в основном завершается физической обработкой и сборкой. Процесс сборки в основном разделен на четыре рабочих участка. Каркас корпуса сначала устанавливается на сборочную линию. Каждый раз, когда он достигает сборочной станции, рабочие устанавливают соответствующие детали в соответствии с соответствующими требованиями сборки, пока он не отключится. Процесс сборки сложен и используется множество типов материалов. Есть две основные проблемы: (1) Метод сбора данных является обратным. Оборудование старое, уровень информатизации отсталый. Лицо, отвечающее за рабочий участок, должно вручную записывать информацию о сборке, когда продукт сходит с производственной линии. Невозможно получить данные о производственном процессе в режиме реального времени, а также невозможно проанализировать производственные мощности, анализируя исторические данные. Например, разные уровни квалификации рабочих приводят к большим различиям во времени завершения каждого процесса, что приводит к несбалансированности операций производственных линий. (2) Контроль за ходом производства в режиме реального времени. Руководители цехов не могут в режиме реального времени понимать информацию о ходе производства текущей продукции и вынуждены постоянно проверять состояние линии фронта цеха, что приводит к низкой эффективности работы и пустой трате времени и средств. 2.2 Анализ спроса на приложения Все больше и больше ученых и предприятий осознают важность сочетания теоретического анализа с условиями производства на предприятии. Поэтому здесь мы изучаем информационное управление производственным процессом посредством сочетания технологии RFID и производственного процесса. Конкретное содержание следующее: (1) Сбор данных производственного процесса в режиме реального времени с помощью технологии RFID для обеспечения безбумажной передачи данных о продукте в производственном процессе. ,Информатизация. Устраните несвоевременность и подверженность ошибкам традиционных методов сбора данных вручную. (2) Различные уровни квалификации работников приводят к большим различиям во времени обработки, а время обработки на каждой станции не может быть стандартизировано, что приводит к пустой трате времени и затрат. Время обработки в реальном времени получается с помощью технологии RFID в реальном времени, обеспечивая поддержку данных для последующего анализа производственных мощностей компании. (3) Реализация унифицированного управления данными путем создания системы поддержки сети мастерских, разработки платформы отслеживания незавершенной работы и обеспечения визуального мониторинга производственного процесса.

3 Разработка прикладного решения на основе RFID
3.1 Разработка схемы сбора данных Сбор данных в реальном времени является основой для отслеживания статуса продукции в режиме реального времени, и процесс сбора данных сопровождает весь производственный процесс. Конкретные идеи сбора данных заключаются в следующем:
3.1.1 Этап подготовки к операции Перед операцией необходимо связать материалы и RFID-метки. Сначала запишите информацию о продукте и информацию о потоке обработки в метку RFID, присвойте продукту временный идентификатор для уникальной идентификации и завершите инициализацию метки RFID. Затем наклейте этикетку на модель продукта. После успешного ввода информации можно готовиться к онлайн-операции.
3.1.2 Этап сборки. Настройте точки сбора данных в каждом процессе, то есть установите RFID-антенны. Когда незавершенные продукты прибывают на сборочную станцию, считыватель считывает информацию о процессе в метке через RFID-антенну и получает текущую информацию о состоянии обработки. Когда работник завершит процесс и результат проверки качества станет «квалифицированным», данные на этикетке будут автоматически обновлены в соответствии с информацией о процессе. Вышеупомянутый процесс будет повторяться до тех пор, пока все процессы не будут завершены, ожидая входа в раздел отладки. 3.1.3 Этап отладки После завершения сборочных работ незавершенного производства наступает этап отладки всей машины. Если отладка не удалась, статус обработки незавершенной работы будет обновлен до «Переработка». После завершения доработки этап отладки будет введен до тех пор, пока отладка не пройдет; если отладка пройдена, информация о состоянии обработки будет обновлена ​​до «Отладка пройдена».
3.1.4 Окончание задания После завершения всех операций сборки и успешной отладки всей машины данные автоматически передаются на сервер базы данных через промежуточное программное обеспечение для хранения. Все теги восстанавливаются, а информация тегов одновременно очищается для переработки. конкретный процесс,

3.2 Принцип отслеживания состояния материала. Информация для отслеживания состояния материала [8] включает в себя основную информацию о материале и информацию о состоянии материала. Основная информация о материале, такая как название материала, код материала, спецификация модели, производственная партия и т. д.; информация о состоянии материала, такая как информация о состоянии сборки, информация о рабочей станции, время, необходимое для завершения процесса и т. д. Путем установки точек сбора данных RFID на каждой рабочей станции можно фиксировать изменяющуюся информацию о состоянии продукта во время производства на этой рабочей станции до тех пор, пока все процессы завершены. Весь процесс реализует синхронизацию физического потока и потока информации.

  3.3 Архитектура поддержки системной сети На основе схемы сбора данных RFID спроектирована архитектура поддержки системной сети [9], как показано на рисунке 3. Уровень сбора данных напрямую обращен к производственной площадке цеха через терминалы сбора данных RFID для реализации сбора и хранение производственных данных. Базовые данные затем загружаются на сервер базы данных через промежуточное программное обеспечение RFID и локальную сеть мастерской; уровень обработки данных обеспечивает поддержку данных для прикладного уровня после завершения обработки исходных данных; уровень корпоративных приложений используется для поддержки функциональных модулей, таких как мониторинг производственного процесса и запрос исторической информации. Данные производственного процесса также могут быть предоставлены другим системам через веб-сервис или расширяемый язык разметки (XML). Менеджеры предприятия могут прямо или косвенно получать производственную информацию в режиме реального времени посредством интеграции с MES-системами. 272 Фань Юсинь и др.: Исследование применения технологии радиочастотной идентификации в цехах по производству сельскохозяйственной техники. Выпуск 5. Рис. 3. Архитектура поддержки системной сети. Рис. 3. Архитектура поддержки системной сети.

  4 Реализация системы На основе приведенной выше схемы сбора данных и структуры системы, посредством платформы Visual Studio dio2017 и языка программирования C#, а также со ссылкой на файл конфигурации API, предоставленный разработчиком оборудования [10], ведется работа цеха по производству сельскохозяйственной техники. - была разработана платформа отслеживания статуса прогресса с использованием базы данных SQL Server для хранения производственных данных и производственных данных. Чтобы обеспечить работу в режиме реального времени и безопасность данных, система разработана с использованием архитектуры C/S. Конструкция функционального модуля системы показана на рисунке 4. В основном он включает в себя модуль сбора данных, мониторинг состояния производства, информационную статистику в реальном времени и запрос исторических данных. Рис. 4. Схема функциональной архитектуры системы. 4.1. Модуль сбора данных. Сбор данных — это ядро ​​системы, включая инициализацию тегов и сбор данных. То есть собранные данные сохраняются в базе данных через устройство сбора данных, а затем посредством анализа и обработки данных обеспечивается поддержка данных для мониторинга состояния производства. 4.2 Мониторинг статуса производства Когда помеченный продукт попадает в зону сканирования антенны, получается основная информация и информация о статусе производства продукта, а производственный статус незавершенного производства контролируется в режиме реального времени; производственный план возвращается в реальном времени через номер производственной партии незавершенного производства. Полное расписание. 4.3 Информационная статистика в режиме реального времени: статистика в реальном времени по общему количеству онлайн-операций, выполненному количеству и количеству сборки всей сборочной линии; статистика количества различной продукции по рабочим местам, категориям продукции и планам производства. 4.4 Запрос исторических данных Статистические данные исторических данных о произведенной продукции на основе времени завершения, спецификаций и моделей продукции, номеров планов и кодов продукции. 5 Проверка случая В качестве примера эксперимента взят процесс сборки измельчителя кукурузной машины. Аппаратная конфигурация RFID производственной линии показана на рисунке 5. Считыватель собирает и записывает данные в метку, подключаясь к RFID-антенне, а затем подключается к главному компьютеру для формирования локальной сети. Главный компьютер осуществляет настройку параметров аппаратного устройства RFID и передачу данных со считывателем. Считыватель/запись RFID RFID-метка Главный компьютер Измельчитель кукурузоуборочной машины RFID-антенна Рис. 5 Схема конфигурации RFID-площадки Рис. 5 Схема расположения RFID-площадки Измельчитель кукурузоуборочной машины состоит из четырех сборочных секций, каждая из которых оснащена RFID-антенной. Приняв процесс сборки измельчителя в качестве объекта исследования, код материала, соответствующий измельчителю, — 202031506250001, спецификация модели — QS-3150, а производственный план — 202006-01. Соответствующая таблица маршрутов процесса показана на рисунке 6. Следует отметить, что из-за сложности среды на объекте это повлияет на конфигурацию RFID-оборудования. Чтобы обеспечить эффективность считывания RFID-антенны, электронная этикетка прикреплена к боковой части корпуса рядом с антенной, чтобы обеспечить возможность считывания каждого процесса сборки. Полученный. Рисунок 6. Блок-схема процесса сборки Mhopper кукурузной машины. Рис. 6. Процесс сборки Mhopper кукурузной машины. Рисунок 7. Интерфейс работы системы. Рис. 7. Интерфейс работы системы. Перед сборкой измельчителя прикрепите RFID-метку и введите исходную информацию, такую ​​​​как название продукта, кодирование, номер производственного плана, и т. д. После завершения инициализации тега он готов к онлайн-производству. Когда продукт входит в первый процесс, RFID считывает информацию тега и получает информацию о текущем местоположении и информацию о состоянии. В то же время он записывает время начала. Когда измельчитель завершит процесс, он автоматически обновится. Пометьте информацию и запишите время завершения и так далее, пока отладка не будет завершена. При этом собранные данные сохраняются в базе данных, а метки окончательно отправляются на переработку. Интерфейс запуска программы отображает весь вышеупомянутый процесс в режиме реального времени, а также может точно отображать статус завершения текущего процесса и производственного плана, а также подсчитывать время завершения каждого процесса, онлайн-количество каждой модели продукта, завершенное количество и другая информация.