CN109447556A - 物料线边库监测系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物料线边库监测系统及其工作方法，属于产品生产技术领域。其中，物料线边库监测系统包括：存放有物料的线边库储物箱，所述物料上贴附有标识所述物料信息的电子标签，所述物料信息但不限于包括尺寸、型号、批次，所述线边库储物箱内部设置有解读器，所述解读器用于解读所述电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给传输模块；所述传输模块用于将所述物料识别码发送给上位机；所述上位机用于识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。本发明的技术方案能够对Rework产线的物料管理和调度有明显的提升作用，以便合理安排生产，提高企业效益。

Description

物料线边库监测系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及产品生产技术领域，特别是指一种物料线边库监测系统及其工作方法。

背景技术

模组(Module)作为显示产品的重要组成原件，因其复杂的制造工艺过程和对生产设备、原材料较高的品质要求，主产线大批量生产的模组产品极易出现各种不良问题，当检测到存在不良模组产品时，通常需要将不良模组产品从主产线运输到返修产线进行返修(Rework)。来自主产线的不良模组产品存放在Rework产线就近的线边库中，方便小批量上线返修。一般的模组制造企业，Rework产线规模较小，却要应对众多主产线不同批次、不同尺寸、不同型号的不良模组产品，而每种类型的返修品都对应不同的返修工序，故而须要区别对待。

现有的模组Rework产线线边库管理流程中，从各主产线发往Rework产线的不良模组产品都贴有条形码，在进入产线时通过扫码器记录其基本信息，存放时将相同尺寸的不良模组产品放在同一类型的存储箱中，但由于相同尺寸的不良模组产品需要区分不同的型号和批次(相同批次生产的具有相似不良的产品可使用相同的Rework工序进行返修)，因此工作人员需要区分线边库各尺寸产品的型号、批次，并统计各类产品数量以合理安排生产，但往往在生产过程中无法快速识别和统计产品型号数量。以上问题造成了模组工厂Rework产线排产混乱，线边库管理混乱的后果，进而影响了产品的上市时间，对企业效益造成损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种物料线边库监测系统及其工作方法，能够对Rework产线的物料管理和调度有明显的提升作用，以便合理安排生产，提高企业效益。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种物料线边库监测系统，包括：

存放有物料的线边库储物箱，所述物料上贴附有标识所述物料信息的电子标签，所述物料信息但不限于包括尺寸、型号、批次，所述线边库储物箱内部设置有解读器，所述解读器用于解读所述电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给传输模块；

所述传输模块用于将所述物料识别码发送给上位机；

所述上位机用于识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。

进一步地，所述上位机还用于根据所述物料识别码，通过分类处理对所述线边库储物箱的储量进行监测。

进一步地，所述线边库储物箱的外侧贴附有无线非接触式自动识别RFID射频屏蔽膜。

进一步地，所述解读器用于通过发送天线发送特定频率的射频信号；

所述电子标签用于在接收到所述射频信号后，产生感应电流被激活，将自身物料识别码通过内置射频天线发送出去；

所述解读器的接收天线用于在接收到所述电子标签发送的调制信号后，经天线调节器传送到所述解读器的信号处理单元；

所述信号处理单元用于对所述调制信号进行解调和解码后获得所述物料识别码。

进一步地，所述线边库储物箱内存放有多个物料，所述解读器基于时隙ALOHA算法与所述多个物料的电子标签进行时分多址通信。

进一步地，所述传输模块包括：

ZigBee终端，用于接收所述解读器发送的物料识别码，将所述物料识别码发送给ZigBee协调器；

所述ZigBee协调器，用于接收所述ZigBee终端发送的物料识别码，将所述物料识别码发送给所述上位机。

进一步地，还包括：

与所述传输模块连接的产线显示屏；

所述上位机还用于将物料数据发送给所述传输模块；

所述传输模块还用于将所述物料数据发送给所述产线显示屏进行实时显示。

本发明实施例还提供了一种物料线边库监测系统的工作方法，所述工作方法包括：

通过所述解读器解读存放在所述线边库储物箱中的物料的电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给所述传输模块；

通过所述传输模块将所述物料识别码发送给所述上位机；

通过所述上位机识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。

进一步地，所述工作方法还包括：

通过所述上位机根据所述物料识别码进行分类处理，对所述线边库储物箱的储量进行监测。

进一步地，所述工作方法还包括：

通过上位机将物料数据发送给所述传输模块；

通过所述传输模块将所述物料数据发送给所述产线显示屏进行实时显示。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，物料上贴附有标识物料信息的电子标签，存放物料的线边库储物箱内部设置有解读器，解读器解读物料的电子标签，并将解读电子标签获得的物料识别码发送给传输模块，由传输模块发送给上位机，上位机识别物料识别码，获得与物料识别码对应的物料信息。通过本发明的技术方案，能够自动获取物料信息，并将物料信息汇总至上位机，进而对Rework产线的物料管理和调度有明显的提升作用，以便合理安排生产，提高企业效益。

附图说明

图1为本发明实施例物料线边库监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例RFID工作电路图；

图3为本发明实施例时隙ALOHA算法示意图；

图4为ZigBee终端数据通信流程图；

图5为ZigBee协调器通信流程图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

仓库管理是供应链管理中的重要环节，指的是对仓储货物的收发、结存等活动的有效控制，其目的是为企业保证仓储货物的完好无损，确保生产经营活动的正常进行，并在此基础上对各类货物的活动状况进行分类记录，以明确的图表方式表达仓储货物在数量、品质方面的状况，以及所在的地理位置、部门、订单归属和仓储分散程度等情况的综合管理形式。

线边库又叫做暂存库，是生产企业的物流仓库，包含了常规仓库和生产线边上的暂存库，线边库通常为方便产线生产的通用性物料存放点。其作用主要是用来支持生产线的不间断生产。由于生产企业的特性(尤其是大型生产企业)，都没有办法将常规库设立在每一个车间旁边，而生产线的生产是一个实时的过程，不允许有任何一点停顿。因此线边库的设立就显得非常必要。

模组作为显示产品的重要组成原件，因其复杂的制造工艺过程和对生产设备、原材料较高的品质要求，主产线大批量生产的模组产品极易出现各种不良问题，当检测到存在不良模组产品时，通常需要将不良模组产品从主产线运输到返修产线进行返修。来自主产线的不良模组产品存放在Rework产线就近的线边库中，方便小批量上线返修。一般的模组制造企业，Rework产线规模较小，却要应对众多主产线不同批次、不同尺寸、不同型号的不良模组产品，而每种类型的返修品都对应不同的返修工序，故而须要区别对待。

现有的模组Rework产线线边库管理流程中，从各主产线发往Rework产线的不良模组产品都贴有条形码，在进入产线时通过扫码器记录其基本信息，存放时将相同尺寸的不良模组产品放在同一类型的存储箱中，但由于相同尺寸的不良模组产品需要区分不同的型号和批次(相同批次生产的具有相似不良的产品可使用相同的Rework工序进行返修)，因此工作人员需要区分线边库各尺寸产品的型号、批次，并统计各类产品数量以合理安排生产，但往往在生产过程中无法快速识别和统计产品型号数量。以上问题造成了模组工厂Rework产线排产混乱，线边库管理混乱的后果，进而影响了产品的上市时间，对企业效益造成损失。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供一种物料线边库监测系统及其工作方法，能够对Rework产线的物料管理和调度有明显的提升作用，以便合理安排生产，提高企业效益。

本发明的实施例提供一种物料线边库监测系统，如图1所示，包括：

存放有物料的线边库储物箱2，所述物料上贴附有标识所述物料信息的电子标签，所述物料信息但不限于包括尺寸、型号、批次，所述线边库储物箱内部设置有解读器，所述解读器用于解读所述电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给传输模块；

所述传输模块用于将所述物料识别码发送给上位机5；

所述上位机5用于识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。

具体地，所述物料可以为从主产线淘汰下来的不良的模组产品1，当然所述物料并不局限为模组产品，还可以为其他生产物料。

本实施例中，物料上贴附有标识物料信息的电子标签，存放物料的线边库储物箱内部设置有解读器，解读器解读物料的电子标签，并将解读电子标签获得的物料识别码发送给传输模块，由传输模块发送给上位机，上位机识别物料识别码，获得与物料识别码对应的物料信息。通过本发明的技术方案，能够自动获取物料信息，并将物料信息汇总至上位机，进而对Rework产线的物料管理和调度有明显的提升作用，以便合理安排生产，提高企业效益。

进一步地，所述上位机5还用于根据所述物料识别码，通过分类处理对所述线边库储物箱2的储量进行监测。

进一步地，所述线边库储物箱2的外侧贴附有无线非接触式自动识别RFID射频屏蔽膜，这样可以防止外界的解读器误读取所述线边库储物箱2内物料的电子标签。

RFID(Radio Frequency Identification，无线非接触式自动识别)技术是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。最基本的RFID系统由三部分组成：

(1)电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个电子标签具有唯一的电子编码，附着在物体上用于标识目标对象；

(2)解读器(Reader)：读取(有时还可以写入)电子标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；

(3)天线(Antenna)：在电子标签和读取器间传递射频信号。

图2为本发明实施例RFID工作电路图，如图2所示，所述解读器用于通过发送天线发送特定频率的射频信号；

所述电子标签用于在接收到所述射频信号后，产生感应电流被激活，将自身物料识别码通过内置射频天线发送出去；

所述解读器的接收天线用于在接收到所述电子标签发送的调制信号后，经天线调节器传送到所述解读器的信号处理单元；

所述信号处理单元用于对所述调制信号进行解调和解码后获得所述物料识别码。

进一步地，所述线边库储物箱2内存放有多个物料，由于所述线边库储物箱2内电子标签的数量较多，极易发生多个电子标签之间的信息干扰，或称“碰撞”，因此，所述解读器基于时隙ALOHA算法与所述多个物料的电子标签进行时分多址通信，这样可以防止信息碰撞。

进一步地，如图1所示，所述传输模块包括：

ZigBee终端3，用于接收所述解读器发送的物料识别码，将所述物料识别码发送给ZigBee协调器4；

所述ZigBee协调器4，用于接收所述ZigBee终端3发送的物料识别码，将所述物料识别码发送给所述上位机5。

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术。遵循ZigBee协议传输，该协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。

进一步地，如图1所示，物料线边库监测系统还包括：

与所述传输模块连接的产线显示屏6；

所述上位机5还用于将物料数据发送给所述传输模块；

所述传输模块还用于将所述物料数据发送给所述产线显示屏6进行实时显示。

本发明实施例还提供了一种物料线边库监测系统的工作方法，所述工作方法包括：

通过所述解读器解读存放在所述线边库储物箱中的物料的电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给所述传输模块；

通过所述传输模块将所述物料识别码发送给所述上位机；

通过所述上位机识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。

本实施例中，物料上贴附有标识物料信息的电子标签，存放物料的线边库储物箱内部设置有解读器，解读器解读物料的电子标签，并将解读电子标签获得的物料识别码发送给传输模块，由传输模块发送给上位机，上位机识别物料识别码，获得与物料识别码对应的物料信息。通过本发明的技术方案，能够自动获取物料信息，并将物料信息汇总至上位机，进而对Rework产线的物料管理和调度有明显的提升作用，以便合理安排生产，提高企业效益。

进一步地，所述工作方法还包括：

通过所述上位机根据所述物料识别码进行分类处理，对所述线边库储物箱的储量进行监测。

进一步地，所述工作方法还包括：

通过上位机将物料数据发送给所述传输模块；

通过所述传输模块将所述物料数据发送给所述产线显示屏进行实时显示。

下面结合附图以及具体的实施例对本发明的技术方案进行进一步介绍：

1、首先对库存物料进行信息录入

以物料为不良模组产品为例，将进入Rework产线的不良模组产品贴电子标签，每一枚电子标签都有各自特有的8位序列号作为识别码，操作人员在上位机系统中录入对应产品的尺寸、型号、批次等所需的基本信息，且与电子标签的识别码一一对应。

2.物料入库和RFID数据解读

(1)将贴好电子标签的物料，区分尺寸，放入储物箱中。储物箱外围贴有RFID射频屏蔽膜，储物箱的解读器安装于箱内底部，对箱内物料上的电子标签记录的序列号进行解读，并将识别码发送给上位机进行产品信息匹配以及库存量的分类计数统计。

(2)电子标签的解读过程具体为：由解读器通过天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域(储物箱内部)时，产生感应电流，从而获得能量、电子标签被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去；解读器的接收天线接收到从电子标签发送来的调制信号(识别码)，经天线调节器传送到解读器的信号处理单元，解调和解码后将有效信息送至后台的上位机系统，原理如图2所示。

(3)由于储物箱内电子标签数量较多，极易发生多个电子标签之间的信息干扰，或称“碰撞”。因此可以采用无线通信技术中较为常用的时分多址(TDMA)方法来防止信息碰撞。

时分多址是把时间分割成周期性的帧，每个帧再分割成若干个时隙的方法，具体就是在所有电子标签中，在某个时间内只建立唯一的解读器与电子标签的通信关系。采用解读器控制为主的询问驱动方法，解读器作用范围内所有电子标签同时由解读器控制和检测，通过基于时隙ALOHA算法在所有电子标签中选择其中一个电子标签，然后进行相互通信。在需要选择另一个电子标签时，应该解除与前一个电子标签的通信关系，使得在某一时间段内只建立解读器与唯一的电子标签的通信关系，通过一定顺序快速操纵众多电子标签。

图3为本发明实施例时隙ALOHA算法示意图，基于时隙ALOHA算法(Slotted Aloha)首先把时间分成多个离散的时隙(每个时隙长度保证大于电子标签回复的数据长度)，通过解读器内置的同步时钟，使作用区域内所有电子标签时隙同步，电子标签只能在每个时隙内发送数据。每个时隙存在以下情况：

a空闲时隙：无任何电子标签发送信息；

b成功识别的时隙：仅一个电子标签发送信息，且被正确识别；

c碰撞时隙：多个电子标签同时发送信息，产生碰撞。

其中，对于发生碰撞的电子标签，需要重新发送信息。

3.中间数据传输过程

(1)本实施例中，由解读器将数据发送给ZigBee终端，ZigBee终端将数据发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器将数据发送给上位机。

解读器与ZigBee终端之间采用9针型接口的RS485双绞线作为数据传输线，波特率设置为9600bps，异步传输，数据格式包括以下几种方式：

1位起始位、8位数据位、1位停止位、无校验；

1位起始位、8位数据位、1位停止位、奇校验；

1位起始位、8位数据位、1位停止位、偶校验。

以此方式将RFID解读器与ZigBee终端连接，串口按位(bit)发送和接收字节。

(2)ZigBee终端及协调器无线通信由下到上的构成及其功能介绍如下：

①物理层(PHY)；

ZigBee的物理层继承了IEEE 802.15.4标准规范的物理层定义，主要的功能是利用2.4GHz天线将数据发送出去，数据的接收也必须通过外置天线才能实现。

②介质访问控制层(MAC)；

与物理层相同，介质访问控制层也是由IEE 802.15.4协议所规定的，介质访问控制层规定了ZigBee无线网络中一些关于网络搜索的概念，例如网络号和网络发现等。此外，点对点通信的数据确认和用于发现网络和形成网络的命令也由它来提供；

③网络层(NWK)；

ZigBee的网络层主要是提供网型网络的支持，确保每一个数据包都能安全可靠地实现点对点的传输。

④应用程序支持子层

应用程序支持子层，顾名思义是为ZigBee的通信提供API程序支持，可以自由调用这些API函数。

ZigBee终端读取RFID解读器发送的数据和发送数据给ZigBee协调器的过程如图4所示，包括以下步骤：

ZigBee终端上电开始；

ZigBee终端进行系统初始化；

ZigBee终端自动申请加入网络；

入网成功，则ZigBee终端采集解读器的数据；入网不成功，则ZigBee终端再次自动申请加入网络；

ZigBee终端将采集的数据发送给ZigBee协调器；

如果数据传输成功，则继续采集解读器的数据；如果数据传输不成功，则再次将数据发送给ZigBee协调器。

ZigBee协调器与ZigBee终端组网和发送信息给上位机的过程如图5所示，包括以下步骤：

ZigBee协调器上电开始；

ZigBee协调器进行系统初始化；

ZigBee协调器扫描通道建立网络；

如果通道建立成功，则ZigBee协调器进行无线监测；如果通道建立不成功，则ZigBee协调器再次扫描通道建立网络；

判断是否有请求信号，如果有请求信号，则ZigBee协调器批准ZigBee终端入网并分配地址，更新网络地址列表，接收ZigBee终端的数据，并将数据发送给上位机，之后继续进行无线监测；如果没有请求信号，则ZigBee协调器继续进行无线监测。

4.上位机系统信息处理

上位机系统根据逻辑运算匹配识别当前电子标签的识别码，调取上位机存储系统中与该识别码对应的物料信息。同时，通过分类处理，对当前解读器对应的储物箱储量进行监测，如：A型号A批次32寸模组：10片；B型号B批次42寸模组：20片……监测数据不断实时更新。

5.产线库存数据展示

上位机将收到的库存和物料数据加以整理，通过ZigBee协调器、ZigBee终端，发送给与ZigBee终端相连的产线显示屏实时显示。产线工人可以根据产线显示屏显示的库存信息进行生产安排或物料补给等工作。

本实施例利用无线非接触式自动识别技术，将线边库物料储存量进行动态传输，利用ZigBee技术将所需的库存和物料信息通过无线传输方式传递到上位机，并且由上位机进行数据分析判断和预警，再反馈至产线显示屏，指导产线设备或作业员操作，进行生产调整。

在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物料线边库监测系统，其特征在于，包括：

存放有物料的线边库储物箱，所述物料上贴附有标识所述物料信息的电子标签，所述物料信息但不限于包括尺寸、型号、批次，所述线边库储物箱内部设置有解读器，所述解读器用于解读所述电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给传输模块；

所述传输模块用于将所述物料识别码发送给上位机；

所述上位机用于识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。

2.根据权利要求1所述的物料线边库监测系统，其特征在于，

所述上位机还用于根据所述物料识别码，通过分类处理对所述线边库储物箱的储量进行监测。

3.根据权利要求1所述的物料线边库监测系统，其特征在于，所述线边库储物箱的外侧贴附有无线非接触式自动识别RFID射频屏蔽膜。

4.根据权利要求1所述的物料线边库监测系统，其特征在于，

所述解读器用于通过发送天线发送特定频率的射频信号；

所述电子标签用于在接收到所述射频信号后，产生感应电流被激活，将自身物料识别码通过内置射频天线发送出去；

所述解读器的接收天线用于在接收到所述电子标签发送的调制信号后，经天线调节器传送到所述解读器的信号处理单元；

所述信号处理单元用于对所述调制信号进行解调和解码后获得所述物料识别码。

5.根据权利要求4所述的物料线边库监测系统，其特征在于，所述线边库储物箱内存放有多个物料，所述解读器基于时隙ALOHA算法与所述多个物料的电子标签进行时分多址通信。

6.根据权利要求1所述的物料线边库监测系统，其特征在于，所述传输模块包括：

ZigBee终端，用于接收所述解读器发送的物料识别码，将所述物料识别码发送给ZigBee协调器；

所述ZigBee协调器，用于接收所述ZigBee终端发送的物料识别码，将所述物料识别码发送给所述上位机。

7.根据权利要求1或6所述的物料线边库监测系统，其特征在于，还包括：

与所述传输模块连接的产线显示屏；

所述上位机还用于将物料数据发送给所述传输模块；

所述传输模块还用于将所述物料数据发送给所述产线显示屏进行实时显示。

8.一种物料线边库监测系统的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的物料线边库监测系统，所述工作方法包括：

通过所述解读器解读存放在所述线边库储物箱中的物料的电子标签，并将解读所述电子标签获得的物料识别码发送给所述传输模块；

通过所述传输模块将所述物料识别码发送给所述上位机；

通过所述上位机识别所述物料识别码，获得与所述物料识别码对应的物料信息。

9.根据权利要求8所述的物料线边库监测系统的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求2所述的物料线边库监测系统，所述工作方法还包括：

通过所述上位机根据所述物料识别码进行分类处理，对所述线边库储物箱的储量进行监测。

10.根据权利要求8所述的物料线边库监测系统的工作方法，其特征在于，应用于如权利要求7所述的物料线边库监测系统，所述工作方法还包括：

通过上位机将物料数据发送给所述传输模块；

通过所述传输模块将所述物料数据发送给所述产线显示屏进行实时显示。