1.項目背景
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)量重體積大價值高種類繁多等特點，采用現(xiàn)有的人工紙質(zhì)記錄等方式已經(jīng)無法及時有效的對模具資產(chǎn)進(jìn)行管理，無法及時了解到模具的使用情況以及模具的儲存 維修 報廢等情況。
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。
2.用戶需求分析
通過現(xiàn)場觀察以及與貴司現(xiàn)場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：
在目前貴公司模具在沖床上進(jìn)行沖壓件的加工工藝時，整個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。
這種情況造成對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，從而可以對模具的沖壓使用次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，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，現(xiàn)場操作人員使用叉車將模具運送到倉庫中，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)出和盤點管理。采用人工記錄方式有以下缺點：
a.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。
b.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，翻查調(diào)取工作也會增加人員的工作量，影響工作效率。
3)模具實時狀態(tài)管理
當(dāng)模具被放置到倉庫貨架之后，管理人員進(jìn)行人工點數(shù)，采用紙質(zhì)報表統(tǒng)計，按照內(nèi)部規(guī)定周期性進(jìn)行上報。人工管理方式影響了模具的盤點工作的效率，而對于盤點數(shù)據(jù)的實時性也有影響，管理人員無法在第一時間知曉倉庫中模具的狀態(tài)。
4)現(xiàn)場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
目前模具在進(jìn)入到維修車間到完成維修，整個維修流程沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，在后續(xù)模具報廢需要進(jìn)行維修記錄調(diào)閱的時候，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。
針對以上需求以及模具在管理中遇到的問題，在此引入RFID射頻識別技術(shù)對模具從入廠到報廢的全生命周期進(jìn)行管理。
3.RFID技術(shù)介紹
射頻識別(RFID)是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。
無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池;也有標(biāo)簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場)。標(biāo)簽包含了電子存儲的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
RFID系統(tǒng)工作示意圖：
4.系統(tǒng)方案架構(gòu)
該模具管理方案主要有以下幾個功能模塊構(gòu)成：
模具沖壓次數(shù)統(tǒng)計
模具出入庫管理
模具狀態(tài)檢測
模具數(shù)量盤點
模具維修保養(yǎng)管理
5.解決方案
模具沖壓次數(shù)統(tǒng)計
在模具四個面上分別固定4個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。
沖床對模具每沖壓一次，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號傳送到后臺數(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)測模具使用情況的目的。
模具出入庫管理
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信號覆蓋。當(dāng)工人使用叉車將粘貼RFID標(biāo)簽的模具運輸?shù)絺}庫經(jīng)過RFID信號覆蓋區(qū)域時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。
在倉庫出入口架設(shè)兩道RFID天線組成的識別通道，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。
模具狀態(tài)監(jiān)測
在倉庫的貨架上架設(shè)RFID天線，對貨架上模具的RFID標(biāo)簽進(jìn)行識讀，將讀取到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)，以幫助管理者及時了解當(dāng)前模具在倉庫中的狀態(tài)。
模具維修保養(yǎng)記錄管理
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通道被識別，即表示該模具有被維修的記錄。
模具數(shù)量盤點
車間人員配備RFID手持式讀寫器，在手持式讀寫器上安裝RFID盤點程序，當(dāng)需要進(jìn)行盤點工作時，盤點人員使用手持式設(shè)備對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)軟件上的盤點清單進(jìn)行比對，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。
6.產(chǎn)品選型
CY-WTK-628抗金屬標(biāo)簽
CY-WTK-628是一款PCB材質(zhì)的通用型超高頻抗金屬標(biāo)簽，其在安裝于金屬物體表面的情況下，具有良好的讀寫性能;產(chǎn)品性能穩(wěn)定，室內(nèi)使用期限超過10年，是目前應(yīng)用比較廣泛的電子標(biāo)簽之一。
產(chǎn)品功能：
標(biāo)簽尺寸： 79*20*3MM兩端居中4MM圓孔，孔心距74MM均±0.3MM公差
產(chǎn)品出品形式 單品
天線材質(zhì)： 銅+金
芯片連接方式： 正邦定
芯片固定方式： 環(huán)氧樹脂黑膠
背膠： 3M9448 或3M 300LSE
印刷，打印： 可訂制
特性： IMPINJ M4芯片中心頻率922M，可應(yīng)用于寬頻使用在840-960M均有突出讀寫表現(xiàn)。
標(biāo)簽材質(zhì)： PCB
裸簽顏色： 黑色，黑色阻焊劑
工作溫度： -20℃至+75℃
儲存溫度： -40℃至+120℃
過孔材質(zhì)： 金
焊盤材質(zhì)： 金
測試讀寫距離： 根據(jù)實際使用情況而定，空氣中1W手持機(jī)約3米，1W固定式讀寫器7米以上，或更遠(yuǎn)
UHF RFIDCY-URD-200固定式讀寫器
產(chǎn)品介紹
1. 體積小巧，并支持以太網(wǎng)供電(PoE)，安裝方便理速度快;
2. 金屬外殼，散熱效果佳;
3. 內(nèi)置高速處理器，可自主操控或外接工業(yè)電腦;
顏色：黑色
尺寸：115*93*25mm
防護(hù)等級：IP65
工作頻率：中國頻率&歐洲頻率
接口協(xié)議：EPC Class1 Gen2 ISO18000-6C
功能接口：RJ45、RS-232(包含4 PIN GPIO)
天線數(shù)量：內(nèi)置天線，搭配不同模塊組合，可外接單天線或四天線，SMA(母頭)
最大功率:30dB
工作溫度:—20°C～+50°C
存儲溫度:—40°C～+70°C
工作濕度:< 90%
UHF桌面發(fā)卡器
CY-URD-105桌面發(fā)卡器是一款高性能的超高頻RFID讀寫器，基于高集成度的RFID引擎ASIC設(shè)計，結(jié)合專有的高效處理算法，在保持高識讀率的同時，實現(xiàn)對電子標(biāo)簽的快速讀寫處理，可廣泛應(yīng)用于個人身份識別、會議簽到系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、防偽及生產(chǎn)過程控制等多種無線射頻識別(RFID)應(yīng)用系統(tǒng)。
特點：
充分支持EPC C1G2(ISO18000-6C)協(xié)議
工作頻率902～928MHz或865～868MHz(可以按不同國家或地區(qū)要求調(diào)整)
支持定頻或跳頻發(fā)射工作方式
讀取距離從0～10CM(可以根據(jù)不同場合的需要進(jìn)行調(diào)整)
標(biāo)簽緩存容量：370張@最長128bitsEPC或120張@最長496bitsEPC
低功耗設(shè)計，支持USB接口供電或外接單+9V供電
穩(wěn)定性高，室溫下長期連續(xù)滿負(fù)荷工作不發(fā)熱
可連續(xù)24小時×365天工作
CY-TUD-561面板天線
產(chǎn)品介紹
CY-TUD-561面板天線是RFID同類產(chǎn)品中最基本也是最核心的產(chǎn)品之一。該產(chǎn)品讀卡穩(wěn)定、開發(fā)方便、通訊優(yōu)化、計算編程簡單、系統(tǒng)安裝靈活、有完善的開發(fā)板和技術(shù)支持、性價比高。
產(chǎn)品參數(shù)
頻率范圍：902-928MHz
增 益：8 dBi
波瓣寬度：E-Plane 65°， H-Plane 65°
駐 波 比：≤1.35
極化方式：圓極化
最大功率：100W
輸入阻抗：50Ω
抗風(fēng)強(qiáng)度：216Km/h
接 頭：N-female
工作溫度：-30C°～60C°
防護(hù)等級：IP54
天線尺寸：225mm長×225mm寬×35mm高
重 量：1kg
