基于rfid的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對生產(chǎn)線邊的待裝配在制品配備RFID標(biāo)簽，通過RFID讀寫設(shè)備實(shí)時讀取生產(chǎn)線的裝配信息，并通過中間件將信息傳遞到數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊，數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊監(jiān)控RFID讀寫設(shè)備并根據(jù)實(shí)時的裝配信息生成配送方案。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了車間裝配進(jìn)度信息以及裝配線狀態(tài)信息的自動采集，提高了生產(chǎn)線邊物料配送需求的響應(yīng)能力、敏捷程度和配送效率。
【專利說明】基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及混合裝配生產(chǎn)線物料的供應(yīng)方法，尤其涉及一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]混合裝配生產(chǎn)線是指在一條裝配生產(chǎn)線上，同時生產(chǎn)出同一產(chǎn)品族多種不同型號的產(chǎn)品，產(chǎn)品的型號根據(jù)客戶的個性化需求進(jìn)行確定?；旌涎b配生產(chǎn)線常指混合車型總裝線，不同車型共線裝配。然而隨著裝配生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，裝配線旁的物料庫存空間位置日益緊缺，不能存放太多的物料，只能根據(jù)裝配線物料需求，進(jìn)行小批量、多頻次的經(jīng)常性物料補(bǔ)充，才能保證混合裝配生產(chǎn)線的快速高效運(yùn)行。因而及時準(zhǔn)確地供應(yīng)物料到所需工位線邊，是生產(chǎn)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)心的問題。
[0003]目前，先進(jìn)的制造企業(yè)大多采用以Kanban技術(shù)為基礎(chǔ)的物料拉動系統(tǒng)，主要包括物料Andon按燈系統(tǒng)、人工巡線掃描空箱條形碼、PPS (Production Pulling System)生產(chǎn)拉動系統(tǒng)等不同的物流解決方案。
[0004]物料Andon按燈系統(tǒng)是在生產(chǎn)線裝配工位旁安裝物料呼叫請求按鈕，設(shè)置線邊物料安全庫存區(qū)間，當(dāng)物料數(shù)降低到安全庫存后，裝配操作工人按下物料呼叫按鈕，車間物料存儲區(qū)的電子屏上會顯示出物料呼叫請求，送料工人通過車載終端獲取待上線物料信息，將揀好的物料運(yùn)輸至相應(yīng)工位。
[0005]人工巡線掃描空箱條形碼是由車間物流人員定期去車間裝配線巡視，采用手持條碼槍讀取線邊的空料箱上的條形碼，從而獲取線邊所需物料信息，拉動車間物料存儲區(qū)的送料工人供應(yīng)物料。
[0006]PPS生產(chǎn)拉動系統(tǒng)是通過在混裝上線處的MOl點(diǎn)設(shè)置條碼掃描工位，獲取混合裝配生產(chǎn)線的裝配隊(duì)列信息，通過生產(chǎn)拉動系統(tǒng)自動運(yùn)算產(chǎn)生均衡準(zhǔn)確的物料拉動信息。具體的PPS物料拉動邏輯如圖1所示，其中，MOl點(diǎn)表示在混合轉(zhuǎn)配線初始工位前設(shè)置的一個虛擬掃描工位，該位置處讀取車身上的條形碼標(biāo)簽，Xtl表示零件裝箱數(shù)，ST為產(chǎn)品的零件用量，延時Ti表示第i個工位到MOl點(diǎn)的前置時間，X是計(jì)數(shù)器的初始值。
[0007]然而，目前采用的這些物料拉動解決方案仍然存在較多問題，不能很好地滿足混合裝配生產(chǎn)線快速高效、生產(chǎn)狀態(tài)頻繁變化等對物料供應(yīng)及時準(zhǔn)確的需求節(jié)奏，常會出現(xiàn)線邊缺料或物料堆積的情況。如:物料Andon按燈系統(tǒng)、人工巡線掃描空箱條形碼等物料拉動方式，過分依賴人工作業(yè)，成本較高，自動化程度較低，采集效率低下，敏捷程度不夠，同時由于操作工人的主觀因素容易引起少拉動、多拉動、誤拉動、拉動不均衡等一系列問題，影響了物料供應(yīng)的效率與準(zhǔn)確性；而且實(shí)際裝配過程中存在著工人自身原因、以及其他各種突發(fā)情況(如機(jī)器故障、零件質(zhì)量問題等)，導(dǎo)致裝配生產(chǎn)不可避免存在著一定的波動性，各工段之間存在著柔性緩沖區(qū)，這樣就會導(dǎo)致通過PPS物料拉動邏輯產(chǎn)生的物料拉動信息不可避免地存在誤差。
[0008]因而混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)過程需要一種能自動獲取生產(chǎn)現(xiàn)場的裝配進(jìn)度和物料消耗情況的信息采集手段，能滿足線邊物料實(shí)時需求的線邊物料供應(yīng)方式，從而增強(qiáng)混流裝配線與車間內(nèi)庫的透明程度，改善線邊物料供應(yīng)的柔性與準(zhǔn)確性，更好地滿足混流裝配快速高效、生產(chǎn)狀態(tài)頻繁變化的物料供應(yīng)需求，實(shí)現(xiàn)基于RFID (Radio FrequencyI dent i f i cat i on )的混合裝配生產(chǎn)線物料的精準(zhǔn)化供應(yīng)。
[0009]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)的方法和系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)的系統(tǒng)。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，對所述生產(chǎn)線上待裝配在制品配備RFID標(biāo)簽，所述供應(yīng)系統(tǒng)包括RFID讀寫設(shè)備、中間件以及數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊；
[0012]所述RFID讀寫設(shè)備安裝于所述生產(chǎn)線上，用于采集待裝配在制品的RFID標(biāo)簽信息；
[0013]所述中間件與所述RFID讀寫設(shè)備通過RS485或RS232接口連接，用于所述RFID讀寫設(shè)備和所述數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，以及所述RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫；
[0014]所述數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊通過TCP/IP協(xié)議與所述中間件通信，用于監(jiān)控所述RFID讀寫設(shè)備和所述中間件、獲取所述中間件讀取的所述RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)和進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、以及制定物料配送方案。
[0015]進(jìn)一步地，所述RFID讀寫設(shè)備安裝于所述生產(chǎn)線的每一個裝配工位的入口處。
[0016]進(jìn)一步地，所述RFID標(biāo)簽配備在待裝配在制品的頂部或者前側(cè)。
[0017]進(jìn)一步地，所述RFID標(biāo)簽信息包括待裝配在制品的型號信息。
[0018]一種使用如前所述的基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)的物料供應(yīng)方法，其特征在于，確定生產(chǎn)線邊的待裝配物料的配送提前期、所述RFID讀寫設(shè)備的采集周期以及所述中間件對所述RFID讀寫設(shè)備采集的數(shù)據(jù)的取用周期；
[0019]完成一次物料供應(yīng)包括如下步驟:
[0020]步驟(103)，按照所述取用周期，所述數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊監(jiān)控所述中間件取用所述RFID讀寫設(shè)備采集到的各個裝配工位處的狀態(tài)信息，并更新待裝配物料的所述生產(chǎn)線邊物料庫存余量信息；
[0021]步驟(104)，所述數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊計(jì)算生產(chǎn)所述生產(chǎn)線邊待裝配物料的需求量;
[0022]步驟(105)，所述數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊根據(jù)所述揀料單和運(yùn)輸車輛生成所述生產(chǎn)線邊待裝配物料的配送方案；
[0023]步驟(106)，按所述配送方案進(jìn)行配送，并在配送的裝配工位處利用RFID讀寫設(shè)備更新配送后的物料的生產(chǎn)線邊庫存信息；
[0024]步驟(107)，結(jié)束；
[0025]所述物料供應(yīng)方法是按照所述一次物料供應(yīng)的步驟不斷循環(huán)的過程。
[0026]進(jìn)一步地，所述配送提前期包括配料的時間、運(yùn)輸物料的時間和安全時間。[0027]進(jìn)一步地，所述RFID讀寫設(shè)備的所述采集周期為1/2個生產(chǎn)節(jié)拍。
[0028]進(jìn)一步地，所述生產(chǎn)線邊物料分為通用物料和JIT物料。
[0029]進(jìn)一步地，所述通用物料采用整箱配送的運(yùn)作，所述JIT物料采用定量準(zhǔn)時配送的原則。
[0030]進(jìn)一步地，所述配送方案包括所述生產(chǎn)線邊物料的配送箱數(shù)、所述運(yùn)輸工具內(nèi)物料箱的擺放方式和數(shù)量。
[0031]在本實(shí)用新型的一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料精準(zhǔn)化供應(yīng)方法的一個較佳實(shí)施例中，是將RFID技術(shù)應(yīng)用于混合裝配生產(chǎn)線生產(chǎn)過程的信息采集與進(jìn)度監(jiān)控中。通過將產(chǎn)品型號相關(guān)信息存儲在RFID標(biāo)簽中，并懸掛或附著于待裝配產(chǎn)品上；在每個裝配工位入口處設(shè)置RFID讀寫設(shè)備，跟蹤混裝生產(chǎn)線上移過的每一個待裝配產(chǎn)品，監(jiān)控整條混裝線的運(yùn)行狀態(tài)；將實(shí)時反饋的裝配進(jìn)度信息、裝配線狀態(tài)與工藝物料清單BOM (Bill OfMaterial)、生產(chǎn)節(jié)拍信息集成起來,計(jì)算線邊物料消耗情況,更新線邊庫存余量,生成線邊物料需求；車間物料存儲區(qū)結(jié)合主動服務(wù)理念，以工位為中心,及時、準(zhǔn)確、主動地做好線邊物料的精準(zhǔn)供應(yīng)，從而保障車間裝配生產(chǎn)平穩(wěn)有序進(jìn)行。
[0032]RFID技術(shù)以及物料精準(zhǔn)化供應(yīng)方法的應(yīng)用，使整個裝配現(xiàn)場物料消耗和庫存情況更加透明，使裝配進(jìn)度信息采集自動化，并能自動生成物料需求，指導(dǎo)車間物料存儲區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)化的物料供應(yīng)服務(wù)，從而取代傳統(tǒng)人工巡線等方式，同時降低工人操作負(fù)擔(dān)，盡可能地降低人力成本和人為誤差。
[0033]本實(shí)用新型的物料供應(yīng)系統(tǒng)和方法通過在待裝配產(chǎn)品上附著存在產(chǎn)品型號信息的RFID標(biāo)簽，利用在混合裝配生產(chǎn)線的各個裝配工位入口處設(shè)置RFID讀寫設(shè)備對經(jīng)過裝配工位處的待裝配產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，以實(shí)時獲得相關(guān)產(chǎn)品型號及裝配信息，并將其存儲至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，從而實(shí)現(xiàn)車間裝配進(jìn)度信息以及裝配線狀態(tài)信息的自動采集，以解決目前車間信息采集依賴人工操作、不及時不準(zhǔn)確等問題。
[0034]通過本實(shí)用新型的基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料精準(zhǔn)化供應(yīng)系統(tǒng)及其相應(yīng)的物料精準(zhǔn)化供應(yīng)方法，將實(shí)施反饋裝配進(jìn)度信息、裝配生產(chǎn)線狀態(tài)信息、工藝物料清單Β0Μ、和生產(chǎn)節(jié)拍等信息集成，準(zhǔn)確預(yù)測生產(chǎn)線邊物料需求，指導(dǎo)車間物料存儲區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)的物料供應(yīng)服務(wù)，更好地應(yīng)對裝配線生產(chǎn)狀態(tài)頻繁變化、生產(chǎn)計(jì)劃零食變更等突發(fā)狀況，提高生產(chǎn)線邊物料配送需求的響應(yīng)能力、敏捷程度和配送效率。
[0035]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1是PPS生產(chǎn)拉動系統(tǒng)的物料拉動邏輯圖；
[0037]圖2是本實(shí)用新型的基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)的物理模型；
[0038]圖3是本實(shí)用新型的基于RFID混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)的總體架構(gòu)；
[0039]圖4是基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)方法的流程圖；
[0040]圖5是本實(shí)用新型的基于RFID混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)方法的線邊物料配送提前期的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0042]本實(shí)用新型的基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)是利用在待裝配在制品上配備相對應(yīng)的RFID標(biāo)簽，其中RFID標(biāo)簽安裝于待裝配在制品的頂部或者前側(cè)；通過RFID讀寫設(shè)備、中間件以及數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊對生產(chǎn)線邊物料進(jìn)行處理，具體如圖2所示。裝配生產(chǎn)線上的各個裝配工位處均安裝有RFID讀寫設(shè)備，RFID讀寫設(shè)備通過配備在待裝配在制品上的RFID標(biāo)簽，利用無線通信協(xié)議讀取各個待裝配在制品的相關(guān)信息，其相關(guān)信息包括待裝配在制品的型號、所需物料的庫存數(shù)量、生產(chǎn)線邊物料的剩余數(shù)量。數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊利用TCP/IP協(xié)議通過中間件處理RFID數(shù)據(jù)處理，其核心功能為RFID數(shù)據(jù)的采集、RFID數(shù)據(jù)處理、線邊物料需求的生產(chǎn)和線邊物料配送任務(wù)的管理，此外還能夠進(jìn)行基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)管理、運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置和生產(chǎn)線邊物料庫存的查詢等等，如圖3所示。數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊對生產(chǎn)線各個工位處的RFID讀寫設(shè)備進(jìn)行多點(diǎn)監(jiān)控，接受RFID讀寫設(shè)備采集到的信息，并對海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行過濾、分類等，轉(zhuǎn)換成業(yè)務(wù)信息供其他應(yīng)用系統(tǒng)使用。中間件與RFID讀寫設(shè)備之間采用RS485或RS232接口。
[0043]本實(shí)用新型的供應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)時接收生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)進(jìn)程信息、裝配隊(duì)列信息以及裝配線狀態(tài)信息，并與工藝Β0Μ、生產(chǎn)節(jié)拍等信息進(jìn)行集成，系統(tǒng)自動計(jì)算出裝配線各工位當(dāng)前需消耗的物料種類和數(shù)量，實(shí)時更新線邊物料庫存余量。并且系統(tǒng)可根據(jù)當(dāng)前裝配進(jìn)度與裝配線狀態(tài)信息，準(zhǔn)確預(yù)測裝配線下一時刻的裝配狀態(tài)和進(jìn)程，再根據(jù)線邊庫存余量和工藝Β0Μ，以工位為中心，準(zhǔn)確生成線邊物料需求和物料供應(yīng)計(jì)劃。從而車間物料存儲區(qū)可實(shí)時、準(zhǔn)確地掌握裝配線的生產(chǎn)狀態(tài)和線邊物料需求，提供精準(zhǔn)化的物料供應(yīng)服務(wù)。
[0044]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)方法是利用本實(shí)用新型的基于RFID混合裝配生產(chǎn) 線物料供應(yīng)系統(tǒng)，通過RFID讀寫設(shè)備通過采樣周期對相應(yīng)的裝配工位對待裝配在制品進(jìn)行信息采集，通過中間件由數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊對RFID進(jìn)行監(jiān)控待裝配在制品上配備相對應(yīng)的RFID標(biāo)簽，其中，RFID標(biāo)簽中存儲著對應(yīng)待裝配在制品的型號相關(guān)信息；在每個裝配工位處設(shè)置有RFID讀寫設(shè)備，本實(shí)用新型的物料供應(yīng)方法是一個循環(huán)的過程，如圖4所示，其完成一次物料的供應(yīng)包括如下步驟:
[0045]步驟101，確定生產(chǎn)線邊的待裝配物料的配送提前期:配送提前期是從車間存儲庫接收到配送請求信息到物料運(yùn)送到需求工位的時間。
[0046]物料的配送是指車間物料存儲區(qū)在接收到生產(chǎn)線邊物料配送請求信息后，由物流人員開始分揀、裝卸，并在規(guī)定時間內(nèi)見物料運(yùn)輸?shù)叫枨蠊の坏倪^程。待裝配物料的配送提前期包括三部分:配料時間、上線時間和安全時間，如圖5所示，LT=T+T±線+Τ$4?，其中
[0047]Tsft指配料時間，主要包括車間物料存儲區(qū)接收到物料配送請求后的配料單信息轉(zhuǎn)換打印時間h、物料揀選包裝時間t2和裝車時間t3，即Tgeft =ti+t2+t3 ；
[0048]T±a指上線時間，包括車間物流人員將物料配送到相應(yīng)的生產(chǎn)線邊的運(yùn)輸時間t4和卸貨所需時間t5,即T J1H =tA+t5 ；
[0049]Τ$4?是安全時間，指為應(yīng)對生產(chǎn)波段或配送過程可能出現(xiàn)的延時誤差以及物料質(zhì)量問題等規(guī)劃出來的預(yù)留時間。[0050]步驟102，確定RFID讀寫設(shè)備的采集周期以及中間件對RFID讀寫設(shè)備采集的數(shù)據(jù)的取用周期:
[0051]為保證及時采集到裝配線生產(chǎn)進(jìn)度信息和動態(tài)情況，滿足線邊物料需求生成數(shù)據(jù)計(jì)算要求，RFID讀寫設(shè)備的數(shù)據(jù)采集周期一般選在一個生產(chǎn)節(jié)拍以內(nèi)。
[0052]在本實(shí)用新型的一個較佳實(shí)施例中，設(shè)定RFID采集周期為1/2個生產(chǎn)節(jié)拍。
[0053]為降低數(shù)據(jù)處理難度、減少重復(fù)數(shù)據(jù)所帶來的影響以及避免重復(fù)判斷是否產(chǎn)生生產(chǎn)線邊物料需求，本實(shí)用新型設(shè)置的用于計(jì)算生產(chǎn)線邊物料需求生成的RFID數(shù)據(jù)的取用周期為Ta~LT (LT為線邊物料配送提前期)。假定車間裝配線以一定的速度連續(xù)移動，生產(chǎn)節(jié)拍為t，則在一個線邊物料配送提前期LT內(nèi)，裝配線移過的工位數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，對所述生產(chǎn)線上待裝配在制品配備RFID標(biāo)簽，所述供應(yīng)系統(tǒng)包括RFID讀寫設(shè)備、中間件以及數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊； 所述RFID讀寫設(shè)備安裝于所述生產(chǎn)線上； 所述中間件與所述RFID讀寫設(shè)備通過RS485或RS232接口連接； 所述數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用模塊通過TCP/IP協(xié)議與所述中間件通信。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)，其中， 所述RFID讀寫設(shè)備安裝于所述生產(chǎn)線的每一個裝配工位的入口處。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)，其中， 所述RFID標(biāo)簽配備在待裝配在制品的頂部或者前側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于RFID的混合裝配生產(chǎn)線物料供應(yīng)系統(tǒng)，其中， 所述RFID標(biāo)簽信息包括待裝配在制品的型號信息。
【文檔編號】G06Q50/28GK203503000SQ201320615056
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】鄭宇 , 賀長鵬 申請人:上海交通大學(xué)