CN104443110B - 电子物料车及其在生产现场数据采集和资源调度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子物料车，特别是印染行业用于承载加工布料的布车。目前此类布车单纯机械结构，布料加工信息大多通过二维码或者手工记录。此类方法对生产现场信息采集困难和生产作业管理信息交互性差。所述的电子物料车主要由射频标签、红外传感、布车控制装置组成。本发明信息化程度高、可与现有生产制造车间的信息系统实现无缝连接，可在系统工作下，实现生产现场中实时采集与处理，布车定位，可节约制造资源，优化生产调度。
Description
技术领域
本发明属于智能生产技术领域，具体是一种电子物料车及其在生产现场数据采集和资源调度的方法。
背景技术
作为制造业大国，但是我国信息化水平离支撑制造业发展还有较大的差距，国家确定了通过信息化带动工业的国策，推动制造企业实施制造业信息化。为服务制造业的发展，信息化越来越重要，然而制造现场信息的实时采集与处理、制造资源的实时跟踪与标识是制造执行系统中实现实时过程控制、作业计划调度及生产质量管理等技术关键问题。因此，对车间生产信息采集、现场生产调度的设计、检测和评估具有重要的实用价值。
目前离散制造业车间已经逐步采用射频标签技术代替手工记录、纸质传递、条形码对物料信息记录和传递，为现场数据采集提供一种快捷、准确、方便的方法，解决由于生产现场状况复杂，物料放置混乱，管理不规范，常常出现物料丢失、缺损、供应滞后等问题，但是对于一些类似于布料，食品等加工环境特殊不适合在物体本身装配射频标签标签的加工品，仍然无法实时跟踪物品加工信息，对于这类物品的加工仍然采用传统的记录信息的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对上述出现技术中的不足，提供一种结构简单、设计新颖合理、实现方便、使用操作便捷、能够实现生产现场中准确快速跟踪加工物品。为解决上述技术问题，本发明中提出了一种在被加工织物的运载器（电子物料车）上安装标签如图1所示，通过对布车上的标签的动态读写，建立起加工机台—布车—被加工织物间的信息链。所述电子物料车主要由水平行走机构、红外感知器件、射频标签、控制系统组成。行走机构作为物料的载体，红外感知器件用于检测布车上是否有布，射频标签作为整个布车的标示和信息存储模块，信息部分包括当前布车的状态信息，所载布料的加工信息，控制部分包括检测部分和射频标签读写部分，控制器通过红外传感器间隙式检测布车状态，并将此状态写到电子标签里面。每台设备旁边都配一个射频读写器和操作终端，这些射频读写器主要用来识别布车，对布车标签进行读写操作和对布车的定位。
本发明的具体技术方案如下：
一种电子物料车，其特征在于其包括结构部分和电路部分，所述结构部分包括布车车身、红外检测接受端、红外检测发射端、微控制器模块、射频标签，红外检测接受端和红外检测发射端分别设置在布车车身两侧，微控制器模块、射频标签分别设置在布车车身上红外检测接受端的同侧；所述电路部分包括处理器、处理器接口、射频读写模块、Balun模块、信号放大器、低通滤波器、定向耦合器、天线，其中射频读写模块包括：数字转换模块、增益滤波模块、DRM滤波模块、变频混合器、射频信号接收接口、EPC Gen2协议控制器、射频发送模块、射频发送接口和LED指示灯。
所述的电子物料车，其特征在于：所述微控制器模块(21)为单片机。
所述的电子物料车，其特征在于：所述射频读写模块(19)为无线射频通信。
所述的电子物料车，其特征在于：所述电子物料车车状态信息、所承载布料订单信息存储在射频标签里面。
所述的电子物料车，其特征在于：所述电路部分还包括传感系统，所述传感系统采用红外感应系统，实时感应布车状态，并可以通过无线射频将信息写到射频标签里面。
所述的电子物料车，其特征在于：操作终端可以通过生产车间的射频读写器快速定位指定布车。
所述的电子物料车，其特征在于：所述电子物料车有LED指示灯，分别用来指示布车有布、无布、锁定状态。
所述的电子物料车，其特征在于：通过终端的读写器可以定位指定布车。
所述的电子物料车，其特征在于：所述电子物料车为ERP提高现场生产信息。
使用所述的电子物料车的在生产现场数据采集和资源调度的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）订单初始化，具体过程如下：
布料加工之前将通过ERP生产计划，设置一个制品编号，安排操作人员进行加工，操作人员定位一辆最近的电子物料车，将胚布放进电子物料车，并将订单号、客户信息、制造信息、加工步骤、加工状态等信息写进数据库里面写进射频标签里面，同时将相关的信息写到数据库；
2）开始工序加工数据采集，具体过程如下：
当电子物料车被推到各个加工机台的指定位置时，机台上的射频读写模块读取电子物料车射频标签信息，并与存储在机台生产任务信息对比检验；检验正确后，机台终端提示卸载电子物料车上的胚布，通过读取电子物料车上的射频标签信息中的有无布的状态位，确保织物正确卸载，当该机台按照射频标签信息对胚布加工时，机台终端将当前加工信息发给中央控制器，布车射频标签上的加工信息清零，加工信息在系统服务器中保存；
3）工序加工结束，数据下载，具体过程如下：
当该机台的生产工序结束时，机台终端上的射频读写模块定位最近的空闲状态的电子物料车，提示将该工序已加工完成的布匹从本机台卸下，装载到指定的电子物料车上，将刚完成的订单所有信息写入电子物料车的标签中，机台已经完成的工序作为加工历史数据保存。以此流程连续工作，实现生产信息的链接和布料加工过程的追踪；
4）重复上述步骤2）和步骤3）进行操作，系统记录数据并进行统计，直到所有工序都加工完成；
5）加工结束检测，具体过程如下：
将电子物料车推到检验终端，读取射频标签里面的订单号，查询此订单工序是否完全加工完成，如完成则卸载布，系统将结束时间更新到数据库。如有遗漏的加工工序或者错误加工则将此单进行二次加工。
本发明的电子物料车，结构简单、设计新颖合理、实现方便、使用操作便捷、能够实现生产现场中准确快速跟踪加工物品。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的控制电路板原理示意图；
图中1—红外检测接受端；2—红外检测发射端；3—处理器；4—处理器接口；5—EPC Gen2协议控制器；6—数字转换模块；7—增益滤波模块；8—DRM滤波模块；9—射频发送模块；10—变频混合器；11—射频发送接口；12—射频信号接收接口；13—Balun模块；14—定向耦合器；15—低通滤波器；16—信号放大器；17—天线；18—布车车身；19—射频读写模块；20—射频标签；21—微控制器模块；22—LED指示灯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1，图2所示，智能布车包括结构部分和电路部分。本发明采用射频技术，即在布车上面安装射频标签和射频标签的读写器。结合工序操作终端读写器，和红外感应技术，从而可以感应布车存货状态，记录加工工序状态。所述结构部分包括布车车身18、红外检测接受端1、红外检测发射端2、微控制器模块21、射频标签20，红外检测接受端1和红外检测发射端2分别设置在布车车身18两侧，微控制器模块21、射频标签20分别设置在布车车身18上红外检测接受端1的同侧；所述电路部分包括处理器3、处理器接口4、射频读写模块19、Balun模块13、信号放大器16、低通滤波器15、定向耦合器14、天线17，其中射频读写模块19包括：数字转换模块6、增益滤波模块7、DRM滤波模块8、变频混合器10、射频信号接收接口12、EPC Gen2协议控制器5、射频发送模块9、射频发送接口11和LED指示灯22。
1.定位电子物料车
每台设备边上都有一个射频读写器，这些读写器的天线会覆盖整个车间。电子物料车标签有唯一ID号，可以通过查询命令，查询每个射频读写器识别范围的标签，能识别到该标签的射频读写器返回其坐标和标签返回的信号强度。根据射频标签返回信息强度和距离成反比的性质，上位机可以根据信号强度计算出标签距离射频读写器的距离，有三个射频读写器的返回便可以形成一个交叉点，再根据三个射频标签的坐标，得到最后得到具体位置。
2.电子物料车状态位检测
电子物料车状态分为两个状态位，一个表示有无布状态，称为有布态、无布态，布车间歇式通过控制芯片打开红外发送端，并开启检测接受端，检验布车是有布态或者无布态。另一个状态是锁定状态位，锁定态和未锁定态，锁定态表示该布车已经被选中。无布的电子物料车被选定为下一工序加工载体时，便将此状态位改为锁定态，以便不被其他任务误用。当此电子物料车完成上一工序加工以后，改变状态为未锁定位。这些状态都通过布车读写器和终端读写器写到布车的射频标签里面。
3.定位空的电子物料车
查询所有的电子物料车的状态，将有布的布车踢出，获取剩下的布车的坐标信息，从而计算出距离最近的布车。
4.订单信息跟踪
在工序加工之前，终端射频读写器将标签里订单信息读到终端并保存，待加工完以后将此订单信息再写到电子物料车标签里面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电子物料车，其特征在于其包括结构部分和电路部分，所述结构部分包括布车车身（18）、红外检测接受端（1）、红外检测发射端（2）、微控制器模块（21）、射频标签（20），红外检测接受端（1）和红外检测发射端（2）分别设置在布车车身（18）两侧，微控制器模块（21）、射频标签（20）分别设置在布车车身（18）上红外检测接受端（1）的同侧；所述电路部分包括处理器（3）、处理器接口（4）、射频读写模块（19）、Balun模块（13）、信号放大器（16）、低通滤波器（15）、定向耦合器（14）、天线（17），其中射频读写模块（19）包括：数字转换模块（6）、增益滤波模块（7）、DRM滤波模块（8）、变频混合器（10）、射频信号接收接口（12）、EPCGen2协议控制器（5）、射频发送模块（9）、射频发送接口（11）和LED指示灯（22）。
2.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：所述微控制器模块(21)为单片机。
3.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：所述射频读写模块(19)为无线射频通信。
4.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：所述电子物料车车状态信息、所承载布料订单信息存储在射频标签里面。
5.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：所述电路部分还包括传感系统，所述传感系统采用红外感应系统，实时感应布车状态，并可以通过无线射频将信息写到射频标签里面。
6.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：操作终端可以通过生产车间的射频读写器快速定位指定布车。
7.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：所述电子物料车有LED指示灯，分别用来指示布车有布、无布、锁定状态。
8.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：通过终端的读写器可以定位指定布车。
9.按照权利要求1所述的电子物料车，其特征在于：所述电子物料车为ERP提高现场生产信息。
10.使用如权利要求1所述的电子物料车的在生产现场数据采集和资源调度的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）订单初始化，具体过程如下：
布料加工之前将通过ERP生产计划，设置一个制品编号，安排操作人员进行加工，操作人员定位一辆最近的电子物料车，将胚布放进电子物料车，并将订单号、客户信息、制造信息、加工步骤及加工状态的信息写进数据库里面写进射频标签里面，同时将相关的信息写到数据库；
2）开始工序加工数据采集，具体过程如下：
当电子物料车被推到各个加工机台的指定位置时，机台上的射频读写模块读取电子物料车射频标签信息，并与存储在机台生产任务信息对比检验；检验正确后，机台终端提示卸载电子物料车上的胚布，通过读取电子物料车上的射频标签信息中的有无布的状态位，确保织物正确卸载，当该机台按照射频标签信息对胚布加工时，机台终端将当前加工信息发给中央控制器，布车射频标签上的加工信息清零，加工信息在系统服务器中保存；
3）工序加工结束，数据下载，具体过程如下：
当该机台的生产工序结束时，机台终端上的射频标签读写器定位最近的空闲状态的电子物料车，提示将该工序已加工完成的布匹从本机台卸下，装载到指定的电子物料车上，将刚完成的订单所有信息写入电子物料车的射频标签中，机台已经完成的工序作为加工历史数据保存，
以此流程连续工作，实现生产信息的链接和布料加工过程的追踪；
4）重复上述步骤2）和步骤3）进行操作，系统记录数据并进行统计，直到所有工序都加工完成；
5）加工结束检测，具体过程如下：
将电子物料车推到检验终端，读取射频标签里面的订单号，查询此订单工序是否完全加工完成，如完成则卸载布，系统将结束时间更新到数据库，
如有遗漏的加工工序或者错误加工则将此单进行二次加工。
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