CN107146043B - 产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法 - Google Patents

产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107146043B
CN107146043B CN201710192862.2A CN201710192862A CN107146043B CN 107146043 B CN107146043 B CN 107146043B CN 201710192862 A CN201710192862 A CN 201710192862A CN 107146043 B CN107146043 B CN 107146043B
Authority
CN
China
Prior art keywords
product
information
factory
manufacturing
cloud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710192862.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107146043A (zh
Inventor
方水良
盛飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201710192862.2A priority Critical patent/CN107146043B/zh
Publication of CN107146043A publication Critical patent/CN107146043A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107146043B publication Critical patent/CN107146043B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/083—Shipping
    • G06Q10/0833—Tracking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04—Manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

本发明公开了一种产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法。该方法利用RFID和二维码技术采集产品制造过程中的加工信息及物流信息，并以矩阵的形式存储产品所有制造信息；通过建立产品信息矩阵与零部件信息矩阵关联关系，最终产品及其零部件的制造信息被完整地记录在产品信息矩阵结构树，并将产品信息矩阵结构树在云端数据库信息实时共享，实现产品制造过程的订单进度管理、产品信息追踪和离散制造信息的集成与增值。

Description

产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法
技术领域
本发明属于电子数据处理技术领域，涉及一种产品制造过程信息矩阵结构树模型，尤其涉及一种产品网络化制造链的云端化信息矩阵及其应用构建方法，主要是面向网络化制造的产品制造过程信息采集、存储及分析方法。
背景技术
随着制造业“信息化”和“智能化”的不断深入，网络化制造、协同制造、众包众筹以及云制造等新的制造模式层出不穷，新制造模式均呈现出“个性化”和“离散化”的发展趋势。在网络化制造的环境下，产品制造过程都是以“制造链”的形式存在，所以建立一套产品网络化制造链的信息获取、存储及分析的系统，以实现“制造链”上下游企业间信息共享的实时性，制造过程的敏捷化和制造信息的增值。
当前，在制造领域使用最广的还是一维条形码，其本身所含信息量很少，产品的大量信息常常存储在远程的数据库服务器。目前国内外的一些现场产品信息查询终端，大多数将部分产品的信息下载存储到现场终端设备，然后通过查询终端设备中的数据来显示相应产品信息。但是上述形式存在着信息存储空间有限、产品信息完整性和实时性差等不足。二维条形码技术作为一种成熟、低廉的产品自动化识别技术，提供了快速、准确的数据编码和数据采集手段，在各个领域得到广泛的应用；近年来随着移动互联网的快速发展，尤其是在社交和移动支付领域的应用尤为普及。采用二维条形码技术很好地解决上述二者的不足，二维条形码具有以下优点：1)高密度编码，信息容量大(QR标准下最大尺寸是Version40,即尺寸为177*177的二维码，按照40*40的标准来算的话，理论上的物理容量约3706个字节)；2)编码范围广；3)容错能力强，具有纠错功能；4)译码可靠性高；5)可引入加密措施；6)成本低，易制作，持久耐用。
网络化制造环境下产品在“制造链”上的移动都是通过物流来完成的。采用批量运输产品如果仅仅用二维码来记录单个产品信息，那么在物流过程中将会占据很长的时间。结合运用RFID和二维码技术可以很好地解决这一问题，在产品的制造加工过程中用二维码来记录产品加工信息，而在物流过程中用RFID电子标签来记录产品物流信息。通过二维码与RFID电子标签的绑定便可以完整记录产品制造过程中所有信息。
本发明主要应用于网络化制造环境下，通过本发明的方法建立产品制造过程信息矩阵结构树模型，将产品空间上离散的制造信息集成云端。再对集成的信息进行分析、处理，让参与离散型制造模式的企业共享集成的信息，从而为企业带来更多的附加值。
发明内容
本发明的目的是提供产品网络化制造链的云端化信息矩阵及其应用方法。通过在本发明中，产品是按照根据订单拆解成一个或者多个批次进行生产，二维码用来唯一记录单个产品制造信息，RFID标签用于记录单个批次的物流信息。结合RFID标签与二维码的优点可以快速获取产品制造过程信息，并可以在移动端进行相应数据操作。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
1)确定产品生产订单，根据企业实际生产安排确定工厂，绑定RFID读写器编号与工厂编号，
绑定二维码读写设备与工位编号。绑定好的RFID读写器、工厂和二维码读写器的对应关系如下：
Figure BDA0001256631450000021
其中：
a)rReaderId表示RFID读写器的编号；
b)factoryId表示产品制造过程中不同工厂的编号；
c)cReaderId表示同一工厂不同工位上二维码读写器的编号。
d)
Figure BDA0001256631450000022
表示RFID读写器编号与工厂编号之间是一对多的关系，因为RFID电子标签主要用于记录物流信息，所以一般单个工厂至少有两台以上的RFID读写器，分别用于记录产品到达与产品离开时的状态信息。
e)
Figure BDA0001256631450000023
表示二维码读写设备编号与工厂编号之间是一对多的关系，具体的m可以表示某一工厂的工位数。
2)产品粘贴二维码，并初始化二维码信息。初始化的过程是将产品的静态信息和动态信息的链接生成特定的二维码，扫描二维码便可以获取产品的静态信息以及访问云端存储的连接。
产品的制造过程信息的记录是由二维码和RFID标签共同承担的，产品信息表示如下：
ProductInfo＝(StaticInfo DynamicInfo) (1)
其中，StaticInfo与产品本身属性相关的信息(简写为SI)，在整个生命周期的流程中不会改变。另外StaticInfo同时存储在云端和二维码中，所以不用连接云端数据库的时候也是可以获取这部分信息，使得现场人员在断网的条件下也能对被加工的产品进行相应操作。
StaticInfo＝(pId name size bomId type…) (2)
其中：
a)pId表示产品编号，具有唯一标识。
b)name、size、bomId和type分别表示产品的名称，尺寸，物料清单和类型。
3)产品经过工厂i各个工位的加工，更新加工信息Mii到云端数据库。
其中：Mii为产品制造过程中工厂i内的加工信息，其信息是由工厂i内不同工位加工过程中产生的。所以Mii也可以表示如下式：
Figure BDA0001256631450000031
其中：
a)
Figure BDA0001256631450000032
用于表示工厂i的工位j上的制造信息。
b)
Figure BDA0001256631450000033
是
Figure BDA0001256631450000034
状态变量，当
Figure BDA0001256631450000035
标明产品的制造流程中不包含工厂i的工位j，即：
Figure BDA0001256631450000036
c)值得一提的是，当产品的制造流程中不包括工厂i时，有Mii的第一列的值都为0，即
Figure BDA0001256631450000037
那么Mii＝(0)。
d)
Figure BDA0001256631450000038
表示某一产品到达工位j的时刻，即产品到达工位j扫码的时刻；
Figure BDA0001256631450000039
表示该产品完成加工后的扫码时刻。那么该产品在工位j实际加工的时间可以近似地表示为：
Figure BDA00012566314500000310
e)
Figure BDA00012566314500000311
分别表示产品在工厂i的工位j操作工编号。
f)
Figure BDA00012566314500000312
表示产品在工厂i的工位j作为零部件被装配到的另一产品上，取值为该另一产品的编号；值得注意的是，当产品作为零部件装配到其他产品上时，产品的信息便停止更新，即其信息矩阵不再变化。当
Figure BDA00012566314500000313
时，表示产品未装配到任何产品上。
g)
Figure BDA00012566314500000314
表示产品在工厂i的工位j装配上了另一产品，取值为该另一产品的编号。当
Figure BDA00012566314500000315
时，表示产品未装配任何零件。
产品批量打包，粘贴RFID电子标签绑定二维码编号与电子标签编号。整个系统中的产品编号与RFID标签编号的对应关系如下：
Figure BDA00012566314500000316
其中：
a)rId表示RFID电子标签的编号，具有唯一性；
b)pId表示二维码的编号，也是唯一标识的；
c)
Figure BDA0001256631450000041
表示产品编号与RFID标签编号是多对一的关系，l为批量打包产品数。
物流运输到工厂k，记录物流信息LogInfo，并计算到达工厂k的时间Tk。LogInfo记录形式如下：
Figure BDA0001256631450000042
其中：
a)Lik用于表示工厂i与工厂k之间的物流信息，形式如下：
Lik＝(sik rId lsti letk tradId emId…) (8)
b)sik是Lik状态变量，当sik＝0，标明产品的制造流程中工厂i与工厂k之间不存在物流关系，即：
Figure BDA0001256631450000043
c)lsti表示打包后的批量产品在从工厂i出发的时刻，以电子标签经过物流门的时刻来计；letk表示打包后的批量产品在到达工厂k的时刻，同样以电子标签经过物流门的时刻来计。该批次产品在工厂i与工厂k之间的物流时间便可以计算如下式：
ltik＝letk-lsti (9)
d)tradik和emId分别表示产品在工厂i与工厂k之间运输过程中运输工具编号和操作工编号。
4)当制造加工或者物流过程中产生意外情况，造成产品到达工厂k的实际时间超过预期时间，即
Figure BDA0001256631450000044
时，工厂k则需要对于之前编制的生产计划做调整，以减少因为缺货造成的停工损失。
5)整个流程中所有DynamicInf的变动都会被实时记录到云端数据库，并可以被相关权限的参与人员使用，为生产计划和决策提供更全面、实时的信息。
6)基于产品BOM结构图，将采集在云端数据库的产品和零部件的ProductInfo根据装配关系建立关联关系，最终形成产品制造过程信息矩阵结构树。通过信息矩阵结构树可以完整地记录产品及其零部件的所有制造信息，便于产品进行产品信息追踪。
本发明最终达成的效果是：
1.以一种矩阵的形式来存储产品制造过程中的数据，将产品制造过程中的动态信息分为制造信息和物流信息，采用矩阵形式不仅能更全面地记录产品的制造过程信息，还可以很直观地将数据的产生过程记录下来，方便产品日后的信息追踪。
2.实现了离散型制造模式下分布在不同工厂信息的集成，通过建立一套完善的产品制造过程信息系统，实时采集产品生产过程中的数据，然后储存于云端，共享于产品制造过程参与的所有企业。
3.对集成后的信息进行分析后，便可以使得信息增值。例如通过对产品在每个工厂中每个工位的加工信息的处理，便可以对产品按不同工场做价值流分析，作为工厂优化制造流程的依据。另外，由于信息实现了云端共享，当产品在某一过程中因意外而造成的延迟会第一时间通知到后继工厂。
附图说明
图1为产品制造过程信息处理流程图；
图2为某一产品矩阵制造过程示意图；
图3为产品制造过程模型示意图；
图4为产品A的BOM结构图；
图5为基于产品BOM的信息矩阵结构树。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的具体实施方式，包括步骤如下：
步骤1：本发明中RFID标签被用于不同工厂之间产品批量运输的标识，提高了产品在不同工厂的出入库效率和产品存放的安全性；二维码作为产品标识，记录产品的唯一编码和制造过程信息云端数据库的URL，然后通过移动端扫码连接云端数据库便可以获取产品完整的制造过程信息。
步骤2：根据产品的生产流程，确定其在不同工厂的处理流程以及供应链上各个环节前后的位置关系，确定RFID读写器的部署，绑定读写器编号与工厂编号。在同一工厂的不同工位部署二维码扫描设备，用于更新产品信息，并且可以查看当前产品前序工位的加工信息和前序工厂的物流信息。整个系统中，RFID读写器、工厂和二维码读写器的对应关系如下：
Figure BDA0001256631450000051
其中：
其中：
a)rReaderId表示RFID读写器的编号；
b)companyId表示产品制造过程中不同地点的编号；
c)cReaderId表示同一工厂不同工位上二维码读写器的编号。
d)
Figure BDA0001256631450000061
表示RFID读写器编号与工厂编号之间是多对一的关系，因为RFID电子标签主要用于记录物流信息，所以一般单个工厂至少有两台以上的RFID读写器，分别用于记录产品到达与产品离开时的状态信息。
e)
Figure BDA0001256631450000062
表示二维码读写设备编号与工厂编号之间是多对一的关系，具体的m可以表示某一工厂的工位数。
步骤3：产品的制造过程信息的记录是由二维码和RFID标签共同承担的，产品信息表示如公式(1)所示：
ProductInfo＝(StaticInfo DynamicInfo) (1)
其中，StaticInfo与产品本身属性相关的信息，如公式(2)，在整个生命周期的流程中不会改变。另外StaticInfo同时存储在云端和二维码中，所以不用连接云端数据库的时候也是可以获取这部分信息，使得现场人员在断网的条件下也能对被加工的产品进行相应操作。
StaticInfo＝(pId name size bomId type…) (2)
其中：
c)pId表示产品编号，具有唯一标识。
d)name、size、bomId和type分别表示产品的名称，尺寸，物料清单和类型。
与StaticInfo对应的是DynamicInfo，是生命周期的不同阶段和工厂的加工而生成的信息和不同工厂之间的物流信息，所以DynamicInfo表示形式如公式(3)所示：
DynamicInfo＝(ManuInfo LogInfo) (3)
3.1在本发明中ManuInfo的采集和更新是通过二维码技术来实现的，每个工位都设有二维码读写设备用以获取产品的信息，并将加工信息添加到产品的记录中。ManuInfo的矩阵表示形式公式(4)所示：
Figure BDA0001256631450000063
其中：Mii为产品制造过程中工厂i内的加工信息，其信息是由工厂i内不同工位加工过程中产生的。
所以Mii也可以表示如下式：
Figure BDA0001256631450000071
其中：
a)
Figure BDA0001256631450000072
用于表示工厂i的工位j上的制造信息。
b)
Figure BDA0001256631450000073
是
Figure BDA0001256631450000074
状态变量，当
Figure BDA0001256631450000075
标明产品的制造流程中不包含工厂i的工位j，即：
Figure BDA0001256631450000076
c)值得一提的是，当产品的制造流程中不包括工厂i时，有Mii的第一列的值都为0，即
Figure BDA0001256631450000077
那么Mii＝(0)。
d)
Figure BDA0001256631450000078
表示某一产品到达工位j的时刻，即产品到达工位j扫码的时刻；
Figure BDA0001256631450000079
表示该产品完成加工后的扫码时刻。那么该产品在工位j实际加工的时间可以近似地表示为：
Figure BDA00012566314500000710
e)
Figure BDA00012566314500000711
分别表示产品在工厂i的工位j操作工编号。
f)
Figure BDA00012566314500000712
表示产品在工厂i的工位j作为零部件装配到的产品号
Figure BDA00012566314500000713
的产品上。值得注意的是，当产品作为零部件装配到其他产品上时，产品的信息便停止更新，即其信息矩阵不再变化。当
Figure BDA00012566314500000714
时，表示产品未装配到任何产品上。
g)
Figure BDA00012566314500000715
表示产品在工厂i的工位j装配的产品号
Figure BDA00012566314500000716
的零部件。当
Figure BDA00012566314500000717
时，表示产品未装配任何零件。
3.2在本发明中，LogInfo是由部署在不同工厂的RFID读写器读取RFID电子标签的方式来实现物流信息获取与更新，批量包装的产品所以每个RFID电子标签编号绑定多个二维码标签编号。整个系统中的二维码、RFID标签的对应关系如下：
Figure BDA00012566314500000718
其中：
a)rId表示RFID电子标签的编号，具有唯一性；
b)pId表示产品编号，也是唯一标识的；
c)
Figure BDA00012566314500000719
表示产品编号与RFID标签编号是多对一的关系，l为批量打包的产品数量。
3.3 LogInfo表示形式如公式(7)所示：
Figure BDA0001256631450000081
其中：
e)Lik用于表示工厂i与工厂k之间的物流信息，形式如下：
Lik＝(sik rId lsti letk tradId emId…) (8)
f)sik是Lik状态变量，当sik＝0，标明产品的制造流程中工厂i与工厂k之间不存在物流关系，即：
Figure BDA0001256631450000082
g)lsti表示打包后的批量产品在从工厂i出发的时刻，以电子标签经过物流门的时刻来计；letk表示打包后的批量产品在到达工厂k的时刻，同样以电子标签经过物流门的时刻来计。该批次产品在工厂i与工厂k之间的物流时间便可以计算如下式：
ltik＝letk-lsti (9)
h)tradik和emId分别表示产品在工厂i与工厂k之间运输过程中运输工具编号和操作工编号。
步骤4：按照3.1)和3.2)节中的方式记录产品的ManuInfo和LogInfo，那么产品的DynamicInfo便可以通过二者的相加得到。计算如下：
Figure BDA0001256631450000083
步骤5：在完成产品的DynamicInfo记录，结合产品的StaticInfo，便记录了一个产品的制造过程的所有信息。为了方便计算，这里先将StaticInfo和DynamicInfo的增广为(n+1)×(n+1)维的矩阵。
StaticInfo经过变换后的结果如下：
Figure BDA0001256631450000091
其中：
SI＝(pId name size bomId type…) (14)
DynamicInfo经过变换后的结果如下：
Figure BDA0001256631450000092
步骤6：完成步骤5后便可将产品的制造过程信息叠加到一个矩阵中，即ProductInfo可以用矩阵表示为：
Figure BDA0001256631450000093
通过以上矩阵运算便将一个产品的制造过程信息用矩阵表示，而且本发明的信息记录方式全程都是通过二维码扫描设备和RFID读写器来完成的，无需通过现场工作人员输入，大大加快了信息的处理速度；此外，信息是实时通过云来存储，后面工厂或者工位可以查看此前所记录的所有信息。
最终结果是每一个产品都会在ProductInfo矩阵中形成一天从SI到Mnn的线路。以图2为例，从产品信息ProductInfo矩阵中，我们可以知道：该产品的分别在工厂M11、M22、M44和M66等进行了加工，然后通过L12、L24和L46的物流运输串联各工厂。
基于产品BOM结构图，将采集在云端数据库的产品和零部件的ProductInfo根据装配关系建立关联关系，最终形成产品制造过程信息矩阵结构树。通过信息矩阵结构树可以完整地记录产品及其零部件的所有制造信息，便于产品进行产品信息追踪。
分析矩阵中向量的属性可以进一步获取以下更有价值的信息，以时间属性为例：
a)产品的制造加工时间整个制造过程周期便可以计算如下：
Figure BDA0001256631450000101
某一产品在工厂i增值时间(Value added time)，即各个工位实际加工时间之和：
Figure BDA0001256631450000102
某一产品在生制造程中的总的增值时间(Value added time)，即各个工厂增值时间之和：
vattotal＝mt1+mt2+mt3+…+mtn (21)
再计算产品在制造过程的非增值时间(Non-value adding time)，即产品制造周期减去增值时间：
nat＝Ttotal-vattotal (22)
综合以上便可以进行该产品制造过程中的价值流分析。
b)在系统实际运行过程中，会根据一段时期的历史数据获取产品在各个工厂的平均加工时间
Figure BDA0001256631450000103
和各工厂之间的平均物流时间
Figure BDA0001256631450000104
这些数据可以作为系统运行时预计到达各工厂时间的依据。
以图2为例，产品到达工厂4的估计时刻根据产品当前所处的状态不同，计算有如下两种形式：当产品还在工厂2加工时：
Figure BDA0001256631450000105
或者，当产品在从工厂2到工厂4的运输过程中时：
Figure BDA0001256631450000106
c)在产品的制造过程中，一旦订单确定，其到达每一个工厂的时间和物流时间都是可以预计。通过云端的实时分享，后续工厂可以获取当前产品的所在位置和状态，并且可以估算到达其工厂的时间，以此来安排生产。
d)当制造加工或者物流过程中产生意外情况，造成时间的延迟，即
Figure BDA0001256631450000107
时，工厂k则需要对于之前编制的生产计划做调整，以减少因为缺货造成的停工损失。
案例说明
按照实施方式，将本发明的方法通过实例来进行验证。假设现在通过本发明的信息系统生产A产品10000件，产品A的BOM图如图4所示。以其中产品A的部件B为例来演示其系统信息采集及分析流程，B在被装配到A之前，可以视为一个产品。具体生产流程如下：
步骤1：确定其在不同工厂的处理流程以及供应链上各个环节前后的位置关系，由公式(25)可以看出，产品B的制造过程要经过M11～M55五个工厂，然后工厂之间以物流来串联。
Figure BDA0001256631450000111
其中：
a)SI＝(b00001 B 100 bom001 type…)
b)在产品进入生产流程之前，ProductInfo中的除了静态信息SI，其余均为
Figure BDA0001256631450000112
即：M11～M55都为
Figure BDA0001256631450000113
L12，L23，L34和L45也都为
Figure BDA0001256631450000114
这些信息将会在制造过程中逐步被添加到ProductInfo矩阵中。
步骤2：当产品开始进入生产流程时，经过工厂1的加工，将会产生制造信息M11。
Figure BDA0001256631450000115
步骤3：当产品在工厂1生产完成后，通过物流运输到工厂2，其中物流信息记录如下：
L12＝(1 r001 2017/3/1/8：07：05 2017/3/1/9：05：26 trad001 em2001…) (27)
步骤4：当A产品在工厂1生产完成后，按照批量为100将B产品打包，然后一起运往工厂2。
步骤5：重复步骤2和4，便可以获得产品编号b00001的B产品整个制作过程信息：
Figure BDA0001256631450000116
其中：
a)M11～M55的制造信息如表1：
表1：产品编号b00001的B产品的制造信息汇总表
Figure BDA0001256631450000121
Figure BDA0001256631450000131
步骤2：当产品开始进入生产流程时，经过工厂1的加工，将会产生制造信息M11。
b)L12，L23和L34物流信息记录如表2所示：
表2：产品编号b00001的B产品的物流信息汇总表
Figure BDA0001256631450000132
步骤5：通过以上矩阵运算便将一个产品的制造过程信息用矩阵表示，而且本发明的信息记录方式全程都是通过二维码扫描设备和RFID读写器来完成的，无需通过现场工作人员输入，大大加快了信息的处理速度；此外，信息是实时通过云来存储，后面工厂或者工位可以查看此前所记录的所有信息。
步骤6：经过类似的流程，也可以获取产品A中所有零件和部件的信息矩阵，最终可以获得产品A的信息矩阵结构树，如图5所示。
步骤7：分析矩阵中向量的属性可以进一步获取以下更有价值的信息：
a)产品的制造加工时间整个制造过程周期便可以计算如下：
Figure BDA0001256631450000133
某一产品在生制造程中的总的增值时间(Value added time)，即各个工厂增值时间之和：
vattotal＝mt1+mt2+mt3+…+mtn＝32m46s (30)
再计算产品在制造过程的非增值时间(Non-value adding time)，即产品制造周期减去增值时间：
nat＝Ttotal-vattotal＝11h3m29s
综合以上对进行该产品的价值流分析：
Figure BDA0001256631450000141
b)从表1可以很清晰地看出，产品编号为b00001的部件B是在工厂1的工位4装配了产品编号为d00121的零件D，在工厂3的工位2装配了产品编号为e10471零件E，最后在工厂5的工位3上被装配到产品A上。类似的，对于产品A与各零部件之间的装配关系也是可以从信息矩阵中获取的。当如图5所示的产品信息矩阵结构树建立后，便可以实现产品信息的追踪。

Claims (7)

1.一种产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
1)确定产品生产订单，根据企业实际生产安排确定工厂，在各工厂出入口分别部署RFID读写器，在各工厂的各工位部署二维码读写器，绑定RFID读写器编号与工厂编号以及二维码读写器编号与工位编号；
2)对初始产品粘贴二维码，并初始化二维码信息；所述的二维码作为产品的唯一标识，记录产品信息并实时更新至云端数据库，产品信息包含产品的静态信息和动态信息，所述的静态信息为产品自身属性信息，所述的动态信息为产品经历的加工信息及物流信息；
3)产品每经过一个工厂中一个工位的加工，则由该工位相应的二维码读写器更新产品的加工信息到云端数据库，在工厂i完成加工后，获得产品在该工厂的加工信息Mii；
4)在每一工厂完成加工后，产品批量打包，粘贴一枚RFID电子标签，绑定产品编号与RFID电子标签编号，由该工厂相应出口RFID读写器读取信息；
5)产品经物流运输从工厂i到工厂k，记录该条物流信息Lik，并记录到达工厂k的时间Tk，更新产品的物流信息；
6)获取各产品相应的产品信息矩阵，并更新至云端数据库，基于BOM结构图，将云端数据库中各产品的产品信息矩阵根据装配关系建立关联关系，最终形成产品制造过程信息矩阵结构树，通过该信息矩阵结构树可完整地记录产品及其零部件的所有制造信息，进行产品信息追踪。
2.根据权利要求1所述的产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，步骤1)所述的绑定RFID读写器编号与工厂编号以及二维码读写器编号与工位编号的具体步骤如下：
2.1)确定产品制造过程中包含的工厂factoryId和工厂中具体工位
Figure FDA0002511094040000011
2.2)每个工厂都会在入口和出口处安装固定式的RFID读写器，同一工厂不同工位
Figure FDA0002511094040000012
都会布置二维码读写器，绑定好的RFID读写器、工厂和二维码读写器的对应关系如下：
Figure FDA0002511094040000013
其中，rReaderId表示RFID读写器编号，factoryId表示工厂编号，cReaderId表示二维码读写器编号，n表示一个工厂对应n个RFID读写器，至少取2，m表示一个工厂内有m个工位。
3.根据权利要求1所述的产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，步骤2)中所述的产品信息表示如下：
ProductInfo＝(StaticInfo DynamicInfo) (1)
其中，StaticInfo表示产品的静态信息：
StaticInfo＝(pId name size bomId type …) (2)
上式中，pId表示产品编号，作为产品唯一标识，name、size、bomId和type分别表示产品的名称、尺寸、物料清单和类型；
DynamicInfo表示产品的动态信息：
DynamicInfo＝(ManuInfo LogInfo) (3)
式中，ManuInfo表示产品的加工信息：
Figure FDA0002511094040000021
LogInfo表示产品的物流信息：
Figure FDA0002511094040000022
因此，将产品的动态信息表示为：
Figure FDA0002511094040000023
经增广及矩阵运算后，将产品信息表示为：
Figure FDA0002511094040000031
n表示所有工厂数。
4.根据权利要求1所述的产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，步骤4)所述的建立产品编号与RFID电子标签编号的绑定关系的具体步骤如下：
4.1)产品在制作过程中以批量的形式运输，当一个批次的产品在某工厂完成加工后，打包批次产品，贴上RFID电子标签，具有唯一编号；
4.2)在每一个产品信息中加入RFID电子标签编号，更新到云端存储；
4.3)绑定完成后，系统中的产品编号pId与RFID电子标签编号rId的对应关系如下：
Figure FDA0002511094040000032
l表示一个RFID电子标签对应l个产品。
5.根据权利要求1所述的产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，所述的在工厂i内的加工信息Mii由该工厂内不同工位的加工过程产生，表示为：
Figure FDA0002511094040000033
其中：
Figure FDA0002511094040000034
用于表示工厂i的工位j上的制造信息。
6.根据权利要求5所述的产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，所述的
Figure FDA0002511094040000041
表示为：
Figure FDA0002511094040000042
Figure FDA0002511094040000043
是
Figure FDA0002511094040000044
状态变量，当
Figure FDA0002511094040000045
表明产品的制造流程中不包含工厂i的工位j，即：
Figure FDA0002511094040000046
当需经该工位，则取1；
Figure FDA0002511094040000047
表示产品到达工位j扫码的时刻；
Figure FDA0002511094040000048
表示产品完成加工后的扫码时刻；
Figure FDA0002511094040000049
表示产品在工厂i的工位j操作工编号；
Figure FDA00025110940400000410
表示产品在工厂i的工位j被作为零部件装配到另一产品上，取值为该另一产品的产品编号，若未被装配到任何产品上，则取0；
Figure FDA00025110940400000411
表示产品在工厂i的工位j被装配上了另一产品，取值为该另一产品的产品编号，若未装配任何产品，则取0。
7.根据权利要求1所述的产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法，其特征在于，所述的Lik表示为：
Lik＝(sik rId lsti letk tradId emId …) (11)
sik是Lik状态变量，当sik＝0，标明产品的制造流程中工厂i与工厂k之间不存在物流关系，即：
Figure FDA00025110940400000412
当存在物流关系，则取1；lsti表示打包后的批量产品在从工厂i出发的时刻，以电子标签经过物流门的时刻来计；letk表示打包后的批量产品在到达工厂k的时刻，以电子标签经过物流门的时刻来计；tradId和emId分别表示产品在工厂i与工厂k之间运输过程中运输工具编号和操作工编号。
CN201710192862.2A 2017-03-28 2017-03-28 产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法 Active CN107146043B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710192862.2A CN107146043B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710192862.2A CN107146043B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107146043A CN107146043A (zh) 2017-09-08
CN107146043B true CN107146043B (zh) 2020-09-18

Family

ID=59783536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710192862.2A Active CN107146043B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107146043B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111242525B (zh) * 2018-11-28 2023-11-28 菜鸟智能物流控股有限公司 基于物流对象封装设备的管理方法、系统、装置和设备
CN111368507A (zh) * 2020-02-28 2020-07-03 煤炭科学技术研究院有限公司 一种产品编码生成方法、装置、计算机设备及存储介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1444161A (zh) * 2002-03-11 2003-09-24 联想(北京)有限公司 物料清单(bom)数据的拆分方法
CN1734482A (zh) * 2005-07-15 2006-02-15 浙江大学 一种基于产率模型的物流数据校正方法
CN101882265A (zh) * 2010-06-11 2010-11-10 北京农业信息技术研究中心 粮食产品流通动态跟踪与安全追溯系统及方法
CN102521723A (zh) * 2011-12-02 2012-06-27 浙江大学 一种基于射频识别技术的离散车间物流信息在线获取方法
CN103793806A (zh) * 2014-02-18 2014-05-14 立德高科(北京)数码科技有限责任公司 基于点阵图形以实现物流管控的系统及平台
CN104361436A (zh) * 2014-10-30 2015-02-18 南京航空航天大学 基于立体bom结构的工程变更信息传递装置及其方法
CN104766191A (zh) * 2014-01-08 2015-07-08 曲立东 基于数据标签的商品物流及销售数据采集系统
CN106204403A (zh) * 2016-09-23 2016-12-07 新乡学院 一种基于物联网的高效率物流信息管理系统
CN106408049A (zh) * 2016-09-19 2017-02-15 北京达邦食安科技有限公司 产品编码的读取、生成方法、终端以及产品编码系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9842287B2 (en) * 2014-05-23 2017-12-12 Cartasite, Llc Cargo monitoring
US9177186B1 (en) * 2014-09-26 2015-11-03 DUFL, Inc. Register for counting and tracking items in a bag

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1444161A (zh) * 2002-03-11 2003-09-24 联想(北京)有限公司 物料清单(bom)数据的拆分方法
CN1734482A (zh) * 2005-07-15 2006-02-15 浙江大学 一种基于产率模型的物流数据校正方法
CN101882265A (zh) * 2010-06-11 2010-11-10 北京农业信息技术研究中心 粮食产品流通动态跟踪与安全追溯系统及方法
CN102521723A (zh) * 2011-12-02 2012-06-27 浙江大学 一种基于射频识别技术的离散车间物流信息在线获取方法
CN104766191A (zh) * 2014-01-08 2015-07-08 曲立东 基于数据标签的商品物流及销售数据采集系统
CN103793806A (zh) * 2014-02-18 2014-05-14 立德高科(北京)数码科技有限责任公司 基于点阵图形以实现物流管控的系统及平台
CN104361436A (zh) * 2014-10-30 2015-02-18 南京航空航天大学 基于立体bom结构的工程变更信息传递装置及其方法
CN106408049A (zh) * 2016-09-19 2017-02-15 北京达邦食安科技有限公司 产品编码的读取、生成方法、终端以及产品编码系统
CN106204403A (zh) * 2016-09-23 2016-12-07 新乡学院 一种基于物联网的高效率物流信息管理系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于XBee的无线数据采集系统开发和应用;方水良等;《机电工程》;20100320;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107146043A (zh) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101833710B (zh) 一种基于语义的物联网物品信息跟踪和追溯方法
Wang Intelligent and integrated RFID (II-RFID) system for improving traceability in manufacturing
Tamás et al. Waste reduction possibilities for manufacturing systems in the industry 4.0
US20080040179A1 (en) System and method for sharing information and causing an action based on that information
Laxmi et al. RFID based logistic management system using internet of things (IoT)
Expósito et al. A complete traceability system for a wine supply chain using radio-frequency identification and wireless sensor networks [wireless corner]
Horenberg Applications within Logistics 4.0: A research conducted on the visions of 3PL service providers
Jayaram An IIoT quality global enterprise inventory management model for automation and demand forecasting based on cloud
CN107146043B (zh) 产品网络化制造链的云端化信息矩阵构建方法
CN110288361A (zh) 一种基于全生命周期的定制家具信息跟踪方法及系统
CN102521723A (zh) 一种基于射频识别技术的离散车间物流信息在线获取方法
CN104346412B (zh) 一种基于语义信息的rfid复杂事件处理方法
Freichel et al. Challenges of supply chain visibility in distribution logistics–a literature review
Chaudhari Impact of automation technology on logistics and supply chain management
Zhong et al. Shopfloor logistics management using RFID-enabled big data under physical internet
CN101383029A (zh) 基于rfid的供应链质量管理的控制系统及控制方法
Bottani et al. RFID-enabled business intelligence modules for supply chain optimisation
Li et al. Research on automation control of university logistics management system based on wireless communication network
CN115730894A (zh) 一种基于标识解析的仓储安全管理方法及设备
Ha et al. How Industry 4.0 concepts are applied in the Portuguese clothing industry: Some evidences
Osmolski et al. Logistics 4.0–Digitalization of the Supply Chains
Gladysz et al. An assessment of technologies with wide range of impact. A case of RFID
Chen Decision-making support for transportation and logistics combining rough set fuzzy logic algorithm
CN102708201B (zh) 基于rfid读写器对海量数据进行收集的方法
Chen et al. The prototype and application of RFID implementation: A case study of automobiles assembly industries.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant