基于RFID技術(shù)的生產(chǎn)輔料質(zhì)量信息管控系統(tǒng)設計

【摘要】由于缺少掌握輔料實時庫存信息的有效方法，無法保障生產(chǎn)的計劃性、平穩(wěn)性，為提高輔料使用的準確性，強化輔料庫存管理，利用物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)輔料從采購、入庫、出庫、配盤、發(fā)送、上機使用的全流程管理，進一步深入推進精益化生產(chǎn)制造。

【關鍵詞】超高頻RFID；信息管控；差錯校驗；質(zhì)量評判

為了提高生產(chǎn)制造水平，推進精細化管控模式的實踐，徹底解決卷煙生產(chǎn)過程中輔料錯發(fā)、錯配和消耗數(shù)據(jù)不精準現(xiàn)象，為卷煙生產(chǎn)過程中降低消耗和監(jiān)控輔料質(zhì)量提供科學的數(shù)據(jù)支撐，有效解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的輔料誤用問題，提高輔料質(zhì)量管理水平。

1.生產(chǎn)輔料質(zhì)量信息管控系統(tǒng)設計思路

利用物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻技術(shù)，將滾筒類輔料中的盤紙、水松紙的采購、質(zhì)檢、倉儲、使用的各環(huán)節(jié)、機臺的消耗、設備運行、維修和故障信息相關聯(lián)，在現(xiàn)有卷包數(shù)采系統(tǒng)中增加輔料質(zhì)量管控模塊，通過此模塊，實現(xiàn)輔料質(zhì)量的全流程管控。

具體措施為：首先，由盤紙、水松紙輔料生產(chǎn)商在最小單位輔料外圈上粘貼RFID電子標簽，同時在生產(chǎn)過程中對輔料RFID電子標簽信息進行采集和數(shù)據(jù)關聯(lián)，存儲到數(shù)據(jù)庫中。

其次，在輔料入廠時，通過輔料質(zhì)量管控模塊，實現(xiàn)輔料入庫管理功能；利用輔料質(zhì)量管控模塊將入廠輔料RFID電子標簽信息和輔料生產(chǎn)商提供的信息進行比對，實現(xiàn)輔料入廠校驗管理功能。

再次，在輔料配盤環(huán)節(jié)，由輔料質(zhì)量管控模塊將含有RFID電子標簽的托盤與實際配備的含RFID電子標簽的輔料進行關聯(lián)，同時將RFID電子標簽的托盤與生產(chǎn)要求的配盤單據(jù)信息進行比對，實現(xiàn)輔料配盤環(huán)節(jié)防差錯校驗、輔料出庫管理等功能。

最后，在輔料發(fā)送至機臺、輔料上機使用兩個環(huán)節(jié)，由輔料質(zhì)量管控模塊分別將托盤RFID電子標簽信息、輔料RFID電子標簽信息與機臺工單要求的輔料信息進行比對，實現(xiàn)輔料使用環(huán)節(jié)防差錯校驗、輔料消耗管理等功能，同時將輔料上機使用信息與卷包數(shù)采系統(tǒng)采集的設備運行、故障和維修等信息進行關聯(lián)，為建立輔料質(zhì)量評判體系提供數(shù)據(jù)支撐。

2.系統(tǒng)總體設計

如圖1所示，系統(tǒng)總體架構(gòu)設計采用目前主流的三層體系：表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)層，綜合考慮了集成性、開放性、重構(gòu)性、靈活性等問題。使用面向服務架構(gòu)（SOA），系統(tǒng)容易與企業(yè)其他應用系統(tǒng)全面集成，避免了大量的接口開發(fā)工作；引入工作流引擎，實現(xiàn)了流程的建模管理，有利于業(yè)務流程的優(yōu)化和擴展；加入規(guī)則庫機制和基于業(yè)務及功能組件重用機制，提高應用性。

2.1 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層包含RFID采集與數(shù)據(jù)存儲部分。

RFID采集部分：通過射頻RFID技術(shù)，實現(xiàn)輔料入庫、配盤、中轉(zhuǎn)庫、上機使用全過程的輔料信息采集，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

數(shù)據(jù)存儲部分：主要包括系統(tǒng)軟件當前運行的所有數(shù)據(jù)，輔料廠家提供的RFID電子標簽歷史數(shù)據(jù)，運行中實時采集的RFID電子標簽數(shù)據(jù)三部分組成，這些數(shù)據(jù)保證了系統(tǒng)軟件主要功能的運行，是企業(yè)的生產(chǎn)的輔料數(shù)據(jù)中心，同時給系統(tǒng)的統(tǒng)計分析提供數(shù)據(jù)使用。

2.2 業(yè)務邏輯層

業(yè)務邏輯層包含應用服務與接口服務部分。

應用服務部分：實現(xiàn)輔料從入庫、輔料配盤、輔料中轉(zhuǎn)庫、輔料上機使用各個環(huán)節(jié)的RFID信息掃描、差錯校驗以及主要的業(yè)務處理；實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)處理與存儲。

接口服務部分：采用業(yè)務中間件技術(shù)，實現(xiàn)與中煙公司、輔料供應商等系統(tǒng)的信息交互。采用基于WEB SERVICE的通用接口技術(shù)，其中具有跨平臺能力，穿透防火墻等技術(shù)優(yōu)勢，以XML語言為基礎，屏避了各個系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)差異帶來的技術(shù)屏障。

2.3 表示層

表示層包含WEB服務與業(yè)務表現(xiàn)部分。

WEB服務部分：主要是負責與系統(tǒng)用戶進行交互，將系統(tǒng)的功能展現(xiàn)給用戶。不涉及主要的業(yè)務處理，用戶界面中的業(yè)務處理交由應用服務器進行處理，WEB服務器層的存在降低了應用服務器的壓力，提高系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)處理的能力。同時WEB服務器層可以承擔性能的平衡負載和錯誤轉(zhuǎn)換的能力，提高了系統(tǒng)的可靠性。

業(yè)務表現(xiàn)部分：用戶訪問系統(tǒng)不受地域和平臺的限制，無須安裝特殊的客戶端應用軟件，只要網(wǎng)絡訪問許可，具有系統(tǒng)授權(quán)權(quán)限，無論身處何處，用戶都可以通過網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)提供的應用功能，完成日常工作管理。

3.RFID系統(tǒng)設計

3.1 根據(jù)項目使用需求，我們選用超高頻的RFID產(chǎn)品，主要原因是超高頻RFID才能滿足現(xiàn)場的讀寫距離，同時滿足短時間讀取大量RFID電子標簽的需求。

3.2 根據(jù)使用需求，選擇質(zhì)量輕、厚度薄、超高頻、被動式的紙質(zhì)RFID電子標簽，作為RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。

3.3 根據(jù)工作頻率的選擇與現(xiàn)場讀寫需求，選擇超高頻固定式、手持式讀寫器安裝與配置在需要讀取電子標簽的地方，采集RFID電子標簽的數(shù)據(jù)，并通過控制系統(tǒng)上傳到數(shù)據(jù)庫。

4.軟件功能設計

4.1 基礎數(shù)據(jù)管理

系統(tǒng)運行所需要的輔料、設備信息、計量單位、廠家提供的電子標簽等信息，主要基礎數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫共享等技術(shù)和卷接包數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)共享基礎數(shù)據(jù)。

4.2 中轉(zhuǎn)庫存管理

系統(tǒng)依據(jù)配盤入庫數(shù)量和機臺請求發(fā)放數(shù)量，實現(xiàn)中轉(zhuǎn)庫庫存管理，為管理人員提供實時動態(tài)的庫存變化信息。

4.3 機臺輔料差錯校驗

當輔料上機的時候，現(xiàn)場識別裝置自動對進入識別區(qū)域的輔料進行電子標簽掃描，將該電子標簽信息和下載的托盤對應的電子標簽信息進行比對，若匹配成功則允許輔料上機使用，否則說明輔料有異常情況，及時彈出信息，提醒操作工，不允許輔料上機使用。

4.4 輔料質(zhì)量評判體系

卷包數(shù)采系統(tǒng)在輔料質(zhì)量管控模塊提供的輔料質(zhì)量抽檢信息、輔料規(guī)格、輔料上機時間等信息的基礎上，將這些信息和數(shù)采系統(tǒng)采集的機臺實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)相結(jié)合，將向管理人員提供縱向和橫向的數(shù)據(jù)分析，通過這些分析，建立輔料質(zhì)量評判系統(tǒng)，為提供輔料質(zhì)量服務。

5.總結(jié)

綜合利用物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻技術(shù)、計算機通信技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、PLC控制技術(shù)等，實現(xiàn)輔料從入廠、配盤、發(fā)放、上機使用的全面質(zhì)量管控，徹底解決輔料錯誤上機的問題，建立科學的輔料質(zhì)量評判體系，切實提高輔料的質(zhì)量，為生產(chǎn)決策和管理服務。

參考文獻

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