RFID デバイス ソリューションを専門とする 12 年間の RFID ハードウェア メーカー。 - スピードワーク
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RFID デバイス ソリューションを専門とする 12 年間の RFID ハードウェア メーカー。 - スピードワーク
農業機械製造工場における後方データ収集方法と生産状況監視方法の欠如という現在の問題を考慮して、無線周波数識別技術(RFID)に基づくアプリケーションソリューションが研究されました。まず、企業の現在の生産状況の分析に基づいて、RFID 技術に基づくデータ収集スキームとネットワーク サポート アーキテクチャが提案されました。次に、進行中の作業ステータス追跡システムが、Visual Studio 2017 プラットフォームと C# 言語を通じて開発されました。最終的に、コーンチョッパーが研究対象として選択されました。研究対象は、生産現場でのハードウェアの導入を実現し、その生産プロセスの実験を実施します。実験事例では、システムが迅速かつ安定して動作し、リアルタイムのデータ収集と生産状況の視覚的監視を実現できることが示され、提案された方法の実現可能性と有効性が検証されました。キーワード: 農業機械製造工場;無線周波数識別;データ収集;視覚的な監視
Radio Frequency Identification (RFID) は、電子タグが取り付けられた静止物体または移動物体を自動的に識別できる非接触自動識別技術です。モノのインターネットの重要な部分として国内外で大きな注目を集めており、倉庫管理、アイデンティティ認識、生産管理などの面で国内外の学者によって深く研究されています。さらに、従来のバーコードスキャン技術と比較して、RFID技術は長距離バッチ識別、速い情報処理速度、環境への強い適応性の特徴を備えており、製造工場のデータ収集、生産プロセスの監視などの分野での応用利点をもたらします。従来のディスクリート製造における情報化の発展は、大きな影響を与えてきました [1]。現在、国内外の学者が RFID 技術の応用に関する理論的研究を行っています。文献 [2] には、ディスクリート製造における RFID 技術の応用モデルがまとめられています。文献 [3] は、RFID のアプリケーションの本質を要約しています。製造リソースの状態変化を監視し、その変化に関連する関連データを収集します。そして、RFIDに基づく仕掛品データ収集モデルを提案します。電子タグのEPCコード構造に従って、文献[4]では、製造リソースの処理プロセスの静的関連付けと動的関連付けを実現するために、製造リソースを関連付けるためのコーディング規則が提案されています。文献 [5-6] では、限られた条件下で使用できる RFID リーダー最適化展開アルゴリズムが提案されています。空間内で最大のカバーエリアを確保します。文献 [7] では、RFID 技術と倉庫管理システムの組み合わせが提案され、マテリアルハンドリングの効率を最大化し、運用コストを削減するための RFID 在庫管理システムの選択アルゴリズムが開発されました。上述の文献では、RFID技術に基づく様々な応用モデルやシミュレーションアルゴリズムの研究が提案されているが、いずれも理論的な研究に焦点を当てており、企業の実際の生産問題と組み合わせた研究が不足している。そのため、「応用研究が理論研究に遅れる」という現象が起きます。 。上記の学者の研究に基づいて、新疆の農業機械企業の生産状況と組み合わせて、農業機械製造工場向けのRFIDアプリケーションソリューションが提案されています。 RFIDのハードウェア構成とリアルタイムデータ収集は、仕掛品生産プロセスのプロセスフローと生産バッチを中心に実装され、Visual Studio 2017プラットフォームを通じてC/Sアーキテクチャに基づく監視プラットフォームが開発され、生産プロセスの視覚的な監視。
2 生産状況の分析と適用要件 2.1 生産状況の分析 新疆 M 社は、農業および畜産機械の製造に従事する企業です。調査と分析の後、コーンチョッパーの製造プロセスは主に物理的な加工と組み立てによって完了します。組立工程は主に4つの作業セクションに分かれています。シェル フレームは、まず組み立てラインに投入されます。組立ステーションに到着するたびに、作業者はオフラインになるまで、対応する組立要件に従って対応する部品を取り付けます。組み立て工程は複雑で、材料の種類も豊富です。主な問題点は 2 つあります。 (1) データ収集方法が後進的です。設備も古く、情報化も遅れている。作業部門の担当者は、製品がラインから出たときに組立情報を手動で記録する必要があります。生産プロセスのリアルタイムデータを取得することは不可能であり、過去のデータを分析して生産能力を分析することは不可能です。例えば、作業者の習熟度が異なると各工程の完了時間に大きな差が生じ、生産ラインの稼働バランスが崩れてしまいます。 (2) 生産進捗の問題をリアルタイムで監視します。工場管理者は現行製品の生産進捗情報をリアルタイムに把握することができず、常に工場の最前線の状況を確認する必要があり、作業効率が低く時間とコストの無駄が生じていました。 2.2 アプリケーション需要分析 理論分析と企業の生産条件を組み合わせる重要性を認識する学者や企業が増えています。そこで、ここではRFID技術と生産プロセスを組み合わせた生産プロセスの情報管理について研究します。具体的な内容は以下の通りです。 (1) RFID技術により生産工程のリアルタイムデータを収集し、生産工程における製品データのペーパーレス化を実現します。 ,情報化。従来の手動収集方法のタイミングの遅さと間違いの可能性を排除します。 (2) 作業者の習熟度の違いにより処理時間に大きな差が生じ、各ステーションの処理時間を標準化できず、時間とコストの無駄が発生する。リアルタイムの処理時間は、RFID テクノロジーによってリアルタイムで取得され、企業のその後の生産能力分析にデータ サポートを提供します。 (3) 作業場ネットワーク支援システムの構築によるデータの一元管理の実現、仕掛り追跡プラットフォームの開発、生産工程の見える化モニタリングの実現。
3 RFIDベースのアプリケーションソリューション設計
3.1 データ収集スキームの設計 リアルタイム データ収集は、製造中の製品のリアルタイム ステータス追跡の基礎であり、データ収集プロセスは生産プロセス全体に伴います。具体的なデータ収集のアイデアは次のとおりです。
3.1.1 運用準備段階 運用前に、材料と RFID タグをバインドする必要があります。まず、RFIDタグに製品情報や工程フロー情報を書き込み、製品を一意に識別するための仮IDを付与し、RFIDタグの初期化を完了します。次に、ラベルを製品モデルに貼り付けます。情報を正常に入力したら、オンライン操作の準備をすることができます。
3.1.2 組立作業段階 各工程にデータ収集ポイントの設置、つまりRFIDアンテナの設置を行います。仕掛品が組立ステーションに到着すると、リーダーがRFIDアンテナを介してタグ内の工程情報を読み取り、現在の加工状況情報を取得します。作業者が工程を完了し、品質検査結果が「合格」となった場合、ラベル内のデータは工程情報に応じて自動的に更新されます。上記のプロセスは、すべてのプロセスが完了するまで繰り返され、デバッグ セクションに入るのを待ちます。 3.1.3 デバッグ段階 仕掛品の組立作業が完了すると、機械全体のデバッグ段階に入ります。デバッグに失敗した場合、進行中の作業の処理ステータスは「再作業」に更新されます。再作業が完了すると、デバッグが完了するまでデバッグ段階に入ります。デバッグが成功すると、処理ステータス情報が「デバッグ成功」に更新されます。
3.1.4 ジョブの終了 すべての組み立て作業が完了し、マシン全体のデバッグが正常に完了すると、データはミドルウェアを介してデータベース サーバーに自動的に送信され、保存されます。すべてのタグを回収し、同時にタグ情報をクリアしてリサイクルします。具体的なプロセス、
3.2 材料ステータス追跡原則 材料ステータス追跡情報 [8] には、基本的な材料情報と材料ステータス情報が含まれます。材料名、材料コード、仕様モデル、生産バッチなどの基本的な材料情報;組立ステータス情報、ワークステーション情報、プロセスの完了に必要な時間などの材料ステータス情報。各ワークステーションに RFID データ収集ポイントを設置することで、そのワークステーションでの生産中の製品の変化するステータス情報を取得できるようになります。すべてのプロセスが完了しました。プロセス全体で物理的な流れと情報の流れの同期を実現します。
3.3 システムネットワークサポートアーキテクチャ 図 3 に示すように、RFID データ収集スキームに基づいて、システムネットワークサポートアーキテクチャが設計されています [9]。データ収集層は、RFID データ収集端末を介してワークショップの生産現場に直接面しており、収集と生産データの保管。基礎となるデータは、RFID ミドルウェアと作業場 LAN を介してデータベース サーバーにアップロードされます。データ処理層は、元のデータの処理が完了した後、アプリケーション層にデータ サポートを提供します。エンタープライズ アプリケーション層は、生産プロセスの監視や履歴情報のクエリなどの機能モジュールをサポートするために使用されます。生産プロセス データは、Web サービスまたは Extensible Markup Language (XML) を通じて他のシステムに提供することもできます。企業の管理者は、MES システムとの統合を通じて、リアルタイムの生産情報を直接的または間接的に取得できます。 272 Fan Yuxin et al.: Research on the Application of Radio Frequency Identification Technology in Agriculture Machinery Manufacturing Workshops Issue 5 図 3 システム ネットワーク サポート アーキテクチャ 図 3 システム ネットワーク サポート アーキテクチャ
4 システムの実装 上記のデータ収集スキームとシステム構造に基づいて、Visual Studio dio2017 プラットフォームと C# プログラミング言語を介して、機器開発者 [10] によって提供される API 構成ファイルを参照して、農業機械製造ワークショップのワークインを実行します。 -SQL Server データベースを使用して生産および製造データを保存する、進捗状況追跡プラットフォームが開発されました。データのリアルタイム性とセキュリティを確保するため、システムはC/Sアーキテクチャを使用して開発されています。図 4 に示すシステム機能モジュール設計。これには、主にデータ収集モジュール、生産ステータス監視、リアルタイム情報統計、および履歴データ クエリが含まれます。図 4 システム機能アーキテクチャ図 4.1 データ収集モジュール データ収集は、タグの初期化やデータ取得を含むシステムの中核です。すなわち、収集されたデータは、データ収集装置を介してデータベースに保存され、データの分析および処理を通じて、生産状況監視のためのデータ支援が提供される。 4.2 生産状況監視 タグ付き製品がアンテナスキャンエリアに入ると、製品の基本情報と生産状況情報を取得し、仕掛品の生産状況をリアルタイムに監視します。生産計画は、仕掛品の生産バッチ番号を通じてリアルタイムにフィードバックされます。スケジュールを完了します。 4.3 リアルタイム情報統計: 組立ライン全体のオンライン作業の合計数、完成数量、組立中の数量に関するリアルタイム統計。ワークステーション、製品カテゴリー、生産計画に応じたさまざまな製品の数量に関する統計。 4.4 履歴データクエリ 完成時期、製品の仕様とモデル、計画番号、製品コードに基づいて生産された製品の履歴データの統計。 5 事例検証 実験ではコーンマシンのチョッパー組立工程を例にとります。生産ラインの RFID ハードウェア構成を図 5 に示します。リーダーは RFID アンテナに接続してデータを収集してタグに書き込み、ホスト コンピュータに接続してローカル エリア ネットワークを形成します。ホスト コンピューターは、RFID ハードウェア デバイスのパラメーターの設定とリーダーとのデータ通信を実行します。 RFIDリーダライタ RFIDタグ ホストコンピュータ コーンマシンチョッパ RFIDアンテナ 図5 RFIDサイト構成図 図5 RFIDサイトレイアウト コーンマシンチョッパは4つの組立部からなり、各部にRFIDアンテナが装備されています。チョッパの組立工程を研究対象とし、チョッパに対応する材料コードは202031506250001、仕様型式はQS-3150、生産計画は202006-01である。対応するプロセス ルート テーブルを図 6 に示します。オンサイト環境の複雑さにより、RFID 機器の構成が影響を受けることに注意してください。 RFID アンテナの読み取り効率を確保するために、電子ラベルはアンテナに近い筐体の側面に貼り付けられ、各組み立てプロセスを確実に読み取ることができます。入手しました。図6 コーンマシンホッパー組立工程フローチャート図6 コーンマシンホッパー組立工程図7 システム操作インターフェース図7 システム操作インターフェースチョッパーを組み立てる前に、RFIDタグを貼り付け、製品名、コーディング、生産計画番号、生産計画番号などの初期情報を入力します。タグの初期化が完了すると、オンライン生産の準備が整います。製品が第一工程に入ると、RFIDがタグ情報を読み取り、現在位置情報やステータス情報を取得します。同時に開始時刻も記録します。チョッパーがプロセスを完了すると、自動的に更新されます。デバッグが完了するまで、情報にラベルを付け、完了時刻を記録するなどの作業を続けます。同時に収集したデータはデータベースに保管され、最終的にタグはリサイクルされてリサイクルされます。プログラム実行インターフェイスは、上記のプロセス全体をリアルタイムで表示し、現在のプロセスの完了ステータスと生産計画を正確に表示し、各プロセスの完了時間、製品の各モデルのオンライン数量、生産計画をカウントすることもできます。完了数量およびその他の情報。
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