CN104504539A - 离散制造业物联网全生命周期管理系统 - Google Patents

离散制造业物联网全生命周期管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供离散制造业物联网全生命周期管理系统，包括：存储模块，其内存储有订单信息；订单分析模块，将所述订单信息分解成第一订单子信息和第二订单子信息，同时将所述第一订单子信息和第二订单子信息存储在所述存储模块内；第一RFID发卡器，将第一订单子信息写入到对应的第一RFID卡中；读卡器，用于读取每个对应的第一RFID卡中的第一订单子信息、第二RFID卡中的第二订单子信息和第二RFID卡信息，并将其上传至存储模块中；控制器，其用于根据所述第二RFID卡的信息，从存储模块中调取对应的第二订单子信息，并将其发送至第二RFID发卡器并写入到第二RFID卡中；本发明建立一种完善的、集成化的适合离散制造业的生产质量监控和管理体系。

Description

离散制造业物联网全生命周期管理系统
技术领域
本发明属于离散型制造业领域，特别涉及离散制造业物联网全生命周期管理系统。
背景技术
随着我国市场化的深入和经济结构转型，离散制造企业面临到前所未有的市场竞争。离散制造企业必须提高生产效率、提高产品质量、降低成本；并满足客户多样化和个性化的需求。我国离散制造业在管理水平、制造能力、质量和价格等方面都和国际水平有着明显差距，以产品生命周期不断缩短、客户需求日益个性化、质量要求越来越高为特点的新竞争形势向离散制造业提出新的挑战。
离散制造业中的出现的整机(产品)质量问题(例如：汽车安全问题)已引起消费者、政府管理部门和生产厂家的高度重视，对于每一个制造商来说，需要建立一套有效的信息系统，用于建立并且长期保存整机和消费者的有关资料、对技术服务过程中的动态信息，并且定期地向有关部门备案。此外，某些整机为了完成召回制度所规定的义务，制造商需设立有关的机构、相应的人员，配置相应的系统。
我国的离散型制造主要集中在机械加工、电子元器件制造、汽车、服装、家具、五金、医疗设备、玩具等行业(问题)其生产特点是生产周期较长，产品结构复杂，工艺路线和设备配置非常灵活，临时插单现象多，零部件种类繁多，产品的质量和生产率很大程度依赖于工人的技术水平，自动化主要用于单元级，例如数控机床、柔性制造系统等。
企业的生存发展离不开过硬的技术水平和优秀的产品质量，而高质量的产品从根本上说是通过制造过程实现的，因而现代化离散制造企业其质量保证体系均以生产现场为重点，通过动态工序的监控，既反映整机(零部件)生产中的波动状况，又能预测工序、指导工序，特别是通过采取及时的调整措施，把质量隐患解决在未形成整机之前。配置在生产现场的在线检测设备，正是实施对制造过程质量控制的主要手段，进入生产现场，直接监控制造工序质量和产品质量。另外，在日常生产制造中，总会产生各种错误和缺陷，引起产品质量的波动，影响生产效率和制造成本，而且还会波及到用户。经验和理论均表明，如果没有严密的防错系统，要想达到零缺陷或接近零缺陷都几乎没有可能。在源头当即发现并解决其影响最小，越往后，影响越大，损失也越大。为解决以上问题，企业质量控制层必须迅速地获取第一手的信息，利用数据网络把信息传送至车间，质量控制中心；进行在线控制，通过对产品的监测实现对动态工序的质量管理。
目前，我国的离散制造企业的销售管理大多沿用旧的管理模式，无论在仓储管理，还是在销售管理方面等都存在很多问题，这些无疑制约企业的发展和腾飞。在传统的离散制造业管理模式中，纸单据及手工管理是其主流方式。这种方式带来的是数据可靠性差，运行效率低下，统计分析难度大，提取对企业有用信息的速度慢。显然，这种传统的管理模式已不能适应当今离散制造企业的发展趋势，特别是信息化时代的到来，强健离散制造业自身体魄，采用先进管理模式来增强竞争力，迎接信息化革命是摆在离散制造企业面前很现实而且很关键的问题。
综合以上情况，面临激烈、多变的市场竞争环境和相关法规、标准的要求，离散制造行业必须提高生产和质量管理水平，建立完善的、集成化的生产质量监控和管理体系。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种自离散型制造业物联网全生命周期管理系统，该方法采用射频标签技术可以自动跟踪在制品(正在制造的产品，包括构件、半成品、产成品等)、整机和关键零部件实时分布状况，实现整机和关键零部件的全生命周期的质量跟踪、追溯和控制。
本发明的其中一个目的是提供一种离散制造业物联网全生命周期管理系统，其包括：
存储模块，其内存储有订单信息；
订单分析模块，其从所述存储模块中调取所述订单信息，并将所述订单信息分解成第一订单子信息和第二订单子信息，同时将所述第一订单子信息和第二订单子信息存储在所述存储模块内，并与所述订单信息建立一一对应的映射关系；
第一RFID发卡器，其从所述存储模块中调取所述订单信息和与其相对应的第一订单子信息，并将第一订单子信息写入到对应的第一RFID卡中；
读卡器，其设置在每个工位上，用于读取每个对应的第一RFID卡中的第一订单子信息、第二RFID卡中的第二订单子信息和第二RFID卡信息，并将其上传至存储模块中；
控制器，其用于根据所述第二RFID卡的信息，从存储模块中调取对应的第二订单子信息，并将所述第二订单子信息发送至第二RFID发卡器并写入到第二RFID卡中；
其中，所述存储模块还用于对所述订单信息进行管理，还用于统计每个工位上的读卡器的读卡次数，并根据所述读卡次数对所述订单子信息进行修改。
优选的是，所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第一订单子信息包括原材料信息、加工设备信息；
所述第一RFID卡中写有原材料信息或加工设备信息；
所述第一RFID卡标识在原材料上或者是加工设备上。
优选的是，所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第二订单子信息包括加工工艺信息；
每个生产线上的读卡器用于读取上一个生产线完成的半成品上的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述第二订单子信息从存储模块中调取预定本生产线加工工艺信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将信息写入到该第二RFID卡中。
优选的是，所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第二订单子信息还包括子加工单位信息和零部件信息；
每个子加工单位完成的零部件上标识有第二RFID卡，所述第二RFID卡中写有子加工单位信息和零部件信息。
优选的是，所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述订单子信息还包括装配信息，所述装配信息包括每个装配步骤的子装配信息；
设置在装配工位的读卡器用于读取上一个零件上的第二RFID卡上的零件信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述零件信息从存储模块中调取预定本装配步骤的子装配信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将子装配信息写入到该第二RFID卡中。
优选的是，所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第二订单子信息还包括工序信息；
每个工序上的读卡器用于读取上一个工序完成的半成品上的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述第二订单子信息从存储模块中调取预定本工序信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将信息写入到该第二RFID卡中。
优选的是，所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，所述存储模块还用于对所述订单信息进行管理，包括执行对订单信息进行更新、增加或删除的操作。
本发明的有益效果如下：
1、所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，开发一个适合于离散制造业的数据采集和控制管理的集控平台，在离散制造业中具有一定间距的的制造厂商间快速准确地传递订单信息、具体加工要求，提高离散制造业加工的效率的管理平台。
2、所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，通过物联网技术将信息管理和生产控制有机结合，实现生产过程中物流、人流和信息流的高度统一，提高工作效率，降低生产成品。
3、所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，通过生产过程跟踪模块和成品射频标签图像对生产过程中在制品实时分布状况和流转状况的自动跟踪和产品的身份认证与质量安全溯源管理，即允许订单客户快速查询订单进展情况进行及时查询，同时当产品出现问题时也可以通过成品射频标签图像查找对应产品的生产信息，为产品保养和维修提供依据。
附图说明
图1为本发明所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
图1示出了根据本发明的一种实现形式，展示了离散制造业物联网全生命周期权利系统的管理过程，其中包括：
存储模块，其内存储有订单信息；所述存储模块存储将客户需要制造的整机或部分的订单信息，作为对制造加工和加工过程监管的依据。
订单分析模块，其从所述存储模块中调取所述订单信息，并将所述订单信息分解成第一订单子信息和第二订单子信息，同时将所述第一订单子信息和第二订单子信息存储在所述存储模块内，并与所述订单信息建立一一对应的映射关系；所述第一订单子信息包括原材料信息、加工设备信息；所述第二订单子信息包括加工工艺信息。所述订单分析模块从客户的原始订单信息中提取原材料信息和加工设备信息与加工工艺信息，为后续具体实施过程包括：原材料的采购，指定特定的加工设备，以及制造加工过程中了解客户对加工工艺的具体要求提供对应信息，快速便捷地使具体实施单位了解其的工作要求。
第一RFID发卡器，其从所述存储模块中调取所述订单信息和与其相对应的第一订单子信息，并将第一订单子信息写入到对应的第一RFID卡中；即所述第一RFID发卡器将包括原材料信息、加工设备信息写入到第一RFID卡中。
读卡器，其设置在每个工位上，用于读取每个对应的第一RFID卡中的第一订单子信息；任一加工流程中原材料采购部门和加工设备管理采购部分利用其工位上的读卡器读取所述第一订单子信息，了解并准备本加工流程中需要的原材料和加工设备；同时，所述读卡器中依据所述第二订单子信息预存一第二RFID卡，所述第二RFID卡中存储有第二订单子信息和所述订单信息的基本信息，所述基本信息包括订单号、产品型号、客户、数量、批号、BOM，指定的生产线、计划开始时间、计划结束时间、规定工艺路线及各工序作业规范及管制项目，规定校验、追溯、停线标准，该基本信息用于第一道生产线加工标准；所述读卡器将所述第二RFID卡将其上传至存储模块中；
控制器，其用于根据所述第二RFID卡的信息，从存储模块中调取对应的第二订单子信息，并将所述第二订单子信息发送至第二RFID发卡器并写入到第二RFID卡中；所述控制器同时从调取所述读卡器中具有基本信息的第二RFID卡中的信息，从所述存储模块中调取所述第二订单子信息，将所述第二订单子信息中的加工工艺信息发送至第二RFID发卡器并写入到第二RFID卡中，所述第二RFID卡中添加了加工流程信息。具体加工工位上的工作人员利用其工位的读卡器，读取具有加工流程信息的所述第二RFID卡，知道该加工工位的加工要求。同时，具体加工流程中的基层生成单位可以进行作业调度，基层生产单位根据生产进度计划具体确定生产进度，同时确定每一工序、操作工、工作班的工作任务。其任务是要在有限的人力、设备资源上安排多项工作任务，规定执行顺序和时间，提供可靠的客户订单交期，使预定的目标得到实现并优化。
其中，所述存储模块还用于对所述订单信息进行管理，还用于统计每个工位上的读卡器的读卡次数，并根据所述读卡次数对所述订单子信息进行修改。对于同一批次的加工任务中，同一条流水线上，每一个工位对其中一个零部件加工时，利用其工位读卡器读取所述第二RFID卡时，所述订单信息中会更新、修改加工记录；客户可以在本系统中通过查询所述订单子信息中的数据更新情况，了解其订单任一子订单的进展。
所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第一RFID卡中写有原材料信息或加工设备信息；
所述第一RFID卡标识在原材料上或者是加工设备上。
所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，所述第二订单子信息包括加工工艺信息；
每个生产线上的读卡器用于读取上一个生产线完成的半成品上的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述第二订单子信息从存储模块中调取预定本生产线加工工艺信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将信息写入到该第二RFID卡中。即当上一个生产线完成其加工任务后，到达下一个生产线时，下一个生产线上的读卡器读取上一个生成线的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传至所述控制器中，记录上一生成线的工作已完成开始本生产线的加工工作。此外，所述控制器从所述第二订单子信息中读取与本生产线流程有关的加工工艺信息，将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器中在所述第二RFID卡写入本生产线的具体信息，为本生产线的生产加工提供依据。后续的生产线流程以此类推，完成整个订单的加工过程。在离散制造业中用户可以从上万种内部和外部选项中选定自己所需整机的结构和配置要求等要求，这样一来，整机装配流水线上就得装配上几十种甚至上百种式样的整机、如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务。本发明系统中任一下一生产线记录上一生产线任务完成的情况，并调取本生产线的加工工艺信息，实现在后的生产线对前一生产线的监控。这样可以保证整机在各个流水线位置处能毫不出错地完成装配任务，生产线的实时监控，对零部件进入总装车间到整机终检整个生产过程进行RFID跟踪管理。
此外，本系统采用系统过程控制的方法实时记录生产过程中的质量信息，例如：汽车生产中总装车间的扭矩、检测线数据、加注机数据，喷漆车间的设备参数，焊装和车架车间的尺寸数据等。并利用系统过程控制监控，发现异常及时通知相关责任部门进行处理，并对异常的原因和处理情况进行跟踪。
所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第二订单子信息还包括子加工单位信息和零部件信息；
每个子加工单位完成的零部件上标识有第二RFID卡，所述第二RFID卡中写有子加工单位信息和零部件信息。
在离散制造中，大部分大型的部件都是通过专门的料箱进行运输的，这些料箱形态各异，以满足装运不同部件的需求。如果没有这些料箱，部件就不能运输，有可能导致生产无法顺利完成。这样也就导致了停机和拖延的时间，为解决包装和运输的问题而花费的成本也是非常高的。为了避免以上所说的情况发生，许多生产制造厂家会多买一些料箱，并且多存一些料箱来解决这个问题。这样的解决办法往往让生产制造厂家处于进退两难的境地，而且经常不起作用，问题同样得不到解决。对此我们提供了一种更加简单，经济实惠的解决方案：那就是在一些非常昂贵的专用料箱上安装小巧的无线射频识别标签，通过这样的方法，料箱的位置、加工单位信息和零部件信息能随时可知。
所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述订单子信息还包括装配信息，所述装配信息包括每个装配步骤的子装配信息；
设置在装配工位的读卡器用于读取上一个零件上的第二RFID卡上的零件信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述零件信息从存储模块中调取预定本装配步骤的子装配信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将子装配信息写入到该第二RFID卡中。当所有零部件组装成整机后，所述第二RFID卡中记录任一零件的原材料信息、组装信息和加工单位信息等，即所述第二RFID卡中记录整机的所有加工信息。任一整机出场时都会配备以记录其生产加工信息的第二RFID卡，当整机需要维护或修理的时候，维修人员可以通过读取所述第二RFID卡中的加工信息，了解整机产品任一部件的信息，以便其提供针对性的维修工作。同时，系统记录返修工作站的维修记录，便于了解产品的返修情况，分析返修原因。
所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，
所述第二订单子信息还包括工序信息；
每个工序上的读卡器用于读取上一个工序完成的半成品上的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述第二订单子信息从存储模块中调取预定本工序信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将信息写入到该第二RFID卡中。
系统整机生产以装配为主，涉及大量的部件(包括厂内自制件和外协件)，在装配过程中难免发生各种缺陷，有来自部件的，有在本工序产生的，也有上道工序产生的。为了提高质量，降低返修率，需要对整机的缺陷进行实时监控，实时记录，及时采取措施。
所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统中，所述存储模块还用于对所述订单信息进行管理，包括执行对订单信息进行更新、增加或删除的操作。系统中可根据客户要求的改变、工作进度的安排以及一些突发的临时情况对系统中的相关信息进行更新、增加或删除。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.离散制造业物联网全生命周期管理系统，包括：
存储模块，其内存储有订单信息；
订单分析模块，其从所述存储模块中调取所述订单信息，并将所述订单信息分解成第一订单子信息和第二订单子信息，同时将所述第一订单子信息和第二订单子信息存储在所述存储模块内，并与所述订单信息建立一一对应的映射关系；
第一RFID发卡器，其从所述存储模块中调取所述订单信息和与其相对应的第一订单子信息，并将第一订单子信息写入到对应的第一RFID卡中；
读卡器，其设置在每个工位上，用于读取每个对应的第一RFID卡中的第一订单子信息、第二RFID卡中的第二订单子信息和第二RFID卡信息，并将其上传至存储模块中；
控制器，其用于根据所述第二RFID卡的信息，从存储模块中调取对应的第二订单子信息，并将所述第二订单子信息发送至第二RFID发卡器并写入到第二RFID卡中；
其中，所述存储模块还用于对所述订单信息进行管理，还用于统计每个工位上的读卡器的读卡次数，并根据所述读卡次数对所述订单子信息进行修改。
2.如权利要求1所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，其特征在于，
所述第一订单子信息包括原材料信息、加工设备信息；
所述第一RFID卡中写有原材料信息或加工设备信息；
所述第一RFID卡标识在原材料上或者是加工设备上。
3.如权利要求2所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，其特征在于，
所述第二订单子信息包括加工工艺信息；
每个生产线上的读卡器用于读取上一个生产线完成的半成品上的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述第二订单子信息从存储模块中调取预定本生产线加工工艺信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将信息写入到该第二RFID卡中。
4.如权利要求3所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，其特征在于，
所述第二订单子信息还包括子加工单位信息和零部件信息；
每个子加工单位完成的零部件上标识有第二RFID卡，所述第二RFID卡中写有子加工单位信息和零部件信息。
5.如权利要求4所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，其特征在于，
所述订单子信息还包括装配信息，所述装配信息包括每个装配步骤的子装配信息；
设置在装配工位的读卡器用于读取上一个零件上的第二RFID卡上的零件信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述零件信息从存储模块中调取预定本装配步骤的子装配信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将子装配信息写入到该第二RFID卡中。
6.如权利要求1所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，其特征在于，
所述第二订单子信息还包括工序信息；
每个工序上的读卡器用于读取上一个工序完成的半成品上的第二RFID卡上的第二订单子信息，并将其上传到控制器中，控制器根据所述第二订单子信息从存储模块中调取预定本工序信息并将其发送至第二RFID发卡器中，所述第二RFID发卡器将信息写入到该第二RFID卡中。
7.如权利要求1到6任一项所述的离散制造业物联网全生命周期管理系统，其特征在于，所述存储模块还用于对所述订单信息进行管理，包括执行对订单信息进行更新、增加或删除的操作。
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