基于RFID技術的生產過程監測系統

年佳琪

摘要：針對制造企業生產過程監測中存在的實時性、可靠性差等問題，提出一種基于RFID技術的生產過程監測系統。RFID技術具有穿透性強、可重復使用、抗干擾能力強等特點，使該系統能夠快速實時地采集生產數據和設備狀態等信息，經過數據分析與處理后，可以實現生產進度跟蹤、質量管理等功能，最終通過應用終端實現生產過程的可視化與實時監控。

關鍵詞：RFID;生產過程;實時監控

中圖分類號：TH166 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0072-01

0 引言

在傳統的制造企業中，生產過程的采集通常采用人工采集、手工輸入的方式。在這種方式下，系統中的生產數據無法實時更新，滯后情況比較嚴重，制約了產能的進一步提高。同時，企業中的職能部門大多使用紙和筆的記錄方式，容易出現大量的數據錯誤，降低企業整體的生產力。隨著自動識別技術的不斷發展，人們開始嘗試著使用新興技術去解決這些問題。其中的RFID技術具有使用方便、操作快捷、可重復使用、適應能力強、抗干擾能力強等特點[1]，十分適用于制造企業對生產過程的自動監測。

1 RFID技術概述

RFID技術即無線射頻識別技術，是一種非接觸式的自動識別技術，它利用無線電磁波的穿透性，遠距離傳輸和高速數據交換的特性，通過特定的協議，實現對標識物品信息的自動識別。近年來，作為物聯網的一項重要支撐技術，RFID技術受到了越來越多的關注。相比于制造業中廣泛使用的條碼技術，RFID技術具有本質上的一些優勢：可實現無線遠距離讀寫、穿透性讀寫以及在高速移動的狀態下讀寫，準確性高、耐污染、可在惡劣的環境下使用等等，能滿足制造業對實時性和可靠性的要求[2]。

一個基本的RFID系統由三部分組成：電子標簽，每個標簽具有唯一的電子編碼，通常附著在物體上標識目標對象，存儲被識別對象的各種信息和數據。讀寫器，主要任務是觸發存儲信息的電子標簽，并與之建立通信關系，實現數據的傳輸讀寫。天線則是電子標簽與讀寫器之間進行數據傳輸的發射和接收裝置。RFID系統的具體工作過程如下：首先，讀寫器利用天線在一定范圍內發射射頻能量形成一個電磁場，當附著射頻標簽的物體進入讀寫器的天線場范圍時，就會產生一定的感應電流。其次，射頻標簽通過這種電流而獲得一定的能量，并通過標簽內的天線場，發出存儲在內部芯片的產品數據。這時候，讀寫器形成的天線場就能自動接收射頻標簽發出的數據并進行調制和解碼，最后送到服務器或管理系統進行分析和處理。

2 基于RFID技術的生產過程監測系統

基于RFID技術的生產過程監測系統體系結構如圖1所示，分為四個層次：（1） 數據采集層，對工位、工件、生產設備等車間中的制造資源配置RFID標簽，通過RFID讀寫器完成對生產過程中各類數據的采集，為上層提供可靠的生產數據和生產設備信息。（2）數據處理層，將采集到的各種原始數據進行檢查、分類與融合，將有效的數據上傳至系統數據庫，便于進一步的數據分析與處理。（3）功能應用層，根據生產與管理需求劃分功能模塊，如生產進度跟蹤、質量管理、基礎信息管理等模塊;通過相應的數據處理軟件，實現上述模塊的功能。（4）用戶層，主要配置一些應用終端如瀏覽器、可視化看板、手機APP等，既方便調度人員了解原材料的使用情況，又便于維修人員實時監測設備的運行狀態，還可以使管理人員掌握生產進度等信息，實現對生產過程的實時監測。

基于RFID技術的生產過程監測系統的主要優勢有：（1）生產數據由RFID設備實時自動采集，通過RFID讀寫器獲取電子標簽中的特定信息，并實時反饋到系統中，保證生產數據的準確性、實時性與可靠性。（2）通過對設備信息的采集與分析，一方面可以為設備維護提供可靠數據，另一方面可以發現設備故障，或者提前預判設備可能出現的問題，在第一時間排除故障和安全隱患，保障生產過程的順利進行。（3）通過系統的應用終端及時發現并解決生產過程中的瓶頸，將影響降到最低，在原有的基礎上可以大大提升企業的生產力與生產效率。（4）系統實時跟蹤生產進度、產品質量，在保質保量的同時，保障生產計劃按時順利完成，提升企業在行業內的信譽度。

3 結語

基于RFID技術的生產過程監測系統能夠準確、實時對生產數據進行采集和分析，通過實時數據歸集對人員、物料、設備以及生產過程進行實時監控，盡早發現生產環節出現的非正常狀態，并及時有效地進行處理，保障生產過程的暢通，從根本上提高了企業的生產力。

參考文獻

[1] 曹偉，江平宇，江開勇，路平.基于RFID技術的離散制造車間實時數據采集與可視化監控方法[J].計算機集成制造系統，2017，23（02）：273-284.

[2] 王猛，唐敦兵，顧文斌，鄭堃.基于RFID離散制造業車間生產過程控制系統研究與開發[J].中國制造業信息化，2012，41（11）：13-17.

Production Process Monitoring System Based on RFID Technology

NIAN Jia-qi

（Shenyang Institute of Engineering， Shenyang Liaoning? 110136）

Abstract：Aiming at the problems of poor real-time and reliability in production process monitoring of manufacturing enterprises， a production process monitoring system based on RFID technology is proposed. RFID technology is characterized by strong penetration， reusability and strong anti-interference ability. It enables the system to collect production data and equipment status in real time and quickly. After data analysis and processing， production progress tracking， quality management and other functions can be implemented. Finally， the visualization and real-time monitoring of the production process can be realized through the application terminal.

Key words：RFID;production process;real-time monitoring