CN105425743B - 一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统，包括产品信息管理模块、位置信息采集模块、加工数据采集模块、质量评估模块和可视化监控与报警模块。产品标识号、生产信息和加工标准数据录入在产品信息管理模块中，位置信息采集模块通过产品与RFID标签绑定收集产品及其位置信息，产品在机床上加工时加工数据采集模块实时采集加工数据，质量评估模块根据机床位置找到相应加工产品的加工标准数据，并与实测数据进行比较判别，偏离程度超出阈值时报警，产品位置和报警提示通过可视化监控与报警模块展示给产品加工者。本发明提高了生产过程中产品位置信息的收集效率，使产品质量在加工过程中就得到评估，根据报警停止错误操作，减少经济损失。
Description
技术领域
本发明属于生产制造领域，涉及一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统。
背景技术
航天器研制企业非常重视产品的可追溯性，要求产品研制的各个环节的状态都能够得到完整的记录，以便产品的持续改进和对质量问题的追溯。随着信息技术的发展，利用信息系统能够将各类记录表格进行电子化，实现对信息的记录。但是信息与实物的实际状态的对应还需要经过人为判别，需要将系统中的曲线、图像转变成为数值或结论再填写到另外的系统中，不仅产生了信息丢失，也增加了操作人员的工作量。目前的产品实物状态采集方法，多采用人工识别的方式，通过产品上粘贴的标识来识别产品，而获取产品相关信息也需要依靠手工查询或在信息系统中手工输入产品标识号查询。这种以人工为主的方式效率低，而且不能自动发现产品生产质量问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有试验机时严重缺乏的不足，提供了一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统，通过信息系统与传感器的融合，实现了实物标识和相关参数测定的一体化解决方案，保证实物信息与系统信息的一致性，解决了生产过程中，产品状态收集效率低、产品质量无法在加工过程中同步评估问题。
本发明的技术方案是：一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统，包括加工任务管理模块、产品位置信息管理模块、加工数据采集模块、加工质量评估模块和可视化监控与报警模块；
加工任务管理模块获取每个产品的标识号、生产信息和加工标准数据；
产品位置信息管理模块包括标签绑定单元和位置信息采集单元，标签绑定单元读取加工任务管理模块的每个产品的标识号和生产信息，在RFID系统中，将每个产品的标识号与一个RFID标签号关联绑定，位置信息采集单元通过RFID系统实时采集每个标签的位置信息，并根据标签号与产品标识号的关系，记录下每个标签相应产品的位置信息，同时将产品位置信息发送至可视化监控与报警模块；
加工数据采集模块包括机床信息单元和加工数据采集单元，机床信息单元记录了每台机床编号及其位置信息，加工数据采集单元采集工作中的机床加工数据，同时读取产品位置信息管理模块中的产品位置信息，通过查找和机床位置信息相同的产品，将机床对该产品的加工数据信息关联到产品上，并将产品的标识号及其加工数据信息发送至加工质量评估模块；
加工质量评估模块包括加工数据对比单元和加工异常报警单元，加工数据对比单元读取加工数据采集模块发送来的产品加工数据，同时读取加工任务管理模块中的产品加工标准数据，对二者进行比对分析，如果二者差距超出正常范围则生成报警信息，将对比信息和报警信息发送至可视化监控与报警模块；
可视化监控与报警模块包括产品位置展示单元、加工对比展示单元和报警提示单元，产品位置展示单元接收产品位置信息管理模块的产品位置信息，并实时显示在车间平面地图上，加工对比展示单元接收加工质量评估模块的输出的对比信息，并通过图表的形式实时显示，报警提示单元接收加工质量评估模块的报警信息，并向用户发出报警。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明采用了物联网技术进行实物状态采集，通过RFID标签绑定，在产品生产全过程自动采集实物位置，并通过电子地图信息看板的方式实时展示，相比人工采集方法大大提高了效率，使实物位置实时查找成为可能；为管理决策提供了有力支撑；
(2)通过加工实测数据与标准数据实时比对，评估产品加工质量，将发现问题的时间从检验阶段提前到产品加工阶段，可及时发现问题并采取措施，减少经济损失，尤其对价格昂贵的稀有金属和特种材料来说效果更为明显。
附图说明
图1为本发明系统组成图。
具体实施方式
如图1所示，本发明按照功能模块划分可分为加工任务管理模块、产品位置信息管理模块、加工数据采集模块、加工质量评估模块和可视化监控与报警模块五部分；
通过加工任务管理模块记录每个产品的加工任务，可以通过用户使用界面输入，或通过系统集成接口由企业信息系统传入，记录加工任务信息包括产品信息和计划信息，如产品代号、产品名称、计划号、计划完成时间和部门等；产品加工标准数据准备好后，通过数据关联，为每个产品添加产品加工数据，包括转速、切削速度、进给速度和进给量等数据。
在车间生产现场，通过产品位置信息管理模块确定产品实物在车间现场的位置。为产品通过悬挂、粘贴等方式绑定一个RFID标签，在系统中，将该标签编号与产品代号关联，建立关联关系后，标签位置状态即代表了产品的位置状态。位置信息采集单元通过RFID(射频识别)系统实时采集每个标签的位置信息，并根据标签号与产品代号的关系，记录下每个标签相应产品的位置信息，同时将产品位置信息发送至可视化监控与报警模块。
在机床上安装网卡或专用硬件用于采集工作中的机床加工数据，加工数据采集模块包括机床信息单元记录了每台机床编号及其位置信息，当产品在机床上加工时，加工数据通过网卡或专用硬件采集到加工数据采集单元，同时读取产品位置信息管理模块中的产品位置数据，通过查找和机床位置相同的产品，将加工数据关联到产品上，并将产品及其加工数据信息发送至加工质量评估模块；
加工质量评估模块包括加工数据对比单元和加工异常报警单元，加工数据对比单元读取加工数据采集模块发送来的产品实测加工数据，同时读取加工任务管理模块中的产品加工标准数据，对二者进行比对分析，如果二者差距超出正常范围则生成报警信息，将对比信息和报警信息发送至可视化监控与报警模块；
车间现场或办公室部署计算机，展示可视化监控与报警模块中的产品位置、加工数据对比和报警提示，产品位置展示单元接收产品位置信息管理模块的产品位置信息，并实时显示在车间平面地图上，加工对比展示单元接收加工质量评估模块的加工数据对比信息，并通过图表的形式实时显示，报警提示单元接收加工质量评估模块的报警信息，并通过弹出通知的方式提示用户。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (1)
1.一种基于物联网的产品实物状态采集与报警系统，其特征在于：包括加工任务管理模块、产品位置信息管理模块、加工数据采集模块、加工质量评估模块和可视化监控与报警模块；
加工任务管理模块获取每个产品的标识号、生产信息和加工标准数据；加工任务管理模块还记录每个产品的加工任务，加工任务信息包括产品信息和计划信息，即产品代号、产品名称、计划号、计划完成时间和部门；产品加工标准数据准备好后，通过数据关联，为每个产品添加产品加工数据，包括转速、切削速度、进给速度和进给量；
产品位置信息管理模块包括标签绑定单元和位置信息采集单元，标签绑定单元读取加工任务管理模块的每个产品的标识号和生产信息，在RFID系统中，将每个产品的标识号与一个RFID标签号关联绑定，位置信息采集单元通过RFID系统实时采集每个标签的位置信息，并根据标签号与产品标识号的关系，记录下每个标签相应产品的位置信息，同时将产品位置信息发送至可视化监控与报警模块；
加工数据采集模块包括机床信息单元和加工数据采集单元，机床信息单元记录了每台机床编号及其位置信息，加工数据采集单元采集工作中的机床加工数据，同时读取产品位置信息管理模块中的产品位置信息，通过查找和机床位置信息相同的产品，将机床对该产品的加工数据信息关联到产品上，并将产品的标识号及其加工数据信息发送至加工质量评估模块；
加工质量评估模块包括加工数据对比单元和加工异常报警单元，加工数据对比单元读取加工数据采集模块发送来的产品加工数据，同时读取加工任务管理模块中的产品加工标准数据，对二者进行比对分析，如果二者差距超出正常范围则生成报警信息，将对比信息和报警信息发送至可视化监控与报警模块；
可视化监控与报警模块包括产品位置展示单元、加工对比展示单元和报警提示单元，产品位置展示单元接收产品位置信息管理模块的产品位置信息，并实时显示在车间平面地图上，加工对比展示单元接收加工质量评估模块的输出的对比信息，并通过图表的形式实时显示，报警提示单元接收加工质量评估模块的报警信息，并向用户发出报警，通过弹出通知的方式提示用户。
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