Abstrakt: Vzhledem k aktuálním problémům metod zpětného sběru dat a nedostatku metod monitorování stavu výroby v dílnách na výrobu zemědělských strojů bylo studováno aplikační řešení založené na technologii radiofrekvenční identifikace (RFID). Nejprve bylo na základě analýzy současného stavu výroby podniku navrženo schéma sběru dat a architektura síťové podpory založená na technologii RFID; za druhé, systém sledování stavu rozpracované výroby byl vyvinut prostřednictvím platformy Visual Studio 2017 a jazyka C#; nakonec byl jako výzkumný objekt vybrán sekáček kukuřice. Výzkumný objekt realizuje nasazení hardwaru ve výrobním místě a provádí experimenty jeho výrobního procesu; experimentální případy ukazují, že systém může pracovat rychle a stabilně, což společnosti pomáhá dosáhnout sběru dat v reálném čase a vizuálního sledování stavu výroby, ověření navržené proveditelnosti a účinnosti metody. Klíčová slova: dílna na výrobu zemědělských strojů; identifikace frekvence rádia; sběr dat; vizuální sledování


Radio Frequency Identification (RFID) je bezkontaktní technologie automatické identifikace, která dokáže automaticky identifikovat stacionární nebo pohybující se objekty připevněné elektronickými štítky. Jako důležitá součást internetu věcí se mu dostalo velké pozornosti doma i v zahraničí a byl hluboce studován domácími i zahraničními vědci v aspektech, jako je skladové hospodářství, rozpoznávání identity a řízení výroby. Kromě toho má technologie RFID ve srovnání s tradiční technologií skenování čárových kódů vlastnosti dálkové identifikace šarže, rychlého zpracování informací a silné adaptability na prostředí, díky čemuž jsou její aplikační výhody při sběru dat z výrobních dílen, monitorování výrobního procesu a dalších oblastech. stále zřetelnější, přičemž Rozvoj informatizace v tradiční diskrétní výrobě měl obrovský dopad [1]. V současné době provedli domácí i zahraniční vědci určitý teoretický výzkum o aplikaci technologie RFID: Literatura [2] shrnuje model aplikace technologie RFID v diskrétní výrobě. Literatura [3] shrnuje aplikační podstatu RFID: sledovat změny stavu výrobních zdrojů a shromažďovat související data spojená se změnami; a navrhuje model sběru dat v průběhu procesu založený na RFID. Podle struktury kódu EPC v elektronickém štítku navrhuje literatura [4] pravidla kódování pro přiřazování výrobních zdrojů k dosažení statického přidružení a dynamického přidružení procesu zpracování výrobních zdrojů. Literatura [5-6] navrhuje algoritmus pro optimalizaci nasazení RFID čtečky, který lze použít za omezených podmínek. Získejte maximální oblast pokrytí v prostoru. Literatura [7] navrhla kombinaci technologie RFID a systému řízení skladu a vyvinula algoritmus výběru v systému řízení zásob RFID pro maximalizaci efektivity manipulace s materiálem a snížení provozních nákladů. Výše uvedená literatura navrhuje různé aplikační modely a výzkum simulačních algoritmů založených na technologii RFID, ale všechny se zaměřují na teoretický výzkum a postrádají výzkum spojený se skutečnými výrobními problémy podniků. Existuje proto fenomén, že „aplikační výzkum zaostává za teoretickým výzkumem“. . Na základě výzkumu výše uvedených vědců v kombinaci s výrobním statusem podniku zemědělských strojů v Sin-ťiangu je navrženo aplikační řešení RFID pro dílny na výrobu zemědělských strojů. Hardwarová konfigurace a shromažďování dat v reálném čase RFID byly implementovány kolem procesního toku a výrobních dávek výrobního procesu work-in-process a prostřednictvím platformy Visual Studio 2017 byla vyvinuta monitorovací platforma založená na architektuře C/S, aby bylo dosaženo vizuální sledování výrobního procesu.

  2 Analýza stavu výroby a aplikačních požadavků 2.1 Analýza stavu výroby Společnost Xinjiang M je podnik zabývající se výrobou zemědělských strojů a strojů pro chov zvířat. Po prozkoumání a analýze je výrobní proces sekačky kukuřice převážně ukončen fyzickým zpracováním a montáží. Proces montáže je rozdělen především do čtyř pracovních sekcí. Skořepinový rám je nejprve uveden online na montážní lince. Pokaždé, když se dostane na montážní stanici, pracovníci nainstalují odpovídající díly podle odpovídajících montážních požadavků, dokud se nepřepne do režimu offline. Proces montáže je složitý a existuje mnoho druhů materiálů. Existují dva hlavní problémy: (1) Metoda sběru dat je zpětná. Zařízení je staré a úroveň informatizace je zaostalá. Osoba odpovědná za pracovní úsek musí ručně zaznamenat informace o montáži, když produkt sjede z výrobní linky. Je nemožné získat data o výrobním procesu v reálném čase a není možné analyzovat výrobní kapacitu analýzou historických dat. Například různé úrovně odbornosti pracovníků vedou k velkým rozdílům v době dokončení každého procesu, což má za následek nevyvážené operace výrobní linky. (2) Dohled nad otázkami postupu výroby v reálném čase. Vedoucí dílen nemohou v reálném čase porozumět informacím o průběhu výroby aktuálních produktů v reálném čase a potřebují neustále kontrolovat stav přední linie dílny, což má za následek nízkou efektivitu práce a ztrátu času a nákladů. 2.2 Analýza poptávky aplikací Stále více vědců a podniků si uvědomuje důležitost kombinace teoretické analýzy s podmínkami výroby podniku. Proto zde studujeme informační management výrobního procesu prostřednictvím kombinace technologie RFID a výrobního procesu. Konkrétní obsah je následující: (1) Sbírejte data o výrobním procesu v reálném čase pomocí technologie RFID, abyste dosáhli bezpapírového přenosu dat o výrobcích ve výrobním procesu. ,Informatizace. Odstraňte nečas a náchylnost k chybám tradičních manuálních metod sběru. (2) Různé úrovně odbornosti pracovníků vedou k velkým rozdílům v době zpracování a dobu zpracování na každé stanici nelze standardizovat, což vede ke ztrátě času a nákladů. Čas zpracování v reálném čase se získává pomocí technologie RFID v reálném čase, což poskytuje datovou podporu pro pozdější analýzu výrobní kapacity společnosti. (3) Realizovat jednotnou správu dat vybudováním podpůrného systému dílenské sítě, vyvinout platformu pro sledování rozpracované výroby a dosáhnout vizuálního sledování výrobního procesu.

3 Návrh aplikačního řešení na bázi RFID
3.1 Návrh schématu sběru dat Sběr dat v reálném čase je základem pro sledování stavu produktů v reálném čase a proces sběru dat doprovází celý výrobní proces. Konkrétní nápady na sběr dat jsou následující:
3.1.1 Fáze přípravy operace Před operací je třeba svázat materiály a štítky RFID. Nejprve zapište informace o produktu a informace o toku procesu do štítku RFID, přidělte produktu dočasné ID pro jedinečnou identifikaci a dokončete inicializaci štítku RFID. Poté nalepte štítek na model produktu. Po úspěšném zadání informací se můžete připravit na online provoz.
3.1.2 Fáze montáže Nastavte místa sběru dat v každém procesu, tj. nainstalujte RFID antény. Když produkty v procesu dorazí na montážní stanici, čtečka přečte informace o procesu na štítku prostřednictvím antény RFID a získá aktuální informace o stavu zpracování. Když pracovník dokončí proces a výsledek kontroly kvality je „kvalifikovaný“, údaje na štítku se automaticky aktualizují podle informací o procesu. Výše uvedený proces se bude opakovat, dokud nebudou dokončeny všechny procesy a čeká se na vstup do sekce ladění. 3.1.3 Fáze ladění Po dokončení montážních prací rozpracované výroby se přejde do fáze ladění celého stroje. Pokud se ladění nezdaří, stav zpracování nedokončené práce se aktualizuje na "Přepracovat". Po dokončení přepracování bude zahájena fáze ladění, dokud ladění neprojde; pokud ladění projde, informace o stavu zpracování se aktualizují na "Ladění prošlo".
3.1.4 Konec úlohy Po dokončení všech montážních operací a úspěšném odladění celého stroje jsou data automaticky přenesena na databázový server přes middleware k uložení. Všechny štítky jsou obnoveny a informace štítků jsou současně vymazány pro recyklaci. specifický proces,

3.2 Princip sledování stavu materiálu Informace o sledování stavu materiálu [8] zahrnuje základní informace o materiálu a informace o stavu materiálu. Základní informace o materiálu, jako je název materiálu, kód materiálu, model specifikace, výrobní šarže atd.; informace o stavu materiálu, jako jsou informace o stavu sestavy, informace o pracovní stanici, čas potřebný k dokončení procesu atd. Instalací bodů sběru dat RFID na každé pracovní stanici lze zachytit měnící se informace o stavu produktu během výroby na dané pracovní stanici, dokud všechny procesy jsou dokončeny. Celý proces realizuje synchronizaci fyzického toku a toku informací.

  3.3 Architektura síťové podpory systému Na základě schématu sběru dat RFID je navržena architektura síťové podpory systému [9], jak je znázorněno na obrázku 3. Vrstva sběru dat je přímo obrácena k místu výroby dílny prostřednictvím terminálů sběru dat RFID pro realizaci sběru a ukládání výrobních dat. Základní data jsou poté nahrána na databázový server prostřednictvím RFID middlewaru a dílenské LAN; vrstva zpracování dat poskytuje datovou podporu pro aplikační vrstvu po dokončení zpracování původních dat; vrstva podnikové aplikace se používá k podpoře funkčních modulů, jako je monitorování výrobního procesu a dotazování na historické informace. Data výrobního procesu lze také poskytnout jiným systémům prostřednictvím webové služby nebo jazyka XML (Extensible Markup Language). Podnikoví manažeři mohou přímo nebo nepřímo získávat informace o výrobě v reálném čase prostřednictvím integrace se systémy MES. 272 Fan Yuxin et al.: Výzkum aplikace technologie radiofrekvenční identifikace v dílnách na výrobu zemědělských strojů Číslo 5 Obrázek 3 Architektura systémové síťové podpory Obr.3 Architektura systémové síťové podpory

  4 Implementace systému Na základě výše uvedeného schématu sběru dat a struktury systému prostřednictvím platformy Visual Studio dio2017 a programovacího jazyka C# a s odkazem na konfigurační soubor API poskytnutý vývojářem zařízení [10], dílnou na výrobu zemědělských strojů. -Byla vyvinuta platforma pro sledování stavu pokroku, využívající databázi SQL Server k ukládání dat o výrobě a výrobě. Pro zajištění reálného času a bezpečnosti dat je systém vyvíjen pomocí architektury C/S. Návrh funkčního modulu systému, jak je znázorněno na obrázku 4. Zahrnuje především modul sběru dat, monitorování stavu výroby, statistiku informací v reálném čase a dotaz na historická data. Obrázek 4 Diagram architektury funkcí systému 4.1 Modul sběru dat Sběr dat je jádrem systému, včetně inicializace tagů a sběru dat. To znamená, že shromážděná data jsou ukládána do databáze prostřednictvím zařízení pro sběr dat a poté prostřednictvím analýzy a zpracování dat je poskytována podpora dat pro monitorování stavu výroby. 4.2 Monitorování stavu výroby Když označený produkt vstoupí do oblasti skenování antény, jsou získány základní informace a informace o stavu výroby produktu a v reálném čase je monitorován stav výroby rozpracovaného produktu; výrobní plán je zpětně zasílán v reálném čase prostřednictvím čísla výrobní šarže rozpracované výroby. Kompletní rozvrh. 4.3 Statistika informací v reálném čase: Statistika v reálném čase o celkovém počtu online operací, dokončeném množství a množství při montáži celé montážní linky; statistiky o množství různých produktů podle pracovních stanic, kategorií produktů a výrobních plánů. 4.4 Dotaz na historická data Statistika historických dat vyrobených produktů na základě času dokončení, specifikací a modelů produktů, čísel plánů a kódů produktů. 5 Ověření případu Experiment používá jako příklad proces montáže sekačky stroje na kukuřici. Hardwarová konfigurace RFID výrobní linky je znázorněna na obrázku 5. Čtečka shromažďuje a zapisuje data na štítek připojením k anténě RFID a poté se připojí k hostitelskému počítači a vytvoří místní síť. Hostitelský počítač realizuje nastavení parametrů RFID hardwarového zařízení a datovou komunikaci se čtečkou. RFID čtečka/zapisovač RFID tag Hostitelský počítač Drtič kukuřičného stroje RFID anténa Obrázek 5 Schéma konfigurace stanoviště RFID Obr. 5 Rozvržení stanoviště RFID Drtič kukuřičného stroje má čtyři montážní sekce a každá sekce je vybavena RFID anténou. Vezmeme-li jako výzkumný objekt proces montáže sekačky, kód materiálu odpovídající sekačce je 202031506250001, model specifikace je QS-3150 a plán výroby je 202006-01. Odpovídající tabulka směrování procesu je znázorněna na obrázku 6. Je třeba poznamenat, že vzhledem ke složitosti prostředí na místě, bude ovlivněna konfigurace zařízení RFID. Aby byla zajištěna účinnost čtení RFID antény, je elektronický štítek připevněn na stranu krytu v blízkosti antény, aby bylo zajištěno, že každý proces montáže lze přečíst. Získané. Obrázek 6 Vývojový diagram procesu montáže Mhopperu stroje na kukuřiciObr.6 Proces montáže Mhopperu stroje na kukuřici Obrázek 7 Provozní rozhraní systémuObr.7 Provozní rozhraní systému Před sestavením sekačky připojte RFID štítek a zadejte počáteční informace, jako je název produktu, Kódování, číslo výrobního plánu, atd. Po dokončení inicializace tagu je tag připraven k online produkci. Když produkt vstoupí do prvního procesu, RFID přečte informace na štítku a získá informace o aktuální poloze a stavu. Zároveň zaznamenává čas startu. Když vrtulník dokončí proces, automaticky se aktualizuje. Označte informace a zaznamenejte čas dokončení a tak dále, dokud nebude ladění dokončeno. Nasbíraná data se zároveň ukládají do databáze a štítky jsou nakonec recyklovány k recyklaci. Rozhraní běhu programu zobrazuje celý výše uvedený proces v reálném čase a může také přesně zobrazovat stav dokončení aktuálního procesu a výrobního plánu a počítat dobu dokončení každého procesu, online množství každého modelu produktu, dokončené množství a další informace.