Resumo: Tendo em vista os problemas atuais de métodos de coleta de dados retroativos e falta de métodos de monitoramento do status da produção em oficinas de fabricação de máquinas agrícolas, foi estudada uma solução de aplicação baseada em tecnologia de identificação por radiofrequência (RFID). Em primeiro lugar, com base na análise do estado actual da produção da empresa, foram propostos um esquema de recolha de dados e uma arquitectura de suporte de rede baseada na tecnologia RFID; em segundo lugar, foi desenvolvido um sistema de acompanhamento de status de trabalho em andamento através da plataforma Visual Studio 2017 e linguagem C#; por fim, um picador de milho foi selecionado como objeto de pesquisa. O objeto de pesquisa realiza a implantação do hardware no local de produção e realiza experimentos em seu processo produtivo; os casos experimentais mostram que o sistema pode funcionar de forma rápida e estável, ajudando a empresa a conseguir a coleta de dados em tempo real e o monitoramento visual do status da produção, verificando a viabilidade proposta e a eficácia do método. Palavras-chave: oficina de fabricação de máquinas agrícolas; identificação de rádio frequencia; coleção de dados; monitoramento visual


A identificação por radiofrequência (RFID) é uma tecnologia de identificação automática sem contato que pode identificar automaticamente objetos estacionários ou em movimento anexados com etiquetas eletrônicas. Como parte importante da Internet das Coisas, tem recebido grande atenção no país e no exterior e tem sido profundamente estudada por estudiosos nacionais e estrangeiros em aspectos como gestão de armazéns, reconhecimento de identidade e controle de produção. Além disso, em comparação com a tecnologia tradicional de leitura de código de barras, a tecnologia RFID tem as características de identificação de lotes de longa distância, rápida velocidade de processamento de informações e forte adaptabilidade ao meio ambiente, tornando suas vantagens de aplicação na coleta de dados de oficinas de fabricação, monitoramento de processos de produção e outros campos. cada vez mais óbvio, dando O desenvolvimento da informatização na manufatura discreta tradicional teve um enorme impacto [1]. Atualmente, estudiosos nacionais e estrangeiros têm feito algumas pesquisas teóricas sobre a aplicação da tecnologia RFID: A literatura [2] resume o modelo de aplicação da tecnologia RFID na manufatura discreta. A literatura [3] resume a essência da aplicação do RFID: monitorar as mudanças de status dos recursos de fabricação e coletar dados relacionados associados às mudanças; e propõe um modelo de coleta de dados de trabalho em processo baseado em RFID. De acordo com a estrutura do código EPC na etiqueta eletrônica, a literatura [4] propõe regras de codificação para associar recursos de fabricação para obter associação estática e associação dinâmica do processo de processamento de recursos de fabricação. A literatura [5-6] propõe um algoritmo de implantação de otimização de leitor RFID, que pode ser usado sob condições limitadas. Obtenha a área de cobertura máxima dentro do espaço. A literatura [7] propôs a combinação da tecnologia RFID e do sistema de gerenciamento de armazém, e desenvolveu um algoritmo de seleção no sistema de gerenciamento de estoque RFID para maximizar a eficiência do manuseio de materiais e reduzir custos operacionais. A literatura acima mencionada propõe vários modelos de aplicação e pesquisas de algoritmos de simulação baseados na tecnologia RFID, mas todos eles se concentram em pesquisas teóricas e carecem de pesquisas combinadas com problemas reais de produção das empresas. Portanto, existe um fenômeno de que “a pesquisa aplicada está atrasada em relação à pesquisa teórica”. . Com base na pesquisa dos estudiosos acima mencionados, combinada com o status de produção de uma empresa de máquinas agrícolas em Xinjiang, é proposta uma solução de aplicação RFID para oficinas de fabricação de máquinas agrícolas. A configuração de hardware e a coleta de dados em tempo real de RFID foram implementadas em torno do fluxo de processo e lotes de produção do processo de produção em processo, e uma plataforma de monitoramento baseada na arquitetura C/S foi desenvolvida através da plataforma Visual Studio 2017 para alcançar monitoramento visual do processo de produção.

  2 Análise do status de produção e requisitos de aplicação 2.1 Análise do status de produção A Xinjiang M Company é uma empresa envolvida na fabricação de máquinas agrícolas e de pecuária. Após investigação e análise, o processo de produção do picador de milho é concluído principalmente pelo processamento físico e montagem. O processo de montagem é dividido principalmente em quatro seções de trabalho. A estrutura da casca é primeiro colocada online na linha de montagem. Cada vez que chega a uma estação de montagem, os trabalhadores instalam as peças correspondentes de acordo com os requisitos de montagem correspondentes até que fique offline. O processo de montagem é complexo e existem muitos tipos de materiais. Existem dois problemas principais: (1) O método de coleta de dados é retrógrado. Os equipamentos são antigos e o nível de informatização está atrasado. O responsável pela seção de trabalho precisa registrar manualmente as informações de montagem quando o produto sai da linha de produção. É impossível obter dados em tempo real do processo produtivo e é impossível analisar a capacidade de produção através da análise de dados históricos. Por exemplo, diferentes níveis de proficiência dos trabalhadores levam a grandes diferenças no tempo de conclusão de cada processo, resultando em operações desequilibradas na linha de produção. (2) Supervisão em tempo real de problemas de progresso da produção. Os gerentes de oficina não conseguem compreender as informações sobre o progresso da produção dos produtos atuais em tempo real e precisam verificar constantemente o status da linha de frente da oficina, resultando em baixa eficiência de trabalho e perda de tempo e custo. 2.2 Análise da demanda de aplicação Cada vez mais estudiosos e empresas percebem a importância de combinar a análise teórica com as condições de produção empresarial. Portanto, aqui estudamos a gestão da informação do processo produtivo através da combinação da tecnologia RFID e do processo produtivo. Os conteúdos específicos são os seguintes: (1) Coletar dados em tempo real do processo de produção por meio da tecnologia RFID para obter a transmissão sem papel dos dados do produto no processo de produção. ,Informatização. Elimine a intempestividade e a propensão a erros dos métodos tradicionais de coleta manual. (2) Os diferentes níveis de proficiência dos trabalhadores levam a grandes diferenças no tempo de processamento, e o tempo de processamento de cada estação não pode ser padronizado, resultando em perda de tempo e custos. O tempo de processamento em tempo real é obtido através da tecnologia RFID em tempo real, fornecendo suporte de dados para posterior análise da capacidade de produção da empresa. (3) Realizar o gerenciamento unificado de dados construindo um sistema de suporte de rede de oficinas, desenvolver uma plataforma de rastreamento de trabalho em andamento e obter monitoramento visual do processo de produção.

3 Design de solução de aplicação baseada em RFID
3.1 Projeto do esquema de coleta de dados A coleta de dados em tempo real é a base para o rastreamento em tempo real do status dos produtos em processo, e o processo de coleta de dados acompanha todo o processo de produção. As ideias específicas de coleta de dados são as seguintes:
3.1.1 Estágio de preparação da operação Antes da operação, os materiais e as etiquetas RFID precisam ser vinculados. Primeiro, escreva as informações do produto e do fluxo do processo na etiqueta RFID, atribua um ID temporário ao produto para identificação exclusiva e conclua a inicialização da etiqueta RFID. Em seguida, cole a etiqueta no modelo do produto. Depois de inserir as informações com sucesso, você pode se preparar para a operação online.
3.1.2 Etapa de operação de montagem Configurar pontos de coleta de dados em cada processo, ou seja, instalar antenas RFID. Quando os produtos em processo chegam à estação de montagem, o leitor lê as informações do processo na etiqueta através da antena RFID e obtém as informações atuais do status do processamento. Quando o trabalhador concluir o processo e o resultado da inspeção de qualidade for “qualificado”, os dados da etiqueta serão atualizados automaticamente de acordo com as informações do processo. O processo acima será repetido até que todos os processos sejam concluídos, aguardando para entrar na seção de depuração. 3.1.3 Estágio de depuração Após a conclusão do trabalho de montagem do trabalho em andamento, será iniciado o estágio de depuração de toda a máquina. Se a depuração falhar, o status de processamento do trabalho em andamento será atualizado para "Retrabalho". Após a conclusão do retrabalho, o estágio de depuração será iniciado até que a depuração seja concluída; se a depuração for aprovada, as informações de status do processamento serão atualizadas para "Depuração aprovada".
3.1.4 Fim do trabalho Após todas as operações de montagem serem concluídas e toda a máquina ser depurada com sucesso, os dados são transmitidos automaticamente ao servidor de banco de dados através do middleware para armazenamento. Todas as etiquetas são recuperadas e as informações da etiqueta são apagadas ao mesmo tempo para reciclagem. processo específico,

3.2 Princípio de rastreamento de status de material As informações de rastreamento de status de material [8] incluem informações básicas de material e informações de status de material. Informações básicas do material, como nome do material, código do material, modelo de especificação, lote de produção, etc.; informações de status do material, como informações de status de montagem, informações da estação de trabalho, tempo necessário para concluir o processo, etc. Ao instalar pontos de coleta de dados RFID em cada estação de trabalho, as informações de mudança de status do produto durante a produção naquela estação de trabalho podem ser capturadas até todos os processos estão concluídos. Todo o processo realiza a sincronização do fluxo físico e do fluxo de informações.

  3.3 Arquitetura de suporte de rede do sistema Com base no esquema de coleta de dados RFID, a arquitetura de suporte de rede do sistema é projetada [9], conforme mostrado na Figura 3. A camada de coleta de dados está diretamente voltada para o local de produção da oficina através de terminais de coleta de dados RFID para realizar a coleta e armazenamento de dados de produção. Os dados subjacentes são então carregados no servidor de banco de dados por meio de middleware RFID e LAN da oficina; a camada de processamento de dados fornece suporte de dados para a camada de aplicação após a conclusão do processamento dos dados originais; a camada de aplicação empresarial é usada para suportar módulos funcionais, como monitoramento de processos de produção e consulta de informações históricas. Os dados do processo de produção também podem ser fornecidos a outros sistemas através de Web Service ou Extensible Markup Language (XML). Os gestores empresariais podem obter direta ou indiretamente informações de produção em tempo real através da integração com sistemas MES. 272 Fan Yuxin et al.: Pesquisa sobre a aplicação da tecnologia de identificação por radiofrequência em oficinas de fabricação de máquinas agrícolas Edição 5 Figura 3 Arquitetura de suporte de rede do sistema Fig.3 Arquitetura de suporte de rede do sistema

  4 Implementação do Sistema Com base no esquema de coleta de dados e estrutura do sistema acima, por meio da plataforma Visual Studio dio2017 e linguagem de programação C#, e com referência ao arquivo de configuração API fornecido pelo desenvolvedor do equipamento [10], uma oficina de fabricação de máquinas agrícolas trabalha em - Foi desenvolvida uma plataforma de rastreamento de status de progresso, usando banco de dados SQL Server para armazenar dados de produção e manufatura. Para garantir o tempo real e a segurança dos dados, o sistema é desenvolvido utilizando arquitetura C/S. Projeto do módulo funcional do sistema, conforme mostrado na Figura 4. Inclui principalmente módulo de coleta de dados, monitoramento do status da produção, estatísticas de informações em tempo real e consulta de dados históricos. Figura 4 Diagrama da arquitetura de funções do sistema 4.1 Módulo de coleta de dados A coleta de dados é o núcleo do sistema, incluindo inicialização de tags e aquisição de dados. Ou seja, os dados coletados são armazenados no banco de dados por meio do dispositivo de coleta de dados e, em seguida, por meio da análise e processamento dos dados, é fornecido suporte de dados para monitoramento do status da produção. 4.2 Monitoramento do status da produção Quando um produto etiquetado entra na área de varredura da antena, as informações básicas e o status da produção do produto são obtidas, e o status da produção do produto em processo é monitorado em tempo real; o plano de produção é realimentado em tempo real através do número do lote de produção do material em processo. Cronograma completo. 4.3 Estatísticas de informações em tempo real: Estatísticas em tempo real sobre o número total de operações online, quantidade concluída e quantidade em montagem de toda a linha de montagem; estatísticas sobre a quantidade de diversos produtos de acordo com postos de trabalho, categorias de produtos e planos de produção. 4.4 Consulta de dados históricos Estatísticas de dados históricos de produtos produzidos com base no tempo de conclusão, especificações e modelos de produtos, números de planos e códigos de produtos. 5 Verificação do caso O experimento toma como exemplo o processo de montagem do picador de máquina de milho. A configuração do hardware RFID da linha de produção é mostrada na Figura 5. O leitor coleta e grava dados na etiqueta conectando-se à antena RFID e, em seguida, conecta-se ao computador host para formar uma rede local. O computador host implementa a configuração dos parâmetros do dispositivo de hardware RFID e a comunicação de dados com o leitor. Leitor/gravador RFID Etiqueta RFID Computador host Cortador de máquina de milho Antena RFID Figura 5 Diagrama de configuração do local RFID Fig.5 Layout do local RFID O picador de máquina de milho tem quatro seções de montagem e cada seção é equipada com uma antena RFID. Tomando como objeto de pesquisa o processo de montagem do picador, o código do material correspondente ao picador é 202031506250001, o modelo de especificação é QS-3150 e o plano de produção é 202006-01. A tabela de rotas de processo correspondente é mostrada na Figura 6. Deve-se observar que, devido à complexidade do ambiente local, a configuração do equipamento RFID será afetada. Para garantir a eficiência de leitura da antena RFID, a etiqueta eletrônica é afixada na lateral da caixa próxima à antena para garantir que cada processo de montagem possa ser lido. Obtido. Figura 6 Fluxograma do processo de montagem da tremonha da máquina de milhoFig.6 Processo de montagem da tremonha da máquina de milho Figura 7 Interface de operação do sistemaFig.7 Interface de operação do sistema Antes de montar o picador, anexe uma etiqueta RFID e insira as informações iniciais, como nome do produto, codificação, número do plano de produção, etc. Depois que a inicialização da tag for concluída, ela estará pronta para produção online. Quando o produto entra no primeiro processo, o RFID lê as informações da etiqueta e obtém as informações de localização atual e informações de status. Ao mesmo tempo, registra a hora de início. Quando o helicóptero conclui o processo, ele é atualizado automaticamente. Rotule as informações e registre o tempo de conclusão e assim por diante até que a depuração seja concluída. Ao mesmo tempo, os dados coletados são armazenados no banco de dados e as tags são finalmente recicladas para reciclagem. A interface de execução do programa exibe todo o processo acima mencionado em tempo real, e também pode exibir com precisão o status de conclusão do processo atual e do plano de produção, e contar o tempo de conclusão de cada processo, a quantidade online de cada modelo de produto, o quantidade concluída e outras informações.