12 Jahre RFID-Hardwarehersteller, spezialisiert auf RFID-Gerätelösungen. - SPEEDWORK
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12 Jahre RFID-Hardwarehersteller, spezialisiert auf RFID-Gerätelösungen. - SPEEDWORK
Angesichts der aktuellen Probleme rückständiger Datenerfassungsmethoden und fehlender Methoden zur Überwachung des Produktionsstatus in Werkstätten für die Herstellung landwirtschaftlicher Maschinen wurde eine Anwendungslösung auf Basis der Radiofrequenz-Identifikationstechnologie (RFID) untersucht. Zunächst wurden auf der Grundlage der Analyse des aktuellen Produktionsstatus des Unternehmens ein Datenerfassungsschema und eine Netzwerkunterstützungsarchitektur auf Basis der RFID-Technologie vorgeschlagen; Zweitens wurde mithilfe der Visual Studio 2017-Plattform und der C#-Sprache ein Work-in-Progress-Statusverfolgungssystem entwickelt. schließlich wurde ein Maishäcksler als Objekt ausgewählt. Das Forschungsobjekt realisiert den Hardware-Einsatz am Produktionsstandort und führt Experimente zu dessen Produktionsprozess durch. Die experimentellen Fälle zeigen, dass das System schnell und stabil arbeiten kann und dem Unternehmen dabei hilft, Daten in Echtzeit zu erfassen und den Produktionsstatus visuell zu überwachen und die vorgeschlagene Machbarkeit und Wirksamkeit der Methode zu überprüfen. Schlüsselwörter: Werkstatt für die Herstellung landwirtschaftlicher Maschinen; Radiofrequenz-Identifikation; Datensammlung; visuelle Überwachung
Radio Frequency Identification (RFID) ist eine berührungslose automatische Identifikationstechnologie, die stationäre oder sich bewegende Objekte, die mit elektronischen Tags versehen sind, automatisch identifizieren kann. Als wichtiger Teil des Internets der Dinge hat es im In- und Ausland große Beachtung gefunden und wurde von in- und ausländischen Wissenschaftlern eingehend in Aspekten wie Lagerverwaltung, Identitätserkennung und Produktionskontrolle untersucht. Darüber hinaus verfügt die RFID-Technologie im Vergleich zur herkömmlichen Barcode-Scan-Technologie über die Merkmale einer Chargenidentifizierung über große Entfernungen, einer schnellen Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit und einer starken Anpassungsfähigkeit an die Umgebung, was ihre Anwendungsvorteile in der Datenerfassung in Fertigungswerkstätten, der Überwachung von Produktionsprozessen und anderen Bereichen bietet Dies wird immer deutlicher, was zur Folge hat, dass die Entwicklung der Informatisierung in der traditionellen diskreten Fertigung enorme Auswirkungen hatte [1]. Gegenwärtig haben in- und ausländische Wissenschaftler einige theoretische Untersuchungen zur Anwendung der RFID-Technologie durchgeführt: Die Literatur [2] fasst das Anwendungsmodell der RFID-Technologie in der diskreten Fertigung zusammen. Die Literatur [3] fasst das Wesentliche der Anwendung von RFID zusammen: Überwachen Sie Statusänderungen von Fertigungsressourcen und sammeln Sie zugehörige Daten im Zusammenhang mit den Änderungen. und schlägt ein auf RFID basierendes Work-in-Process-Datenerfassungsmodell vor. Gemäß der EPC-Codestruktur im elektronischen Tag werden in der Literatur [4] Codierungsregeln für die Zuordnung von Fertigungsressourcen vorgeschlagen, um eine statische Zuordnung und eine dynamische Zuordnung des Verarbeitungsprozesses der Fertigungsressourcen zu erreichen. In der Literatur [5–6] wird ein Einsatzalgorithmus zur Optimierung von RFID-Lesegeräten vorgeschlagen, der unter begrenzten Bedingungen verwendet werden kann. Erhalten Sie die maximale Abdeckungsfläche innerhalb des Raums. In der Literatur [7] wurde die Kombination von RFID-Technologie und Lagerverwaltungssystem vorgeschlagen und ein Auswahlalgorithmus im RFID-Bestandsverwaltungssystem entwickelt, um die Effizienz der Materialhandhabung zu maximieren und die Betriebskosten zu senken. Die oben genannte Literatur schlägt verschiedene Anwendungsmodelle und Simulationsalgorithmus-Forschung basierend auf der RFID-Technologie vor, aber alle konzentrieren sich auf theoretische Forschung und es mangelt an Forschung in Kombination mit tatsächlichen Produktionsproblemen von Unternehmen. Daher besteht das Phänomen, dass „die Anwendungsforschung der theoretischen Forschung hinterherhinkt“. . Basierend auf der Forschung der oben genannten Wissenschaftler, kombiniert mit dem Produktionsstatus eines Landmaschinenunternehmens in Xinjiang, wird eine RFID-Anwendungslösung für Werkstätten zur Herstellung von Landmaschinen vorgeschlagen. Die Hardwarekonfiguration und die Echtzeit-Datenerfassung von RFID wurden rund um den Prozessablauf und die Produktionschargen des Work-in-Process-Produktionsprozesses implementiert, und eine Überwachungsplattform basierend auf der C/S-Architektur wurde mithilfe der Visual Studio 2017-Plattform entwickelt, um dies zu erreichen visuelle Überwachung des Produktionsprozesses.
2 Analyse des Produktionsstatus und Anwendungsanforderungen 2.1 Analyse des Produktionsstatus Die Xinjiang M Company ist ein Unternehmen, das sich mit der Herstellung von Land- und Tierhaltungsmaschinen beschäftigt. Nach der Untersuchung und Analyse wird der Produktionsprozess des Maishäckslers hauptsächlich durch physische Verarbeitung und Montage abgeschlossen. Der Montageprozess gliedert sich im Wesentlichen in vier Arbeitsabschnitte. Der Schalenrahmen wird zunächst am Fließband in Betrieb genommen. Jedes Mal, wenn es eine Montagestation erreicht, installieren Arbeiter die entsprechenden Teile gemäß den entsprechenden Montageanforderungen, bis es offline geht. Der Montageprozess ist komplex und es gibt viele Arten von Materialien. Es gibt zwei Hauptprobleme: (1) Die Datenerfassungsmethode ist rückständig. Die Ausrüstung ist alt und der Informationsstand ist rückständig. Die für den Arbeitsbereich verantwortliche Person muss die Montageinformationen manuell erfassen, wenn das Produkt die Produktionslinie verlässt. Es ist unmöglich, Echtzeitdaten des Produktionsprozesses zu erhalten, und es ist unmöglich, die Produktionskapazität durch Analyse historischer Daten zu analysieren. Beispielsweise führen unterschiedliche Kompetenzniveaus der Arbeitnehmer zu großen Unterschieden in der Abschlusszeit jedes einzelnen Prozesses, was zu unausgewogenen Abläufen in der Produktionslinie führt. (2) Echtzeitüberwachung von Produktionsfortschrittsproblemen. Werkstattleiter können die Echtzeitinformationen zum Produktionsfortschritt aktueller Produkte nicht in Echtzeit verstehen und müssen ständig den Status der Werkstatt an vorderster Front überprüfen, was zu einer geringen Arbeitseffizienz und einer Zeit- und Kostenverschwendung führt. 2.2 Anwendungsbedarfsanalyse Immer mehr Wissenschaftler und Unternehmen erkennen, wie wichtig es ist, theoretische Analysen mit den Produktionsbedingungen des Unternehmens zu verbinden. Daher untersuchen wir hier das Informationsmanagement des Produktionsprozesses durch die Kombination von RFID-Technologie und dem Produktionsprozess. Die spezifischen Inhalte lauten wie folgt: (1) Erfassen Sie Echtzeitdaten des Produktionsprozesses mithilfe der RFID-Technologie, um eine papierlose Übertragung von Produktdaten im Produktionsprozess zu erreichen. ,Informatisierung. Beseitigen Sie die Unzeitgemäßheit und Fehleranfälligkeit herkömmlicher manueller Erfassungsmethoden. (2) Die unterschiedlichen Kompetenzniveaus der Arbeiter führen zu großen Unterschieden in der Bearbeitungszeit, und die Bearbeitungszeit jeder Station kann nicht standardisiert werden, was zu Zeit- und Kostenverschwendung führt. Die Verarbeitungszeit in Echtzeit wird durch die RFID-Technologie in Echtzeit ermittelt und bietet Datenunterstützung für die spätere Analyse der Produktionskapazität des Unternehmens. (3) Verwirklichen Sie eine einheitliche Datenverwaltung durch den Aufbau eines Werkstattnetzwerk-Unterstützungssystems, entwickeln Sie eine Work-in-Progress-Tracking-Plattform und erreichen Sie eine visuelle Überwachung des Produktionsprozesses.
3 RFID-basiertes Anwendungslösungsdesign
3.1 Entwurf des Datenerfassungsschemas Die Echtzeit-Datenerfassung ist die Grundlage für die Echtzeit-Statusverfolgung von Produkten im Prozess und der Datenerfassungsprozess begleitet den gesamten Produktionsprozess. Die spezifischen Ideen zur Datenerfassung lauten wie folgt:
3.1.1 Vorbereitungsphase für den Betrieb Vor dem Betrieb müssen Materialien und RFID-Tags gebunden werden. Schreiben Sie zunächst Produktinformationen und Prozessflussinformationen in das RFID-Tag, weisen Sie dem Produkt eine temporäre ID zur eindeutigen Identifizierung zu und schließen Sie die Initialisierung des RFID-Tags ab. Kleben Sie dann das Etikett auf das Produktmodell. Nach erfolgreicher Eingabe der Informationen können Sie sich auf den Online-Betrieb vorbereiten.
3.1.2 Montagebetriebsphase Richten Sie in jedem Prozess Datenerfassungspunkte ein, dh installieren Sie RFID-Antennen. Wenn die in Bearbeitung befindlichen Produkte an der Montagestation ankommen, liest das Lesegerät die Prozessinformationen im Tag über die RFID-Antenne und erhält die aktuellen Informationen zum Bearbeitungsstatus. Wenn der Arbeiter den Prozess abschließt und das Ergebnis der Qualitätsprüfung „qualifiziert“ ist, werden die Daten auf dem Etikett automatisch entsprechend den Prozessinformationen aktualisiert. Der obige Vorgang wird wiederholt, bis alle Prozesse abgeschlossen sind und darauf gewartet wird, in den Debugging-Bereich zu gelangen. 3.1.3 Debugging-Phase Nachdem die Montagearbeiten der laufenden Arbeiten abgeschlossen sind, beginnt die Debugging-Phase der gesamten Maschine. Wenn das Debuggen fehlschlägt, wird der Verarbeitungsstatus der laufenden Arbeit auf „Überarbeitung“ aktualisiert. Nach Abschluss der Überarbeitung wird in die Debugging-Phase eingetreten, bis das Debugging abgeschlossen ist. Wenn das Debugging erfolgreich ist, werden die Informationen zum Verarbeitungsstatus auf „Debugging bestanden“ aktualisiert.
3.1.4 Ende des Auftrags Nachdem alle Montagevorgänge abgeschlossen sind und die gesamte Maschine erfolgreich debuggt wurde, werden die Daten automatisch über die Middleware zur Speicherung an den Datenbankserver übertragen. Alle Tags werden wiederhergestellt und gleichzeitig werden die Tag-Informationen zur Wiederverwertung gelöscht. spezifischer Prozess,
3.2 Prinzip der Materialstatusverfolgung Die Informationen zur Materialstatusverfolgung [8] umfassen grundlegende Materialinformationen und Materialstatusinformationen. Grundlegende Materialinformationen wie Materialname, Materialcode, Spezifikationsmodell, Produktionscharge usw.; Materialstatusinformationen wie Informationen zum Montagestatus, Informationen zur Arbeitsstation, zur Fertigstellung des Prozesses erforderliche Zeit usw. Durch die Installation von RFID-Datenerfassungspunkten an jeder Arbeitsstation können die sich ändernden Statusinformationen des Produkts während der Produktion an dieser Arbeitsstation bis erfasst werden Alle Prozesse sind abgeschlossen. Der gesamte Prozess realisiert die Synchronisierung des physischen Flusses und des Informationsflusses.
3.3 Systemnetzwerkunterstützungsarchitektur Basierend auf dem RFID-Datenerfassungsschema wird die Systemnetzwerkunterstützungsarchitektur entworfen [9], wie in Abbildung 3 dargestellt. Die Datenerfassungsschicht ist über RFID-Datenerfassungsterminals direkt mit dem Produktionsstandort der Werkstatt verbunden, um die Erfassung zu realisieren und Speicherung von Produktionsdaten. Die zugrunde liegenden Daten werden dann über RFID-Middleware und Werkstatt-LAN auf den Datenbankserver hochgeladen; Die Datenverarbeitungsschicht stellt nach Abschluss der Verarbeitung der Originaldaten Datenunterstützung für die Anwendungsschicht bereit. Die Unternehmensanwendungsschicht wird zur Unterstützung von Funktionsmodulen wie der Überwachung des Produktionsprozesses und der Abfrage historischer Informationen verwendet. Produktionsprozessdaten können auch über Web Service oder Extensible Markup Language (XML) an andere Systeme bereitgestellt werden. Unternehmensmanager können durch die Integration mit MES-Systemen direkt oder indirekt Produktionsinformationen in Echtzeit erhalten. 272 Fan Yuxin et al.: Forschung zur Anwendung der Radiofrequenz-Identifikationstechnologie in Workshops zur Herstellung landwirtschaftlicher Maschinen, Ausgabe 5 Abbildung 3 Systemnetzwerkunterstützungsarchitektur Abb. 3 Systemnetzwerkunterstützungsarchitektur
4 Systemimplementierung Basierend auf dem oben genannten Datenerfassungsschema und der Systemstruktur, über die Visual Studio dio2017-Plattform und die Programmiersprache C# und unter Bezugnahme auf die API-Konfigurationsdatei, die vom Geräteentwickler [10] bereitgestellt wurde, einer Werkstatt für die Herstellung landwirtschaftlicher Maschinen Es wurde eine Plattform zur Fortschrittsstatusverfolgung entwickelt, die eine SQL Server-Datenbank zum Speichern von Produktions- und Fertigungsdaten verwendet. Um die Echtzeitfähigkeit und Sicherheit der Daten zu gewährleisten, wird das System mithilfe einer C/S-Architektur entwickelt. Design des Systemfunktionsmoduls, wie in Abbildung 4 dargestellt. Es umfasst hauptsächlich ein Datenerfassungsmodul, eine Überwachung des Produktionsstatus, Echtzeit-Informationsstatistiken und eine Abfrage historischer Daten. Abbildung 4 Systemfunktionsarchitekturdiagramm 4.1 Datenerfassungsmodul Die Datenerfassung ist der Kern des Systems, einschließlich Tag-Initialisierung und Datenerfassung. Das heißt, die gesammelten Daten werden über das Datenerfassungsgerät in der Datenbank gespeichert und dann durch die Analyse und Verarbeitung der Daten Datenunterstützung für die Überwachung des Produktionsstatus bereitgestellt. 4.2 Überwachung des Produktionsstatus Wenn ein markiertes Produkt in den Antennenscanbereich eintritt, werden die grundlegenden Informationen und Produktionsstatusinformationen des Produkts abgerufen und der Produktionsstatus der in Arbeit befindlichen Arbeiten wird in Echtzeit überwacht. Der Produktionsplan wird in Echtzeit über die Produktionschargennummer der unfertigen Erzeugnisse zurückgemeldet. Vollständiger Zeitplan. 4.3 Echtzeit-Informationsstatistiken: Echtzeitstatistiken zur Gesamtzahl der Online-Vorgänge, der abgeschlossenen Menge und der Montagemenge der gesamten Montagelinie; Statistiken über die Menge verschiedener Produkte nach Arbeitsplätzen, Produktkategorien und Produktionsplänen. 4.4 Abfrage historischer Daten Statistiken historischer Daten produzierter Produkte basierend auf Fertigstellungszeit, Produktspezifikationen und -modellen, Plannummern und Produktcodes. 5 Fallüberprüfung Das Experiment nimmt den Montageprozess des Maismaschinenhäckslers als Beispiel. Die RFID-Hardwarekonfiguration der Produktionslinie ist in Abbildung 5 dargestellt. Das Lesegerät sammelt und schreibt Daten auf das Tag, indem es eine Verbindung zur RFID-Antenne herstellt und dann eine Verbindung zum Host-Computer herstellt, um ein lokales Netzwerk zu bilden. Der Host-Computer übernimmt die Einstellung der RFID-Hardware-Geräteparameter und die Datenkommunikation mit dem Lesegerät. RFID-Lese-/Schreibgerät, RFID-Tag, Host-Computer, Maismaschinenhäcksler, RFID-Antenne, Abbildung 5, RFID-Standortkonfigurationsdiagramm, Abb. 5, RFID-Standortlayout, Der Maismaschinenhäcksler besteht aus vier Montageabschnitten, und jeder Abschnitt ist mit einer RFID-Antenne ausgestattet. Unter Berücksichtigung des Montageprozesses des Häckslers als Forschungsobjekt lautet der dem Häcksler entsprechende Materialcode 202031506250001, das Spezifikationsmodell QS-3150 und der Produktionsplan 202006-01. Die entsprechende Prozessroutentabelle ist in Abbildung 6 dargestellt. Es ist zu beachten, dass aufgrund der Komplexität der Umgebung vor Ort die Konfiguration der RFID-Ausrüstung beeinflusst wird. Um die Leseeffizienz der RFID-Antenne sicherzustellen, wird das elektronische Etikett an der Seite des Gehäuses in der Nähe der Antenne angebracht, um sicherzustellen, dass jeder Montagevorgang gelesen werden kann. Erhalten. Abbildung 6 Ablaufdiagramm für den Zusammenbau des Maismaschinen-MhoppersAbb.6 Prozess für den Zusammenbau des Maismaschinen-Mhoppers Abbildung 7 SystembetriebsschnittstelleAbb.7 Systembetriebsschnittstelle Bringen Sie vor dem Zusammenbau des Häckslers ein RFID-Tag an und geben Sie erste Informationen ein, wie Produktname, Codierung, Produktionsplannummer, usw. Nachdem die Tag-Initialisierung abgeschlossen ist, ist es für die Online-Produktion bereit. Wenn das Produkt in den ersten Prozess eintritt, liest das RFID die Tag-Informationen und erhält die aktuellen Standortinformationen und Statusinformationen. Gleichzeitig wird die Startzeit erfasst. Wenn der Chopper den Vorgang abschließt, wird er automatisch aktualisiert. Beschriften Sie die Informationen und notieren Sie die Abschlusszeit usw., bis das Debuggen abgeschlossen ist. Gleichzeitig werden die gesammelten Daten in der Datenbank gespeichert und die Tags schließlich dem Recycling zugeführt. Die Programmlaufschnittstelle zeigt den gesamten oben genannten Prozess in Echtzeit an und kann auch den Abschlussstatus des aktuellen Prozesses und Produktionsplans genau anzeigen sowie die Abschlusszeit jedes Prozesses, die Online-Menge jedes Produktmodells usw. zählen abgeschlossene Menge und andere Informationen.
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