一種利用存儲(chǔ)式rfid標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)4.0中提出智能制造概念，其基本要求為:工件在加工過(guò)程中可以實(shí)時(shí)、主動(dòng)和制造單元進(jìn)行“協(xié)商”，以決定其下一步應(yīng)該進(jìn)行的加工操作。但是目前對(duì)于這種模式的具體實(shí)現(xiàn)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的可采用技術(shù)主要有:
[0003]1)、基于條碼技術(shù)的實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)。這是最常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式，將條形碼直接粘貼在工件的表面，當(dāng)工件到達(dá)一個(gè)工位時(shí)，操作人員手動(dòng)掃描條碼信息，制造系統(tǒng)根據(jù)條碼信息，在后臺(tái)找出相應(yīng)的加工工序要求。條碼在實(shí)際使用中對(duì)環(huán)境有一些較高要求，如條碼不能被污染，遮擋、損壞等。所以在制造行業(yè)中不能得到廣泛使用。
[0004]2)、基于普通RFID標(biāo)簽的實(shí)時(shí)信息采集系統(tǒng)。RFID可以有效解決條碼技術(shù)的局限性，目前在制造領(lǐng)域中已經(jīng)得到普遍的認(rèn)可。
[0005]但是普通RFID僅僅是將條碼形式的標(biāo)簽變成RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)了由工件ID信息由光學(xué)獲取改變成無(wú)線射頻的自動(dòng)獲取。而標(biāo)簽的實(shí)際性質(zhì)并沒(méi)有改變，即只作為工件的ID信息。工件是無(wú)法主動(dòng)和制造單元進(jìn)行協(xié)商并自主地決定自己的加工過(guò)程，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工件本身的“智能化”。
[0006]此外現(xiàn)有技術(shù)所有的數(shù)據(jù)都保存在后臺(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)器上，制造系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，這需要整個(gè)制造系統(tǒng)隨時(shí)隨地和網(wǎng)絡(luò)可靠相連，這在很多制造環(huán)境中無(wú)法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的方法，通過(guò)RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)的內(nèi)容，直接映射到制造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具體位置，工件利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽和中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化，直接和制造單元進(jìn)行協(xié)商，制造單元由多個(gè)中間件模塊組成，根據(jù)工件中RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整制造資源和制造任務(wù)；本發(fā)明利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)工件的智能化，并在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的制造環(huán)境中，仍能夠保證工件制造過(guò)程的順利進(jìn)行，同時(shí)在制造過(guò)程中，工件可以和制造系統(tǒng)進(jìn)行“協(xié)商”，動(dòng)態(tài)地調(diào)整加工過(guò)程。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
[0010]步驟一、在存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容，存儲(chǔ)的內(nèi)容包括工件的ID編碼、工件的基本制造信息、工件詳細(xì)制造信息索引表3個(gè)部分；
[0011]用關(guān)系代數(shù)表示標(biāo)簽內(nèi)容為:
[0012]Tagl= {P_ID ,, B.1NFO,, Index.F.1NFOj
[0013]其中:
[0014]PJDi為工件i的ID編碼，是對(duì)車(chē)間制造工件的統(tǒng)一編碼，對(duì)工件具有唯一索引性。
[0015]BJNFOi為工件基本制造信息，是為了減少系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)量，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)由集中控制向分散增強(qiáng)型生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。
[0016]IndeiFJNFOiS工件詳細(xì)制造信息表，是制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存工件生產(chǎn)過(guò)程中各種記錄數(shù)據(jù)的索引信息。
[0017]步驟二、利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽建立智能工件和智能制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的動(dòng)態(tài)映射關(guān)系，RFID標(biāo)簽中的工件詳細(xì)制造信息索引表通過(guò)數(shù)據(jù)表名和記錄ID的方式直接給出所有生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的制造數(shù)據(jù)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)位置；
[0018]步驟三、將智能工件的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽和工件實(shí)體進(jìn)行物理綁定以實(shí)現(xiàn)每個(gè)智能工件都具有獨(dú)立的存儲(chǔ)單元，所有工件公用一個(gè)中間件，利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽和中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化，智能工件的智能體以平臺(tái)化的形式存在，與工件的物理實(shí)體是剝離的，智能體通過(guò)無(wú)線射頻信號(hào)和制造單元進(jìn)行“協(xié)商”；
[0019]步驟四、制造單元的智能化:制造單元是以加工機(jī)床為中心，并配置刀具，量具，夾具，人員等輔助工具形成的制造資源節(jié)點(diǎn)，利用中間件技術(shù)將制造單元按照功能劃分模塊，按功能劃分的模塊包括RFID接口中間件、智能工件ID信息過(guò)濾中間件、基本制造信息分析中間件、制造單元運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)中間件、制造單元運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估中間件、工序加工中間件、加工質(zhì)量數(shù)據(jù)過(guò)濾中間件、加工質(zhì)量結(jié)果評(píng)判中間件、過(guò)程信息同步中間件、智能工件狀態(tài)信息更新中間件；
[0020]步驟五、傳送設(shè)備的智能化:傳送設(shè)備包含所有能夠完成工件轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的裝置，其控制可以通過(guò)有線或者無(wú)線的方式與每個(gè)制造單元或智能工件進(jìn)行通訊，傳送設(shè)備上安裝有RFID讀寫(xiě)器/天線，檢測(cè)到智能工件是否被裝載或者卸載，根據(jù)要求動(dòng)態(tài)的改變傳送路線。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1)標(biāo)簽中仍然保留工件的ID信息，可以和現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)完全兼容。
[0023]2)可以保證制造系統(tǒng)在無(wú)網(wǎng)絡(luò)鏈接的情況下工件的制造過(guò)程順利進(jìn)行。
[0024]3)可以直接利用標(biāo)簽中索引信息直接找到制造過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)保存位置，而不需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)算獲取，有效減少了數(shù)據(jù)存取時(shí)間。
[0025]4)制造單元可以根據(jù)工件的實(shí)時(shí)加工狀態(tài)，動(dòng)態(tài)的調(diào)整加工任務(wù)。
[0026]5)智能工件在智能制造系統(tǒng)中的加工工藝路線是可以動(dòng)態(tài)變化的。
[0027]6) RFID標(biāo)簽中保存的智能工件制造數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份功能，更便于實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)從集中控制到分布增強(qiáng)模式的轉(zhuǎn)變。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是標(biāo)簽數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2是智能工件和智能制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的動(dòng)態(tài)映射關(guān)系圖。
[0030]圖3是工件智能化功能框圖。
[0031]圖4是制造單元智能化功能框圖。
[0032]圖5是智能工件，智能制造單元及智能傳送設(shè)備之間的協(xié)商過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0033]—種利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)的方法，包括以下步驟:
[0034]步驟一、在存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容，存儲(chǔ)的內(nèi)容包括工件的ID編碼、工件的基本制造信息、工件詳細(xì)制造信息索引表3個(gè)部分，參照?qǐng)D1:
[0035]用關(guān)系代數(shù)表示標(biāo)簽內(nèi)容為:
[0036]Tagl= {P_ID ,, B.1NFO,, Index.F.1NFOj
[0037]其中:
[0038]PJDi為工件i的ID編碼，是對(duì)車(chē)間制造工件的統(tǒng)一編碼，對(duì)工件具有唯一索引性。
[0039]BJNFOi為工件基本制造信息，是為了減少系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)量，實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)由集中控制向分散增強(qiáng)型生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。通過(guò)標(biāo)簽中的基本信息可以保證制造系統(tǒng)在不連網(wǎng)或者和制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)不進(jìn)行通信的情況下能夠可靠獲取到工件的一些關(guān)鍵工藝信息，使生產(chǎn)可以順利進(jìn)行。其中包含當(dāng)前完成狀態(tài)(LSTAp當(dāng)前工序C_P1;總加工工序T_P i，各加工工序的質(zhì)量要求Q—REQp
[0040]B.1NFO^ {C_STA ,, C_PX, T_PX, Q_REQj
[0041]IndeiFJNFOiS工件詳細(xì)制造信息表，是制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存工件生產(chǎn)過(guò)程中各種記錄數(shù)據(jù)的索引信息。其結(jié)構(gòu)由類(lèi)型(數(shù)據(jù)表名)Sheet。n+ID (數(shù)據(jù)表中的記錄編號(hào))RecorcLID^組成。對(duì)于離散式測(cè)量值如加工尺寸的檢驗(yàn)值ID號(hào)就是數(shù)據(jù)記錄ID，對(duì)于連續(xù)檢測(cè)值ID號(hào)由標(biāo)簽的觸發(fā)產(chǎn)生新的ID號(hào):
[0042]Index_F_INF0i = {Sheet i>n, Record_IDi>m}
[0043]其中n為數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)表的序號(hào)，m為數(shù)據(jù)表中記錄的序號(hào)。
[0044]步驟二、利用存儲(chǔ)式RFID標(biāo)簽建立智能工件和智能制造系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的動(dòng)態(tài)映射關(guān)系，RFID標(biāo)簽中的工件詳細(xì)制造信息索引表通過(guò)數(shù)據(jù)表名和記錄ID的方式直接給出所有生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的制造數(shù)據(jù)在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)位置；
[0045]參照?qǐng)D2，動(dòng)態(tài)映射關(guān)系包括二種索引關(guān)系:
[0046]索引1:存儲(chǔ)式標(biāo)簽中的工件ID信息可以直接索引到具體的工件實(shí)體，該工件ID信息在整個(gè)加工過(guò)程中保持不變；
[0047]索引2:存儲(chǔ)式標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)表名可以直接指出保存生產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)