1.項(xiàng)目背景

深圳市銓順宏科技有限公司作為專.業(yè)的RFID物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與技術(shù)服務(wù)提供商，提供專.業(yè)的RIFD設(shè)備和技術(shù)服務(wù)支持。銓順宏在基于胎輪企業(yè)RFID生產(chǎn)線管理（MES系統(tǒng)）應(yīng)用中有豐富的現(xiàn)場搭建經(jīng)驗(yàn)，協(xié)助廣大客戶將ThingMagic高品質(zhì)RFID產(chǎn)品更好的應(yīng)用到輪胎企業(yè)MES系統(tǒng)應(yīng)用中。

2.RFID系統(tǒng)簡介

基于胎輪企業(yè)RFID生產(chǎn)線管理（MES系統(tǒng)）主要由RFID標(biāo)簽(Tag)、讀寫器(Reader/Writer)和應(yīng)用系統(tǒng)(Application System)三部分組成。RFID生產(chǎn)線管理系統(tǒng)利用射頻信號以無線方式傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)RFID標(biāo)簽擁有的唯.一識別碼來高效地分辨、追蹤、管理產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)查詢、結(jié)賬、存貨控制、統(tǒng)計等功能。

2.1 RFID標(biāo)簽(Tag)

RFID電子標(biāo)簽核心主要由帶存儲的芯片組成，存儲包含待識別物體的身份代碼和技術(shù)參數(shù)等信息。電子標(biāo)簽可以安裝在待識別物體的適當(dāng)部位。電子標(biāo)簽與條形碼相比主要優(yōu)勢：

①更大的信息存儲空間，并為以后的信息擴(kuò)展提供可能。

②產(chǎn)品信息動態(tài)存儲。在整個輪胎生產(chǎn)過程中，這些信息可以自動提示工人物料的信息，提高了生產(chǎn)效率。

③電子標(biāo)簽經(jīng)過二次封裝，可適應(yīng)震動，腐蝕，潮濕金屬等惡劣的工業(yè)環(huán)境。

④信息讀寫時標(biāo)簽不一定要在天線的可視范圍內(nèi)，可以嵌入載體、工裝、托盤中，使用十分方便。

2.2 讀寫器(Reader/Writer)

主要包括超高頻RFID讀寫主機(jī)、天線和連接線纜等，RFID天線安裝在待識別物體通過的通道或必須的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上。超高頻RFID讀寫器采集到的信息包括待識別物體身份代碼信息，如產(chǎn)品型號、序號、生產(chǎn)時間以及其他需記錄的信息。在輪胎的生產(chǎn)過程中，主要應(yīng)用讀寫器非接觸識別和快速讀寫的特點(diǎn)避免人工介入、減少錯誤，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息采集的自動化。

2.3 應(yīng)用系統(tǒng)(Application System)

應(yīng)用系統(tǒng)是RFID生產(chǎn)管理框架中重要的一環(huán)。是用來管理RFID超高頻讀寫器、PC/PLC、服務(wù)器等的通信接口。負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的信息交互以及與IVIES系統(tǒng)的兼容等問題。

3 基于RFID技術(shù)的MES系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)

3.1 原有輪胎企業(yè)MES系統(tǒng)

目前，在輪胎企業(yè)應(yīng)用較為成熟的MES系統(tǒng)有“密煉車間管控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”、“半成品和成型數(shù)字管控系統(tǒng)”和“輪胎條碼物流管理系統(tǒng)”，這些iVIES系統(tǒng)都是基于條形碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的，已經(jīng)覆蓋了輪胎生產(chǎn)的原材料倉庫、煉膠車間、成型、硫化車間、各質(zhì)檢工序、成品倉庫管理以及輪胎銷售、三包售后等各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。由于條形碼技術(shù)本身的缺陷，MEs系統(tǒng)在實(shí)際輪胎生產(chǎn)過程中常常會出現(xiàn)以下問題：

3.2 RFID生產(chǎn)系統(tǒng)在輪胎工序生產(chǎn)線上的應(yīng)用設(shè)計

輪胎生產(chǎn)線是個封閉循環(huán)系統(tǒng)，RFID超高頻讀寫器和超高頻RFID工位機(jī)進(jìn)行通信，每個工位PC都由后臺集中控制管理。標(biāo)簽安裝到輪胎生產(chǎn)物料的各種工裝上，每個RFID工位讀寫器在工裝安裝到機(jī)位時進(jìn)行讀取，識別此工裝物料信息，并在RFID工位機(jī)上明確顯示，操作人員可以清楚地識別。

以輪胎生產(chǎn)半成品—威型工序?yàn)槔敿?xì)介紹一下基于超高頻RFID技術(shù)的生產(chǎn)線管理（MES系統(tǒng)）的現(xiàn)場應(yīng)用設(shè)計。

目前，輪胎半成品一成型工序應(yīng)用的工裝分為工字輪、百葉車和推車三大類，以常用的三鼓成型機(jī)為例，一條輪胎成型過程中需要13種物料，應(yīng)用現(xiàn)有的條形碼，需要把每種物料的條行碼進(jìn)行掃描，操作繁瑣還易出錯，而應(yīng)用了RFID技術(shù)后，操作人員把物料工裝安在相應(yīng)工位上后，無需進(jìn)行額外的操作，系統(tǒng)會自動識別每一種物料的信息。并把正確的物料信息記錄到MES系統(tǒng)中。如果物料安裝錯誤系統(tǒng)會提示錯誤信息，避免了生產(chǎn)浪費(fèi)。RFID標(biāo)簽采用防金屬技術(shù)，安裝在工字輪輻上，讀取天線安裝在工位上方附近，對于百葉車等工裝標(biāo)簽可安在車下方，天線安裝在地下，整個系統(tǒng)布置好后，操作工在進(jìn)行更換工裝物料時，安裝在附近的天線會自動讀取所換的工裝上的標(biāo)簽信息，自動記錄到MES系統(tǒng)中。

通過輪胎生產(chǎn)各工序安裝RFID生產(chǎn)線管理系統(tǒng)后，對輪胎生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)可以進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量追溯。

3.3 基于RFID技術(shù)的MES系統(tǒng)應(yīng)用操作流程設(shè)計

3.3.1 RFID系統(tǒng)操作流程

①RFID標(biāo)簽初始化

1）工人在交接班后，在工位機(jī)上輸入即將生產(chǎn)的物料類型和所需原料。

2）工人領(lǐng)取原料后，通過帶有標(biāo)簽的工裝在使用位置自動進(jìn)行識別存儲。

3）生產(chǎn)時，工人把帶有標(biāo)簽的工裝，安裝到機(jī)位時，系統(tǒng)自動識別工裝信息，并在

4）超高頻RFID工位機(jī)上顯示，以便查看核實(shí)，完成電子標(biāo)簽初始化。

5）當(dāng)工裝物料生產(chǎn)完后，寫入生產(chǎn)信息，物料進(jìn)行下一流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。

②讀寫電子標(biāo)簽

1）待加工的工裝物料安裝在成型機(jī)工位時，MES系統(tǒng)通過RFID自動讀取并顯示當(dāng)前物料的信息，以免上錯物料，并把當(dāng)前物料信息記錄到成型工位機(jī)上，進(jìn)行記錄，完成追溯連接。

2）更換物料時，工人先在工位機(jī)上確認(rèn)當(dāng)前已用物料，再進(jìn)行下一物料的識別生產(chǎn)。

3）如果物料弄錯時，系統(tǒng)會出現(xiàn)錯誤警報，工人可以清楚的知道哪種物料出現(xiàn)錯誤，進(jìn)行及時有效地更正。

③提取電子標(biāo)簽信息

1）輪胎半成品物料統(tǒng)一放到存放區(qū)，質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)不合格時，從讀寫器中提取己寫入信息，定位追溯到此物料生產(chǎn)工位，查找質(zhì)量原因，做到及時更正。

2）通過對物料存放區(qū)中工裝標(biāo)簽的識別統(tǒng)計，可以實(shí)時地掌握當(dāng)前物料信息，為后續(xù)安排計劃和生產(chǎn)任務(wù)提供了科學(xué)依據(jù)。

4 基于RFID技術(shù)的企業(yè)MES系統(tǒng)功能設(shè)計

4.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

RFID輪胎企業(yè)IVIES系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1）生產(chǎn)計劃和工藝直接下達(dá)到工序、設(shè)備(而ERP、MRPII一般只能下達(dá)到品種、車間)，直接指導(dǎo)設(shè)備加工、防止跨工序加工，減少工藝錯誤。

2）數(shù)據(jù)采集實(shí)時性，可及時進(jìn)行計劃考核，實(shí)時監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度。

3）各車間職能科室可以共享生產(chǎn)數(shù)據(jù)，了解相關(guān)工序的生產(chǎn)進(jìn)度，便于生產(chǎn)協(xié)調(diào)。準(zhǔn)確確認(rèn)交貨時間，實(shí)現(xiàn)批次管理。

4）工藝反饋校正：及時修正工藝錯誤、縮短工藝糾正周期。

5）加工數(shù)據(jù)有效性：減少手工操作、紙張傳遞：便于質(zhì)量追溯。

6）智能看板：完成質(zhì)量信息采集與質(zhì)量分析。

7）擴(kuò)展物流管理：RFID批次號.條碼.產(chǎn)品。

4.2 系統(tǒng)包括如下功能設(shè)計

4.2.1 總體架構(gòu)和系統(tǒng)模型的建設(shè)

通過對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、工廠設(shè)備、通信路由、軟硬件組合及系統(tǒng)規(guī)模與性能進(jìn)行深入分析，確立監(jiān)控系統(tǒng)軟件與數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備之間的層次關(guān)系，確定各功能模塊的劃分，模塊之間的接口，完成總體架構(gòu)的建設(shè)。充分考慮系統(tǒng)的可集成性、可配置性、可適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和可靠性。

4.2.2 軟件平臺的架構(gòu)建設(shè)

基于面向?qū)ο笤O(shè)計技術(shù)、分布式網(wǎng)絡(luò)、和各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫及組態(tài)技術(shù)，建設(shè)適合即時、現(xiàn)場、遠(yuǎn)程監(jiān)控的，便于擴(kuò)容和修改的系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)平臺，充分體現(xiàn)面向輪胎生產(chǎn)特點(diǎn)的系統(tǒng)應(yīng)用集成，支持實(shí)時活動，實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場管理規(guī)則和綜合管理知識的管控結(jié)合。

主要包括軟件系統(tǒng)功能定位、平臺選型和數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、客戶端查詢?yōu)g覽等架構(gòu)組成的建設(shè)。

4.2.3 功能模塊設(shè)計

功能模塊的具體軟件開發(fā)，包括：①生產(chǎn)計劃及生產(chǎn)管理;②現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集;③④物料信息管理和跟蹤查詢;⑤半成品信息管理和跟蹤查詢;⑥產(chǎn)品生命周期檔案;⑦設(shè)備管理：⑧產(chǎn)量監(jiān)控分析：◎質(zhì)量及績效分析查詢。

4.4 工作流設(shè)計

設(shè)計工作流模型及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流規(guī)劃，支持各種控制和溝通策略，支持生產(chǎn)過程的各種工作流程，實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)和管理過程的自動驅(qū)動、記錄、跟蹤、分析、信息共享等，并容易實(shí)現(xiàn)與ERP、PDM等的無縫集成，形成一個信息流的順暢通道。

隨著輪胎企業(yè)信息化的發(fā)展，MES系統(tǒng)的功能不單單在于企業(yè)內(nèi)部，而是基于產(chǎn)品全生命周期管理的信息交互與共享。RFID技術(shù)與MES集成應(yīng)用改善了業(yè)務(wù)流程，使制造過程中的成本和錯誤大大減少，提高了生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益更為突出。目前RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼還未形成統(tǒng)一的全球化標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布，這樣通過互聯(lián)網(wǎng)RFID不僅僅實(shí)現(xiàn)制造執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)的信息交流，而且可實(shí)現(xiàn)與企業(yè)其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成，從而使產(chǎn)品信息識別和實(shí)時信息共享成為可能。

5.RFID硬件設(shè)備選型

RFID硬件設(shè)備主要是電子標(biāo)簽和讀寫器，兩者的選型從以下幾個方面考慮：工作的可靠性、較高的性價比、識別的距離、工作的頻率、系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、產(chǎn)品提供及維護(hù)的便攜性、是否有成功的應(yīng)用案例。

基于以上考慮，選擇UHF RFID讀寫器，工作頻段為902"-928 MHz，符合標(biāo)準(zhǔn)EPCGen2，讀寫距離0～15 m，電子標(biāo)簽選擇EPC Gen2標(biāo)準(zhǔn)的抗金屬RFID標(biāo)簽。

5.1RFID工位機(jī)

產(chǎn)品特性

1) 集成ThingMagic高性能模組

2) 集成高增益天線

3) 支持紅外觸發(fā)模式

4) 支持485&Modbus等工業(yè)控制總線

5) IP67防護(hù)等級

6) 適用于各類工業(yè)化嚴(yán)苛應(yīng)用現(xiàn)場

5.2 超高頻RFID手持機(jī)

本系統(tǒng)中，手持設(shè)備主要用來進(jìn)行貨物移庫和盤點(diǎn)操作，其涉及到的功能比較多，應(yīng)用范圍廣，這就對設(shè)備中的RFID讀取模塊提出了更高的要求。

銓順宏 W6100 超高頻RFID手持機(jī)是一款基于安卓系統(tǒng)開發(fā)，集 1D 或 2D 條形碼掃描、4G 全網(wǎng)通、GPRS 、 WIFI、BLUETOOTH 、RFID 功能于一體的便攜式智能數(shù)據(jù)采集設(shè)備；界面友好，操作簡便，集成 ThingMagic 高性能模組，具備高 效盤點(diǎn)、遠(yuǎn)程掃描、精 準(zhǔn)讀取等優(yōu)勢；

適應(yīng)于倉儲物流、珠寶門店、檔案圖書等多場景應(yīng)用。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1）簡約機(jī)身設(shè)計、高清大屏顯示 采用簡約機(jī)身設(shè)計，打在一塊康寧大猩猩 5.5 寸 IPS 高清顯示屏。1440*720 的品目分辨率，邊角圓弧設(shè)計，兼顧著舒適的握持手感和機(jī)器本身的耐摔性。

2）強(qiáng)大快充以及 WiFi 漫游功能 配備 9000mAh 聚合物鋰電池可選，續(xù)航持久，同時支持快速充電功能，單次充電時長更短。以及強(qiáng)大 WiFi 漫游功能，可實(shí)現(xiàn) Wifi 熱點(diǎn)無縫切換，保持不間斷的網(wǎng)絡(luò)連接體驗(yàn)。

3）卓-越的 RFID 讀寫功能、多標(biāo)簽遠(yuǎn)距離讀寫 采用全向螺旋天線配合專業(yè)掃描手柄以及盾牌，支持超高頻單標(biāo)簽和多標(biāo)簽讀取，距離更遠(yuǎn)、效率更快、整機(jī)性能更加穩(wěn)定有效識讀距離可高達(dá) 20m。

5.3抗金屬RFID標(biāo)簽

TAG-915-H6019 UHF RFID耐高溫耐酸堿抗金屬RFID標(biāo)簽,廣泛應(yīng)用于RFID工業(yè)高溫強(qiáng)酸堿環(huán)境下管理設(shè)備以及RFID資產(chǎn)管理。 產(chǎn)品100%經(jīng)過歐洲進(jìn).口標(biāo)簽一致性測試系統(tǒng)檢測，保障使用過程中的穩(wěn)定性。材質(zhì)通過環(huán)保認(rèn)證。經(jīng)過國內(nèi)外知名客戶廣泛的使用和驗(yàn)證。標(biāo)簽?zāi)蛷?qiáng)酸堿（除氯代聯(lián)苯及氧化性酸、氧化劑、王水、過氧化氫及次氯酸鈉之外），耐高溫220度（持續(xù)120分鐘），耐受性好。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1）100%經(jīng)過歐洲進(jìn)口標(biāo)簽一致性測試系統(tǒng)檢測，保障使用過程中的穩(wěn)定性；

2）產(chǎn)品材質(zhì)通過環(huán)保認(rèn)證；

3）產(chǎn)品經(jīng)過國內(nèi)外知名客戶廣泛的使用和驗(yàn)證；

4）標(biāo)簽?zāi)蛷?qiáng)酸堿（除氯代聯(lián)苯及氧化性酸、氧化劑、王水、過氧化氫及次氯酸鈉之外），耐高溫220度（持續(xù)120分鐘），耐受性好。

關(guān)于銓順宏

深圳市銓順宏科技作為專.業(yè)的RFID物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與技術(shù)服務(wù)提高商，在向各大運(yùn)營商、集成商提供ThingMagic全系列產(chǎn)品的同時，公司也一直以專.業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，優(yōu)惠的價格，為廣大客戶提供世界 —.流的RFID設(shè)備解決方案和高質(zhì)量的售后服務(wù)。公司配合各大運(yùn)營商、集成商已成功的將ThingMagic RFID設(shè)備，運(yùn)用在倉儲物流、檔案信息化、航空航運(yùn)、服裝零售、汽車制造、智慧醫(yī)療、資產(chǎn)管理、防偽溯源等多個領(lǐng)域各種應(yīng)用中。從產(chǎn)品選型，到方案設(shè)計和系統(tǒng)平臺支持，為用戶提供易于操作且穩(wěn)定性高，具差異化、具創(chuàng)新的綜合性技術(shù)服務(wù)。