基于RFID技术的生产过程监测系统

年佳琪

摘要：针对制造企业生产过程监测中存在的实时性、可靠性差等问题，提出一种基于RFID技术的生产过程监测系统。RFID技术具有穿透性强、可重复使用、抗干扰能力强等特点，使该系统能够快速实时地采集生产数据和设备状态等信息，经过数据分析与处理后，可以实现生产进度跟踪、质量管理等功能，最终通过应用终端实现生产过程的可视化与实时监控。

关键词：RFID;生产过程;实时监控

中图分类号：TH166 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0072-01

0 引言

在传统的制造企业中，生产过程的采集通常采用人工采集、手工输入的方式。在这种方式下，系统中的生产数据无法实时更新，滞后情况比较严重，制约了产能的进一步提高。同时，企业中的职能部门大多使用纸和笔的记录方式，容易出现大量的数据错误，降低企业整体的生产力。随着自动识别技术的不断发展，人们开始尝试着使用新兴技术去解决这些问题。其中的RFID技术具有使用方便、操作快捷、可重复使用、适应能力强、抗干扰能力强等特点[1]，十分适用于制造企业对生产过程的自动监测。

1 RFID技术概述

RFID技术即无线射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，它利用无线电磁波的穿透性，远距离传输和高速数据交换的特性，通过特定的协议，实现对标识物品信息的自动识别。近年来，作为物联网的一项重要支撑技术，RFID技术受到了越来越多的关注。相比于制造业中广泛使用的条码技术，RFID技术具有本质上的一些优势：可实现无线远距离读写、穿透性读写以及在高速移动的状态下读写，准确性高、耐污染、可在恶劣的环境下使用等等，能满足制造业对实时性和可靠性的要求[2]。

一个基本的RFID系统由三部分组成：电子标签，每个标签具有唯一的电子编码，通常附着在物体上标识目标对象，存储被识别对象的各种信息和数据。读写器，主要任务是触发存储信息的电子標签，并与之建立通信关系，实现数据的传输读写。天线则是电子标签与读写器之间进行数据传输的发射和接收装置。RFID系统的具体工作过程如下：首先，读写器利用天线在一定范围内发射射频能量形成一个电磁场，当附着射频标签的物体进入读写器的天线场范围时，就会产生一定的感应电流。其次，射频标签通过这种电流而获得一定的能量，并通过标签内的天线场，发出存储在内部芯片的产品数据。这时候，读写器形成的天线场就能自动接收射频标签发出的数据并进行调制和解码，最后送到服务器或管理系统进行分析和处理。

2 基于RFID技术的生产过程监测系统

基于RFID技术的生产过程监测系统体系结构如图1所示，分为四个层次：（1） 数据采集层，对工位、工件、生产设备等车间中的制造资源配置RFID标签，通过RFID读写器完成对生产过程中各类数据的采集，为上层提供可靠的生产数据和生产设备信息。（2）数据处理层，将采集到的各种原始数据进行检查、分类与融合，将有效的数据上传至系统数据库，便于进一步的数据分析与处理。（3）功能应用层，根据生产与管理需求划分功能模块，如生产进度跟踪、质量管理、基础信息管理等模块;通过相应的数据处理软件，实现上述模块的功能。（4）用户层，主要配置一些应用终端如浏览器、可视化看板、手机APP等，既方便调度人员了解原材料的使用情况，又便于维修人员实时监测设备的运行状态，还可以使管理人员掌握生产进度等信息，实现对生产过程的实时监测。

基于RFID技术的生产过程监测系统的主要优势有：（1）生产数据由RFID设备实时自动采集，通过RFID读写器获取电子标签中的特定信息，并实时反馈到系统中，保证生产数据的准确性、实时性与可靠性。（2）通过对设备信息的采集与分析，一方面可以为设备维护提供可靠数据，另一方面可以发现设备故障，或者提前预判设备可能出现的问题，在第一时间排除故障和安全隐患，保障生产过程的顺利进行。（3）通过系统的应用终端及时发现并解决生产过程中的瓶颈，将影响降到最低，在原有的基础上可以大大提升企业的生产力与生产效率。（4）系统实时跟踪生产进度、产品质量，在保质保量的同时，保障生产计划按时顺利完成，提升企业在行业内的信誉度。

3 结语

基于RFID技术的生产过程监测系统能够准确、实时对生产数据进行采集和分析，通过实时数据归集对人员、物料、设备以及生产过程进行实时监控，尽早发现生产环节出现的非正常状态，并及时有效地进行处理，保障生产过程的畅通，从根本上提高了企业的生产力。

参考文献

[1] 曹伟，江平宇，江开勇，路平.基于RFID技术的离散制造车间实时数据采集与可视化监控方法[J].计算机集成制造系统，2017，23（02）：273-284.

[2] 王猛，唐敦兵，顾文斌，郑堃.基于RFID离散制造业车间生产过程控制系统研究与开发[J].中国制造业信息化，2012，41（11）：13-17.

Production Process Monitoring System Based on RFID Technology

NIAN Jia-qi

（Shenyang Institute of Engineering， Shenyang Liaoning  110136）

Abstract：Aiming at the problems of poor real-time and reliability in production process monitoring of manufacturing enterprises， a production process monitoring system based on RFID technology is proposed. RFID technology is characterized by strong penetration， reusability and strong anti-interference ability. It enables the system to collect production data and equipment status in real time and quickly. After data analysis and processing， production progress tracking， quality management and other functions can be implemented. Finally， the visualization and real-time monitoring of the production process can be realized through the application terminal.

Key words：RFID;production process;real-time monitoring