CN117082094A - 面向fab厂的电子货架管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能工厂技术领域，具体公开了一种面向FAB厂的电子货架管理方法,包括：目标货位模块，接收货架数据并进行数据格式转换后上报；通信转换模块基于第一上报数据生成第二上报数据；主机模块接收第二上报数据，将第二上报数据发送至货架管理平台；货架管理平台接收第二上报数据；根据货物处理规则以及第二上报数据生成处理反馈数据。在进行电子货架管理的过程中，在货架管理平台内预存与生产过程相对应的规则，并在货位模块执行完毕单个工序后，将该工序的完成情况通过通信转换模块以及主机模块，在基于CAN总线的技术下逐级上传至货架管理平台，货架管理平台基于相关规则，确定后续的货物处理计划。

Description

面向FAB厂的电子货架管理方法

技术领域

本发明涉及智能工厂技术领域，尤其涉及一种面向FAB厂的电子货架管理方法。

背景技术

随着代加工行业的发展，目前很多产业通过工序外协的方式进行产品生产，如芯片生产产业，其中，典型的产品生产者为用于进行晶圆代加工的FAB厂。在此类产业中，由于加工环节多，外协步骤多，会导致难以即时掌握生产进度和状态，加大了管理难度，致使客户需求无法及时满足。因此，引入智能化管理的方式对于产品进度实施监控是较为高效的方式。

相关技术中，存在基于射频识别技术的电子货架系统。此类电子货架系统主要由以下几部分组成: RFID 阅读器、LED 显示屏、通信主机和上位机管理系统。RFID阅读器用于对晶圆盒上的玻璃管应答器进行读写;LED 显示屏用于显示晶圆盒相关信息; 通信主机用于RFID 阅读器的控制和数据传输; 玻璃管应答器安装在晶圆盒底部，用于存储晶圆盒唯一识别码等信息，货架上每个货位均安装有一个RFID 阅读器和LED 显示屏，每个货架上安装一个通信主机，通信主机和RFID 阅读器采用RS485 总线进行通信。电子货架系统工作时，先由RFID 阅读器的光电感应模块进行检测，若检测到当前位置存放有晶圆盒，则产生一个控制信号。RFID 阅读器的中央处理模块接收到控制信号后，对晶圆盒上玻璃管应答器的存储信息进行读取，并将读取到的晶圆盒唯一识别码发送到LED 显示屏进行实时显示。同时，通信主机通过RS485 总线轮询各RFID 阅读器，从而进行通信。

然而，由于RS485的技术特性，开发难度大，开发周期长，且总线通常不带隔离，在系统节点出现故障时，无法进行定位，及时得到与该技术对应的货架系统，也仅能够对于单个货架组件进行不在线的管理，即，相关技术中的电子货架系统的开发和维护难度较大，且统一管理性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供了一种面向FAB厂的电子货架管理方法，实现了对于电子货架系统的高效管理，该方法应用于电子货架管理系统中，该电子货架管理系统包括货架管理平台、主机模块、通信转换模块以及至少两个货位模块；

主机模块中包括上位机设备、下位机设备、第一通信模块以及网络模块；

通信转换模块中包括通信转换单片机、第二通信模块以及CAN总线模块；

货位模块中包括货位模块单片机、红外传感器、射频识别RFID模块以及CAN总线模块，其中，红外传感器用于识别存取货动作，RFID模块用于基于货物标识识别货物类型；

第一通信模块与第二通信模块的通信协议一致；

主机模块与通信转换模块通过第一通信模块以及第二通信模块的匹配通信连接，通信模块与一个货位模块通过CAN总线模块通信连接；相邻两个货位模块之间通过CAN总线模块连接；

主机模块与货架管理平台通过与网络模块匹配的通信方式通信连接；

货位模块中包括目标货位模块；

目标货位模块，用于通过货位模块单片机接收红外传感器的货架存取动作数据，以及RFID模块采集的货物数据；基于货架存取动作数据以及货物数据生成第一上报数据，第一上报数据实现为基于CAN总线的通信数据块形式；通过CAN总线模块将第一上报数据传输至通信转换模块中；

通信转换模块，用于通过CAN总线模块接收目标货位模块上传的第一上报数据；基于第一上报数据生成第二上报数据；通过第二通信模块向主机模块发送第二上报数据；

主机模块，用于接收第二上报数据，将第二上报数据发送至货架管理平台；

货架管理平台，用于接收第二上报数据；根据货物处理规则以及第二上报数据生成处理反馈数据；向主机模块反馈处理反馈数据，处理反馈数据用于指示在产生与第二上报数据对应的生产动作后，根据货物处理规则得到的货物处理计划。

在一个可选的实施例中，处理反馈数据包括处理反馈批次以及处理反馈工序中的至少一种。

在一个可选的实施例中，每个货位模块对应有一个实体货架格；

RFID模块以及红外传感器位于实体货架格的内部；

RFID模块的位置与实体货架格内部的货物摆放位置对应，红外传感器的位置与实体货架格的开口位置对应；

每个实体货架格对应有实体货架格编号；

处理反馈数据中还包括待处理实体货架格编号。

在一个可选的实施例中，待处理实体货架格编号与目标货位模块对应的实体货架格的货架格编号一致；

或，

待处理实体货架格编号与目标货位模块对应的实体货架格的货架格编号不一致。

在一个可选的实施例中，主机模块还包括显示屏；

货架管理平台向主机模块反馈处理反馈数据之后，

主机模块，用于在显示屏上，以可视化形式显示处理反馈数据。

在一个可选的实施例中，第一通信模块与第二通信模块的协议为RS232通信协议。

在一个可选的实施例中，货位模块还包括点阵屏，点阵屏的数量与实体货架格的数量对应；

货位模块，用于响应于接收到在点阵屏上基于触碰操作生成的数据生成信号，对货架存取动作数据以及货物数据进行调整。

本申请至少包括如下有益效果：

在进行电子货架管理的过程中，在货架管理平台内预存与生产过程相对应的规则，并在货位模块执行完毕单个工序后，将该工序的完成情况通过通信转换模块以及主机模块，在基于CAN总线的技术下逐级上传至货架管理平台，货架管理平台基于相关规则，确定后续的货物处理计划。该过程由货物管理平台进行了对于货物生产流程的管理和确定，并实时反馈后续流程，从而实现了对于货物生产过程的全面、高效管理。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种电子货架管理系统的结构示意图。

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种货架的示意图。

图3示出了本申请一个示例性实施例提供的一种面向FAB厂的电子货架管理方法的流程示意图。

图4示出了本申请一个示例性实施例提供的另一种电子货架管理系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，本申请所述的电子货架管理系统可以实现为晶圆代加工厂的电子货架管理系统，或，或，晶圆盒加工厂的电子货架管理系统，或，玻璃生产厂的电子货架管理系统。本申请对于电子货架管理系统的实际用途不做限定。

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种电子货架管理系统的结构示意图，请参考图1，该电子货架管理系统包括货架管理平台10、主机模块20、通信转换模块30以及至少两个货位模块40；主机模块20中包括上位机设备210、下位机设备220、第一通信模块230以及网络模块240；通信转换模块30中包括通信转换单片机310、第二通信模块320以及CAN总线模块330；货位模块40中包括货位模块单片机410、红外传感器420、射频识别RFID模块430、CAN总线模块440，其中，红外传感器420用于识别存取货动作，RFID模块430用于基于货物标识识别货物类型；第一通信模块230与第二通信模块320的通信协议一致；主机模块20与通信转换模块30通过第一通信模块230以及第二通信模块320的匹配通信连接，通信模块30与一个货位模块40通过CAN总线模块330通信连接；相邻两个货位模块之间通过CAN总线模块440连接；主机模块20与货架管理平台10通过与网络模块240匹配的通信方式通信连接。

在本申请实施例中，各个货位模块之间设置CAN总线模块，在货位模块的货位模块单片机产生数据后，即通过CAN总线模块进行数据上传，使得通信转换模块中的CAN总线模块接收到对应数据。在本申请实施例中，由于CAN总线模块的形态以及功能一致，故不进行区分，涉及货位模块中的CAN总线模块即为货架CAN总线模块，涉及通信转换模块中的CAN总线模块即为通信转换CAN总线模块。

本申请实施例中，通信转换模块中的CAN总线模块仅与一个货位模块中的CAN总线模块通信连接，以减少资源消耗。

在本申请实施例中，货位模块为与存放产品的货架相对应的模块。需要说明的是，本申请各个实施例中，存储在货位模块内的产品都附有能够通过RFID模块进行识别的标签。在一个示例中，单片机的型号为：GD32F303红外传感器的型号为：TCRT5000 RFID模块的型号为：TMS3705AG4。可选地，一个货位模块对应一个货架区域，在该货架区域内，存放的货物信息能够被RFID模块获取，货物的存取动作能够被红外传感器识别，货位模块单片机对于接收到的数据进行打包，以生成用于向主机模块上报的数据。

本申请实施例中，主机模块与通信转换模块不通过CAN总线模块连接，而通过第一通信模块与第二通信模块的匹配实现通信连接，以提高传输速度。可选地，第一通信模块与第二通信模块均为适配RS232协议的通信模块。

在本申请实施例中，主机模块实现为下位机设备与上位机设备的组合。下位机设备用于接收数据并下发控制指令，上位机设备用于进行界面显示，并向工作人员提供操作环境。本申请对于上位机设备以及下位机设备的具体实现方式不做限定，且在一些实施例中，上位机设备与下位机设备实现为一体化设备。

在本申请实施例中，主机模块通过网络模块实现与货架管理平台的通信。可选地，货架管理平台实现为单个服务器，或，货架管理平台实现为服务器集群，或，货架管理平台实现为虚拟服务器，本申请对于货架管理平台的具体实现形式不做限定。货架管理平台具有对于主机模块传输的数据的汇总与分析功能，且能够对于目标货架上传的数据进行反馈。在一个示例中，电子货架管理系统反馈目标货位模块的动作异常，在另一个示例中，电子货架管理系统反馈目标货位模块继续进行当前动作。本申请对于反馈的具体内容不做限定。

在一个示例中，请参考图2，每个货位模块均对应有一个实体货架格250；RFID模块430以及红外传感器420位于实体货架格250的内部；RFID模块430的位置与实体货架格250内部的货物202摆放位置对应，红外传感器420的位置与实体货架格250的开口位置对应。此外，在一些实施例中，货位模块还包括点阵屏450。

需要说明的是，相对于RS485通信，基于CAN总线的通信具有的优势如下：

1，速度与距离：CAN与RS485以1Mbit/S的高速率传输的距离都不超过100M，在高速上的距离相近。但是在低速时CAN以5Kbit/S时，距离可达10KM，而485只能到1219米左右（都无中继）。可见CAN在长距离的传输上拥有绝对的优势。

2，总线利用率：RS485是单主从结构，即一个总线上只能有一台主机，通讯都由它发起的，且在通讯发起后需要接收答复，受到答复后，主机才向下一个节点询问，这样是为了防止多个节点向总线发送数据，而造成数据错乱。而CAN是多主从结构，每个节点都有CAN控制器，多个节点发送时，以发送的ID号(标识符)自动进行仲裁，这样就可以实现总线数据不错乱，而且一个节点发完，另一个节点可以探测到总线空闲，而马上发送，这样省去了主机的询问，提高了总线利用率，增强了快速性。

3，错误检测机制，RS485只规定了物理层，而没有数据链路层，所以它对错误是无法识别的，除非一些短路等物理错误。这样容易导致在一个节点被破坏的情况下，模块仍然持续向总线发数据（一直发1），最终造成整个总线瘫痪。所以RS485一旦存在单个损坏节点，总线网络都将瘫痪。而CAN总线有CAN控制器，可以对总线任何错误进行检测，在一个示例中，若如果自身错误超过128个，就自动闭锁。保护总线。如果检测到其他节点错误或者自身错误，都会向总线发送错误帧，以提示其他节点。这样CAN总线一旦有一个节点MCU程序跑飞了，它的控制器自动闭锁。保护总线。所以在安全性要求高的网路，CAN是很强的。

4，CAN总线通过CAN控制器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会出现象在RS485网络中，当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。

5．CAN具有完善的通信协议，可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低了系统的开发难度，缩短了开发周期。

结合图1以及图2的说明，图3示出了本申请一个示例性实施例提供的一种面向FAB厂的电子货架管理方法的流程示意图，以该方法应用于如图1所示的电子货架管理系统中为例进行说明，该方法包括：

步骤301，目标货位模块通过货位模块单片机接收红外传感器的货架存取动作数据，以及RFID模块采集的货物数据。

在本申请实施例中，目标货位模块为产生数据并上传的模块。本申请实施例以单个目标货位模块的数据传输方式为例进行说明。

可选地，在实际工作过程中，目标货架的数量大于一个，则此时，各个目标货架的数据生成过程独立完成。

步骤302，目标货位模块基于货架存取动作数据以及货物数据生成第一上报数据。

需要说明的是，本申请实施例中，第一上报数据为适配CAN总线传输方式的格式的数据，在一个示例中，CAN总线协议通过通信数据块进行编码，且对应第一上报数据，生成11位或29为的二进制数作为数据块的标识码，实现数据传输。也即，第一上报数据实现为基于CAN总线的通信数据块形式。

步骤303，目标货位模块通过CAN总线模块将第一上报数据传输至通信转换模块中。

该过程即为第一上报数据的传输过程。

步骤304，通信转换模块通过CAN总线模块接收目标货位模块上传的第一上报数据。

该过程即为通信转换模块对于第一上报数据的传输过程。

步骤305，通信转换模块基于第一上报数据生成第二上报数据。

在本申请实施例中，通信转换模块适配CAN总线通信方式以及第一通信模块的通信方式，进行数据形式的转换。

在一个可选的实施例中，第一通信模块与第二通信模块的协议为RS232通信协议。

步骤306，通信转换模块通过第二通信模块向主机模块发送第二上报数据。

该过程即为对于第二上报数据的进一步发送过程。

步骤307，主机模块接收第二上报数据。

该过程即为对于第二上报数据的接收过程。

步骤308，主机模块将第二上报数据发送至货架管理平台。

该过程即为将上报数据上传至货架管理平台的过程。在本申请实施例中，货架管理平台实现为服务器，故主机模块通过自身的网络模块，进行第二上报数据的上传。

步骤309，货架管理平台接收第二上报数据。

该过程即为货架管理平台接收第二上报数据的过程。

步骤310，货架管理平台根据货物处理规则以及第二上报数据生成处理反馈数据。

在本申请实施例中，货物对应有货物编号，以及对应的执行动作代码，在此情况下，货物处理规则用于指示在某批货物处理完后，下一批要处理的货物编号的排序规则，以及某个动作执行后，下一个动作的执行规则。也即，处理反馈数据实现为货物编号和货物代码的组合，处理反馈数据用于指示在产生与第二上报数据对应的生产动作后，根据货物处理规则得到的货物处理计划。处理反馈数据包括处理反馈批次以及处理反馈工序中的至少一种。

步骤312，货架管理平台向主机模块反馈处理反馈数据。

该过程即为主机模块进行处理数据反馈的过程。

在一个可选的实施例中，请参考图2以及图4，主机模块还包括显示屏260，货位模块还包括点阵屏450，且点阵屏450的数量与实体货架格250的数量相对应。在货架管理平台向主机模块反馈处理反馈数据之后，主机模块在显示屏上，以可视化形式显示处理反馈数据。货位模块也可以响应于接收到在点阵屏上基于触碰操作生成的数据生成信号，对货架存取动作数据以及货物数据进行调整。

综上所述，本申请实施例提供的方法，在进行电子货架管理的过程中，在货架管理平台内预存与生产过程相对应的规则，并在货位模块执行完毕单个工序后，将该工序的完成情况通过通信转换模块以及主机模块，在基于CAN总线的技术下逐级上传至货架管理平台，货架管理平台基于相关规则，确定后续的货物处理计划。该过程由货物管理平台进行了对于货物生产流程的管理和确定，并实时反馈后续流程，从而实现了对于货物生产过程的全面、高效管理。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种面向FAB厂的电子货架管理方法，其特征在于，所述方法应用于电子货架管理系统中，所述电子货架管理系统包括货架管理平台、主机模块、通信转换模块以及至少两个货位模块；

所述主机模块中包括上位机设备、下位机设备、第一通信模块以及网络模块；

所述通信转换模块中包括通信转换单片机、第二通信模块以及CAN总线模块；

所述货位模块中包括货位模块单片机、红外传感器、射频识别RFID模块、以及CAN总线模块，其中，所述红外传感器用于识别存取货动作，所述RFID模块用于基于货物标识识别货物类型；

所述第一通信模块与所述第二通信模块的通信协议一致；

所述主机模块与所述通信转换模块通过第一通信模块以及第二通信模块的匹配通信连接，所述通信模块与一个所述货位模块通过所述CAN总线模块通信连接；相邻两个所述货位模块之间通过所述CAN总线模块连接；

所述主机模块与所述货架管理平台通过与所述网络模块匹配的通信方式通信连接；

所述货位模块中包括目标货位模块；

所述目标货位模块，用于通过所述货位模块单片机接收所述红外传感器的货架存取动作数据，以及所述RFID模块采集的货物数据；基于所述货架存取动作数据以及所述货物数据生成第一上报数据，所述第一上报数据实现为基于CAN总线的通信数据块形式；通过所述CAN总线模块将所述第一上报数据传输至通信转换模块中；

所述通信转换模块，用于通过所述CAN总线模块接收所述目标货位模块上传的所述第一上报数据；基于所述第一上报数据生成第二上报数据；通过所述第二通信模块向主机模块发送所述第二上报数据；

所述主机模块，用于接收所述第二上报数据，将所述第二上报数据发送至所述货架管理平台；

所述货架管理平台，用于接收所述第二上报数据；根据货物处理规则以及所述第二上报数据生成处理反馈数据；向所述主机模块反馈所述处理反馈数据，所述处理反馈数据用于指示在产生与所述第二上报数据对应的生产动作后，根据所述货物处理规则得到的货物处理计划。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理反馈数据包括处理反馈批次以及处理反馈工序中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述货位模块对应有一个实体货架格；

所述RFID模块以及所述红外传感器位于所述实体货架格的内部；

所述RFID模块的位置与所述实体货架格内部的货物摆放位置对应，所述红外传感器的位置与所述实体货架格的开口位置对应；

每个所述实体货架格对应有实体货架格编号；

所述处理反馈数据中还包括待处理实体货架格编号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待处理实体货架格编号与所述目标货位模块对应的实体货架格的货架格编号一致；

或，

所述待处理实体货架格编号与所述目标货位模块对应的实体货架格的货架格编号不一致。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主机模块还包括显示屏；

所述货架管理平台向所述主机模块反馈所述处理反馈数据之后，

所述主机模块，用于在所述显示屏上，以可视化形式显示所述处理反馈数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信模块与所述第二通信模块的协议为RS232通信协议。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述货位模块还包括点阵屏，所述点阵屏的数量与所述实体货架格的数量对应；

所述货位模块，用于响应于接收到在所述点阵屏上基于触碰操作生成的数据生成信号，对所述货架存取动作数据以及所述货物数据进行调整。