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一、 項(xiàng)目背景

隨著國內(nèi)汽車制造加工行業(yè)的發(fā)展，各種模具使用的數(shù)量日益增加，由于模具質(zhì)量重體積大價(jià)值高種類繁多等特點(diǎn)，采用現(xiàn)有的人工紙質(zhì)記錄等方式已經(jīng)無法及時(shí)有效的對(duì)模具資產(chǎn)進(jìn)行管理，無法及時(shí)了解到模具的使用情況以及模具的儲(chǔ)存 維修 報(bào)廢等情況。

而模具的管理影響著制造加工企業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)以及生產(chǎn)排期，所以模具的管理對(duì)提升制造企業(yè)效率以及資產(chǎn)安全管理尤為重要，引入先進(jìn)的信息采集手段來替代現(xiàn)有的人工管理方式迫在眉睫。

二、用戶需求分析

通過現(xiàn)場(chǎng)觀察以及與貴司現(xiàn)場(chǎng)工作人員交流了解到目前在模具的管理方面存在如下需求：

1.模具使用次數(shù)統(tǒng)計(jì)：

（1）在目前貴公司模具在沖床上進(jìn)行沖壓件的加工工藝時(shí)，整個(gè)模具的從上沖床直至模具出現(xiàn)損壞進(jìn)行維修工作，使用者無法獲知沖壓模具的使用次數(shù)情況。

（2）這種情況造成對(duì)于模具的使用情況以及模具的壽命目前無法進(jìn)行有效監(jiān)控，如果在生產(chǎn)加工過程中使用了已經(jīng)產(chǎn)生質(zhì)量問題的模具，會(huì)影響到該模具加工產(chǎn)品的品質(zhì)。所以用戶希望可以借助RFID技術(shù)來對(duì)已經(jīng)在沖床上進(jìn)行加工工作的模具進(jìn)行管理，從而可以對(duì)模具的沖壓使用次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可以提前了解該模具的使用壽命，在加工過程中可以避免使用有瑕疵的模具，而影響到產(chǎn)品加工的品質(zhì)。也可以提前預(yù)知模具的維修期限，提高后續(xù)的維修保養(yǎng)工作效率。

2.模具出入庫管理

當(dāng)前模具在進(jìn)行出入庫時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用叉車將模具運(yùn)送到倉庫中，放置到貨架上，然后倉庫管理人員采購紙質(zhì)記錄的方式進(jìn)行模具的進(jìn)出和盤點(diǎn)管理。采用人工記錄方式有以下缺點(diǎn)：

（1）效率低：工作人員使用紙質(zhì)記錄每次出入庫的情況，記錄的效率較低，且有可能出現(xiàn)漏記的情況。     

（2）記錄保存和檢索工作復(fù)雜：采用紙質(zhì)文檔進(jìn)行記錄會(huì)產(chǎn)生大量的紙質(zhì)文檔，后續(xù)文檔的歸檔保存需要專人管理，且如果需要調(diào)出某些出入庫記錄時(shí)，翻查調(diào)取工作也會(huì)增加人員的工作量，影響工作效率。

（3）模具實(shí)時(shí)狀態(tài)管理

當(dāng)模具被放置到倉庫貨架之后，管理人員進(jìn)行人工點(diǎn)數(shù)，采用紙質(zhì)報(bào)表統(tǒng)計(jì)，按照內(nèi)部規(guī)定周期性進(jìn)行上報(bào)。人工管理方式影響了模具的盤點(diǎn)工作的效率，而對(duì)于盤點(diǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性也有影響，管理人員無法在第一時(shí)間知曉倉庫中模具的狀態(tài)。

（4） 現(xiàn)場(chǎng)堆放的模具以及其他相關(guān)資產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)控

除了在倉庫中貨架上放置管理的模具之外，在沖壓車間中也隨意堆放了一些模具以及相關(guān)的檢具等資產(chǎn)，這些模具資產(chǎn)的狀態(tài)目前無法進(jìn)行監(jiān)控。

（5） 模具維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)記錄

①目前模具在進(jìn)入到維修車間到完成維修，整個(gè)維修流程沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，在后續(xù)模具報(bào)廢需要進(jìn)行維修記錄調(diào)閱的時(shí)候，無法提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，管理人員無法得知模具的維修流程工藝等信息。

②針對(duì)以上需求以及模具在管理中遇到的問題，在此引入RFID射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)模具從入廠到報(bào)廢的全生命周期進(jìn)行管理。

三、RFID技術(shù)介紹

射頻識(shí)別（RFID）是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。

無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身擁有電源，并可以主動(dòng)發(fā)出無線電波（調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng)）。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。

RFID系統(tǒng)工作示意圖：

四、系統(tǒng)方案架構(gòu)

該模具管理方案主要有以下幾個(gè)功能模塊構(gòu)成：

（1）模具沖壓次數(shù)統(tǒng)計(jì)

（2）模具出入庫管理

（3）模具狀態(tài)檢測(cè)

（4）模具數(shù)量盤點(diǎn)

（5）模具維修保養(yǎng)管理

五、 解決方案

1.模具沖壓次數(shù)統(tǒng)計(jì)

（1）在模具四個(gè)面上分別固定4個(gè)UHF RFID抗金屬標(biāo)簽，在沖床上安裝UHF RFID讀寫器以及RFID天線，讀寫器默認(rèn)狀態(tài)下不進(jìn)行讀取工作并與沖床進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

（2）沖床對(duì)模具每沖壓一次，傳輸一條指令給讀寫器并觸發(fā)讀寫器讀取模具上的標(biāo)簽一次，讀寫器將讀取到的標(biāo)簽ID號(hào)傳送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中記錄，表示該模具被沖壓一次，以此來達(dá)來監(jiān)測(cè)模具使用情況的目的。

2.模具出入庫管理

（1）在模具倉庫出入口安裝RFID讀寫器架設(shè)RFID天線，在出入口形成RFID信號(hào)覆蓋。當(dāng)工人使用叉車將粘貼RFID標(biāo)簽的模具運(yùn)輸?shù)絺}庫經(jīng)過RFID信號(hào)覆蓋區(qū)域時(shí)即可被讀寫器讀取到，讀寫器將讀取到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺}庫出入庫軟件中，即可完成入庫。

（2）在倉庫出入口架設(shè)兩道RFID天線組成的識(shí)別通道，每一道通道的天線ID都不相同，以此來進(jìn)行出庫或者入庫的邏輯判斷。

3.模具狀態(tài)監(jiān)測(cè)

（1）在倉庫的貨架上架設(shè)RFID天線，對(duì)貨架上模具的RFID標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)讀，將讀取到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)，以幫助管理者及時(shí)了解當(dāng)前模具在倉庫中的狀態(tài)。

（2）在沖壓車間里也堆放了一部分模具，由于這些模具沒有統(tǒng)一的貨架按照規(guī)范的方式擺放，加上車間的空間區(qū)域較大， 不適合使用UHF 無源RFID標(biāo)簽進(jìn)行管理監(jiān)測(cè)。在此建議使用有源2.45G頻段的RFID標(biāo)簽進(jìn)行管理。

（3）將有源2.45G的標(biāo)簽固定到模具上，并在系統(tǒng)中將標(biāo)簽與模具進(jìn)行綁定，在車間里每間隔25M的距離架設(shè)有源2.45G頻段的讀寫器，在整個(gè)車間里進(jìn)行信號(hào)覆蓋。當(dāng)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，有源標(biāo)簽可以按照系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間向2.45G讀寫器傳送標(biāo)簽ID號(hào)，通過該標(biāo)簽傳回的數(shù)據(jù)可判斷當(dāng)前模具的狀態(tài)，如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)后臺(tái)系統(tǒng)軟件沒有接收到標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)，即可判定該模具出現(xiàn)了異常。

4.模具維修保養(yǎng)記錄管理

（1）在維修車間出入口架設(shè)RFID讀寫器和天線，組成RFID通道，模具在損壞進(jìn)入到維修車間，經(jīng)過RFID通道被識(shí)別，即表示該模具有被維修的記錄。

（2）車間人員使用

5.模具數(shù)量盤點(diǎn)

車間人員配備RFID手持式讀寫器，在手持式讀寫器上安裝RFID盤點(diǎn)程序，當(dāng)需要進(jìn)行盤點(diǎn)工作時(shí)，盤點(diǎn)人員使用手持式設(shè)備對(duì)車間里所有模具上的標(biāo)簽進(jìn)行讀取，并將讀取到的數(shù)據(jù)與手持機(jī)軟件上的盤點(diǎn)清單進(jìn)行比對(duì)，如果與清單沒有出入則所有模具資產(chǎn)數(shù)量正確。反之，模具資產(chǎn)數(shù)量出現(xiàn)異常，工作人員即可進(jìn)行排查。