導(dǎo)語：實(shí)時(shí)縫制數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

在傳統(tǒng)的縫制加工制造中，由于網(wǎng)絡(luò)的不健全，對(duì)于生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)信息還是靠人工采集、手工輸入等方式。手工輸入無法隨時(shí)進(jìn)行，不能實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，滯后情況嚴(yán)重，不利于生產(chǎn)的順利進(jìn)行，制約了產(chǎn)能的進(jìn)一步提高。對(duì)于大部分縫制加工企業(yè)來說，執(zhí)行層（生產(chǎn)車間）信息化是一個(gè)薄弱的環(huán)境，執(zhí)行層的生產(chǎn)信息不能準(zhǔn)確及時(shí)的反映到企業(yè)的管理層，管理層沒有準(zhǔn)確的信息作為支撐，就不能對(duì)實(shí)時(shí)加工情況作出及時(shí)的相應(yīng)及調(diào)整，這樣大大削弱了企業(yè)的市場(chǎng)應(yīng)變能力。而隨著“私人定制”需求的日益增加，訂單規(guī)格數(shù)量將會(huì)變多，交貨時(shí)間也要求越來越短，這種信息化不準(zhǔn)確不及時(shí)的企業(yè)也再難滿足市場(chǎng)的需求。那么應(yīng)該如何破開這種困境了？隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的興起和應(yīng)用，可以有效的解決生產(chǎn)過程中的這種數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)時(shí)采集的問題。

2傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)是1臺(tái)計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)縫紉設(shè)備，工作站即計(jì)算機(jī)通過多串口卡用RS232（或者RS485）連接N臺(tái)縫制設(shè)備控制系統(tǒng)，由于串口線纜越長(zhǎng)，干擾越大，成本也越高，而串口卡插口的數(shù)量有限制這些因素，該系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)局部小范圍的管理控制。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，更加不能適用于對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)線乃至于整個(gè)車間或者多個(gè)車間的數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理。而隨著互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的普及，讓各種數(shù)據(jù)采集可以更大范圍的實(shí)現(xiàn)，從而以此為基礎(chǔ)衍生出各種數(shù)據(jù)采集以及生產(chǎn)管理的系統(tǒng)。本文就是介紹一種基于RFID的實(shí)時(shí)縫制數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

3系統(tǒng)主要功能以及工作流程

基于RFID的實(shí)時(shí)縫制數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)物料從采購(gòu)入庫到縫制加工的信息和狀態(tài)的采集，通過對(duì)采集到的物料的加工信息合理調(diào)配生產(chǎn)資源，達(dá)到高效利用生產(chǎn)資源的目的；并且通過該系統(tǒng)嚴(yán)格管控產(chǎn)品原材料的使用并且可從源頭對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行追溯，最大程度提高生產(chǎn)加工效率，避免生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)。系統(tǒng)的主要工作流程可以分為物料入廠、縫制加工、產(chǎn)品出廠。3.1物料入廠管理。進(jìn)入縫制加工廠的物料可以是原始裁剪好的布料也可以是經(jīng)過縫制加工的半成品，這些統(tǒng)稱為入廠物料，這些物料必須粘貼有RFID電子標(biāo)簽。物料入廠管理主要完成兩個(gè)主要任務(wù)就是對(duì)入廠的物料信息進(jìn)行正確采集，并為物料標(biāo)注當(dāng)前加工狀態(tài)；物料入廠管理可以準(zhǔn)確采集當(dāng)前物料的數(shù)量以及狀態(tài)信息，增加對(duì)物料入廠的管控，并且對(duì)出廠成品率提供準(zhǔn)確的基數(shù)。物料入廠的具體流程：1）在本批次物料入廠之前，上一工段的系統(tǒng)將本批次物料信息傳遞給當(dāng)前工廠的數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)管理系統(tǒng)中；2）物料入廠，進(jìn)入數(shù)字化生產(chǎn)線之前，用手持式RFID閱讀器讀取每件上架的物料信息；3）根據(jù)閱讀器反饋的物料信息和上一工段傳送的物料信息進(jìn)行比對(duì)，若無差錯(cuò)，即可確認(rèn)接收該物料，使該物料進(jìn)入數(shù)字化生產(chǎn)線的吊掛物流線，開始進(jìn)行該物料的生產(chǎn)管理；反之，則可及時(shí)針對(duì)出錯(cuò)物料進(jìn)行解決，避免了因物料運(yùn)送失誤造成的縫制加工以及之后的一系列錯(cuò)誤。3.2縫制加工管理。物料在縫制加工過程中可以根據(jù)工藝要求，將縫制加工分為幾個(gè)工序，在每個(gè)工序安裝一個(gè)RFID閱讀器，當(dāng)物料完成了當(dāng)前工序后將物料的信息中計(jì)入完成工序的序號(hào)，以此表示物料當(dāng)前的加工狀態(tài)。該信息也給吊掛物流線的分流提供了依據(jù)，完成了工序的繼續(xù)傳輸至下一工序，而沒有完成的物料繼續(xù)在當(dāng)前的物流線中運(yùn)行，等待加工。具體流程圖1所示。3.3物料出廠管理該批次物料在完成縫制加工準(zhǔn)備出廠時(shí)，需要在出廠時(shí)進(jìn)行信息比對(duì)，通過出廠通道，RFID閱讀區(qū)讀取物料信息，與入廠管理時(shí)的物料信息進(jìn)行比對(duì)，查看物料數(shù)量以及加工信息是否滿足出廠要求。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，則系統(tǒng)提示工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解決；若是未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則順利出廠，并由物流車發(fā)送到指定地點(diǎn)。

4系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

基于RFID的實(shí)時(shí)縫制數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)主控單元對(duì)分布的信息采集節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品流通監(jiān)測(cè)信息的匯聚和傳送，以便主控單元根據(jù)信息對(duì)生產(chǎn)作出調(diào)整。系統(tǒng)主要由主站機(jī)和N個(gè)信息采集子站機(jī)構(gòu)成。該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。主站機(jī)由由主站采集節(jié)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)通過RS232或者RS485進(jìn)行連接。主站機(jī)主要功能是接收各個(gè)子站機(jī)返回的物料信息和狀態(tài)，將該信息反饋回計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進(jìn)行歸類，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控縫制車間生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)的目的。再根據(jù)管理系統(tǒng)的預(yù)先設(shè)置的任務(wù)數(shù)據(jù)和物流數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)線上的運(yùn)行情況進(jìn)行合理調(diào)配和管控，并發(fā)送任務(wù)指令給各個(gè)站機(jī)進(jìn)行執(zhí)行。此系統(tǒng)中考慮到計(jì)算機(jī)與主站采集節(jié)點(diǎn)的距離較近，故采用的RS232串口進(jìn)行兩者之間的信息交換。信息采集子站機(jī)分散布局在縫制加工廠的各個(gè)區(qū)域，根據(jù)距離和分布的情況，可以選擇無線或者有線網(wǎng)絡(luò)通信方式。本系統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡(luò)通信方式連接各個(gè)子機(jī)節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)。子站機(jī)主要功能是通過RFID閱讀器獲取當(dāng)前物料的狀態(tài)并通過無線網(wǎng)絡(luò)反饋回主站機(jī)。主站機(jī)是由計(jì)算機(jī)和路由器構(gòu)成，用于完成對(duì)采集到的信息和狀態(tài)進(jìn)行處理，并發(fā)送相應(yīng)的執(zhí)行命令給各個(gè)子站機(jī)；而各個(gè)子站機(jī)的設(shè)計(jì)考慮到功能需求，需要包括如下幾個(gè)功能模塊：RFID數(shù)據(jù)采集模塊、核心處理器模塊。子站機(jī)硬件結(jié)構(gòu)體系如圖3所示。4.1RFID數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)。RFID數(shù)據(jù)采集模塊[3]主要包括了電子標(biāo)簽（TAG）、閱讀器組成。無線射頻識(shí)別技術(shù)(RadioFrequencyIden-tification，簡(jiǎn)稱:RFID)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別?？紤]到應(yīng)用在縫制生產(chǎn)管理上，選用一種桌面式高頻RFID讀寫器[2]，工作頻率在840-960MHz，可以對(duì)符合ISO18000-6B、EPCCLASS1G26C標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，支持RS232、RS485、TCP、WIFI等多種用戶接口。通過調(diào)整輸出功率，可以將典型讀取距離擴(kuò)大至3m。完全滿足縫制物料在物流過程中的自動(dòng)識(shí)別。電子標(biāo)簽可以選用Higgs®-3IC含800bitsNVROM的芯片，這種芯片支持EPCGen2(v1.2.0)和ISO/IEC18000-6C，可以和桌面式高頻讀寫器配合使用。4.2核心處理器模塊的設(shè)計(jì)。核心處理器模塊主要實(shí)現(xiàn)如下功能：1）接收采集模塊傳遞來的物料信息；2）根據(jù)軟件設(shè)置以及當(dāng)前工位加工情況，對(duì)信息進(jìn)行標(biāo)注；3）連接電子看板，將信息反映在看板上以供操作人員能實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)線的情況；4）通過無線通訊將生產(chǎn)線情況反饋回主站機(jī)；5）通過無線通訊接收由主站機(jī)發(fā)送的指令，對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)備動(dòng)作進(jìn)行干預(yù)和調(diào)配；核心處理器模塊[1]選用三星的S3C2416芯片，該芯片是低功耗、高性能、低成本的SAMSUNGARM9處理器，內(nèi)核為ARM926EJ。最具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的芯片，是目前市面上2440的最優(yōu)替代品。以S3C2416芯片為核心的核心板采用DDR2內(nèi)存顆粒，支持多個(gè)種類的NANDFlash。擁有豐富的內(nèi)部資源和接口，其運(yùn)行主頻可達(dá)400MHz。核心處理模塊還包括DM9000網(wǎng)卡芯片,10/100Mbps以太網(wǎng)口，RJ45接口。方便與主站機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

5實(shí)時(shí)縫制數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

5.1數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件的功能模塊。系統(tǒng)軟件主要完成以下功能：1.物料入廠管理：接收來自生產(chǎn)調(diào)度或者上一工段系統(tǒng)發(fā)送的本批次物料的各種信息，包括本批次物料數(shù)量、已完成狀態(tài)、下一工段加工任務(wù)以及要求完成時(shí)間等信息；在物料實(shí)際入廠時(shí)，根據(jù)物料入廠子站機(jī)發(fā)送的實(shí)際通過RFID讀寫器讀取的物料數(shù)據(jù)，與接收的信息進(jìn)行比對(duì)，對(duì)有問題的物料及其編號(hào)通過無線通訊傳送至子站機(jī)，在子站機(jī)電子看板或者計(jì)算機(jī)顯示器上顯示物料出錯(cuò)報(bào)警信息，方便工作人員進(jìn)行追溯；2.生產(chǎn)線生產(chǎn)管理：根據(jù)物料電子標(biāo)簽中記錄的信息以及加工任務(wù)，合理安排工序，保證生產(chǎn)線上設(shè)備協(xié)調(diào)平衡運(yùn)行；3.物料出廠管理：通過出廠通道，RFID閱讀區(qū)讀取物料信息，與入廠管理時(shí)的物料信息進(jìn)行比對(duì)，查看物料數(shù)量以及加工信息是否滿足出廠要求；4.系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示：在電子看板上及時(shí)反映當(dāng)前運(yùn)行情況，方便工作人員進(jìn)行操作；5.生產(chǎn)線生產(chǎn)數(shù)據(jù)的備份：對(duì)每日每臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)情況進(jìn)行記錄，包括運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間、加工完成合格率等，為管理整個(gè)生產(chǎn)線提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，方便管理層針對(duì)生產(chǎn)線的加工情況進(jìn)行分析，從而把控整個(gè)生產(chǎn)的節(jié)奏。6.設(shè)備故障分析及預(yù)測(cè)：包括歷史故障查詢、故障時(shí)間分布、故障概率分布、故障概率趨勢(shì)、全部設(shè)備故障對(duì)比圖等。5.2數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件的工作流程。系統(tǒng)從物料入廠開始，對(duì)物料進(jìn)行編碼，并將相對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽固定在每個(gè)物料上，并將每個(gè)物料的信息錄入子站點(diǎn)。隨后在該批次物料的錄入完成后子站點(diǎn)將進(jìn)廠物料信息打包給主站機(jī)。主站機(jī)接到本批次物料后對(duì)其進(jìn)行分析、核對(duì)并反饋回處理數(shù)據(jù)，屬于本批次正常的物料，允許進(jìn)入下一工序；而不符合的物料則剔出重新處理。通過入廠檢測(cè)的物料入廠進(jìn)入各個(gè)工序進(jìn)行加工；在加工過程中，主站機(jī)實(shí)時(shí)接收各子站機(jī)加工情況以及物料縫制加工完成情況來分析和控制吊掛物流是否將物料傳送至下一工序；待到任務(wù)要求的加工都執(zhí)行完成后在出廠時(shí)進(jìn)行物料出廠比對(duì)，從而判定是否允許出廠。具體的工作流程如圖4所示。

6結(jié)束語

目前，我司研制的基于RFID的實(shí)時(shí)縫制數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)管理系統(tǒng)已在浙江小型服裝加工廠進(jìn)行試用。

作者:袁敏娟 曾云翔 單位:綿陽市維博電子有限責(zé)任公司