專利名稱：基于無線射頻技術的加工物料與生產過程實時跟蹤系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用無線射頻技術對制造車間層加工物料與生產過程進行實時 跟蹤系統。
背景技術：
制造車間執行過程的實時信息采集與動態跟蹤技術是解決企業上次管理與底 層控制之間無縫集成以及企業基于車間實時信息進行生產優化與控帝啲關鍵技術。
近年來，盡管以企業資源規劃(Enterprise Resource Planning, ERP)、制造資源規劃 (Manufacturing Resource Planning, MRP II)等為代表的上層管理系統和以數控加 工單元、分布式數控(DistributedNumerical Control, DNC)等為代表的自動化技術 在制造工業中的推廣和應用取得了一定的績效，但也暴露了相應的問題，主要體現 在-
(1) 制造車間難以對制造過程中的實時信息進行獲取與上傳，使得制造過程 猶如"黑箱作業"，難以滿足車間實時調度與生產管理的需求，不利于提高生產線 的運行效率；
(2) 盡管制造執行系統(ManufacturingExecution System, MES)用以實現企 業上層管理與底層控制之間信息的雙向傳遞和無縫集成，但針對制造過程運行麵 的實時采集相關的方法和機制這一難題MES也沒有成熟的解決方案。
因此，針對制造車間的實時制造信息的采集、傳輸與動態跟蹤，國內外學術界 和工業界進行了廣泛的研究，并提出以下解決方案
(1)開發全新的制造資源(如制造設備、加工中心等)，使之具有信息可采集、 網絡化和可訪問化等特點，并能通過配置到聯接制造單元的工業實時以太網上、且 兼容通訊協議(如TCP/IP， WI-FI無線通訊等)，從而使之具有"可采集和處理該制造資源上正在發生的動態信息"的功能；
(2)應用先進新技術對現有制造資源進行"配g/改造"，采用"新硬fK新技 術+現有帶隨資源"的模式，通過"配置"現有硬件與軟件技術對制造資源進行"改 造"，進而是之具有"可采集和處理該制造資源上正在發生的動態信息"的功能。 第一種方案有利于徹底改變制造系統的現狀，加it傳統制造系統向先進制造系
統的轉型。事實上，構造這種設備模型的基礎技術正在研發中，如德國Jetta公司的 產品JetControl、 JetNode、 JetWeb等；我國小巨人公司開發的網絡化加工中心等。 但是在我國，特別是針對中小型企業，采用此方案不符合我國大多中小型企業的實 際情況，首先開發和生產全新的網絡化軟硬件必須具備充足的人力、物力、財力以 及技術支撐，企業為此需耗費巨資，其次會造成大量的傳統軟、硬件資源的閑置。 第二種方案作為一種過渡方案，已經得到一定的研究和應用，如美國加州大學的伯 克利分校集成制造實驗室承擔的CyberCut項目，其目標是開發能在Internet上快速 進行產品設計和制造的網絡化分散制造基礎環境和服務。針對傳統的制造資源的網 絡化集成問題，其采用Agent技術實現了對CNC設備的封裝機制和網^靴接口。 在國內，采用"新硬#+新技術+傳統制造資源"的研究和實踐也正在廣泛進行，典 型的有香港大學帝隨系統與工程系提出以無線射頻技術對制造資源進行配置以獲 取各制造資源的實時信息的系統體系和實現框架；西安交通大學機械學院采用給傳
統數控設備附加web服務器的方法以aa人工輸入模板的方式獲得該設備上的實
時制造信息；廣東工業大學信息工程學l^^用為傳統制造設備附加無線讀卡器的方 式以獲取發生在該制造設備上的實B寸制造信息等。目前第二種方案的研究成果主要 體現在系統構架層面和一些相應的產品原型層面，要大規tim用還具有實際問題， 如廣東工業大學信息工程學院的產品存在其目前應用讀寫器成本高、對讀寫器的信 息采集是采用嵌入式編程模式(更新困難、可擴展性差)等不足，但是上述研究成 果對本發明的實施和應用推廣^i共了很好的借鑒。 發明內容本發明的目的在于提供一種基于無線射頻技術的加工物料與生產過程實時跟 蹤系統。本發明對生產過程的信息進行實時采集，進而使得對帝U造過程信息，特別 是制造任務的生產過程和物料進行實時跟蹤，有效地解決當前制造車間由于缺乏源 自生產過程實時信息而導致上層管理系統與生產底層信息脫節的問題，進而為"制 造透明"、"數字化精確生產"和"基于生產實時數據的決策與優化"提供有效的解 決方案和支持。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是包括用于采集物料信息與生產過 程實時信息的無線射頻設備配置模±央、基于無線射頻技術的實時生產信息采集模 塊、基于XML的實時生產信息模版、基于工作流的實時生產信息跟蹤模塊和基于 多視圖的實時生產信息可視化模塊；
所說的用于采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設備配置模塊是實
5JW加工物料與妒過禾鎖行實時跟蹤的基礎，該模i央將無線射頻硬件設備即琉 射頻讀寫器和無線射頻電子^^與制造資源配置實 W生產動劍言息的采集，所說 的制造資源是指與制造活動相關的生產員工、生產所需的物料、承載物料的容器和 生產設備，在生產設備上配置無線射頻讀寫器，在生產員工、生產所需的物料、承 載物料的容器上配置無線射頻電子標簽；
所說的基于無線射頻技術的實時生產信息采集模塊是在應用無線射頻硬件設 備的無線射頻讀寫器和無線射頻電子標簽對制造資源配置后，利用計算機通訊技 術，無線傳輸技術對生產過程的動劍言息進行采集，即通過妒線上固定的無線射 頻讀寫器對移動的電子標簽的實時信息的采集反映生產過程的實時狀敘言息變化， 并將這些信息傳送給基于XML的實時生產信息模版；
所說的基于XML的實時生產信息模版^t基于無線射頻技術的實時生產信息 采對莫賊集到的實時生產信息進行規范化和標準化處理，即采用XML技術對生 產信息進行分類并設計各類制造信息的屬性，即在制造設備上標識信息、輸入信息、 采集設^t息、基于工序的質量信息、當前工作員工信息、制造任^ft息、物料信息建立基于XML信息模板，實5財制造設備層產生的復雜實時制造信息的描述、 存儲和傳輸，當有實時信息被釆集時，首先產生一個標準的XML信息模版實例， 同時，采集到的電子標簽的信息根據該電子標簽的標識信息按照XML信息模板的 分類屬性動態填充到新產生的XML信息模版實例，該XML實例被其他系統通過 基于Web的技術進行存儲和傳輸；
所說的基于工作流的實時生產信息跟蹤模i央對生產過程的各個環節和生產流 禾辣用工作流建模，根據該模型建立各個工作節點上的實時信息與基于XML的實 時生產信息模版之間的鵬寸關系，使無線射頻設備采集的實時信息通過XML 傳輸至生產過程的各個流程節點；
所說的基于多視圖的實時生產信息可視化模塊用于實現對生產過程實時i言息 的可視化顯示，通31^生產信息的整合、統計采用多視圖方式實5W"生產信息的跟 蹤，構建基于設備的實時生產信息S跟斜見圖，基于產品BOM的基于設備的實時生 產信息跟蹤視圖和基于工作人員的實時生產信息跟蹤視圖。
由于本發明從制造企業底層的制造資源(重點對帝隨設備、標準容器、物料、 在制品、和生產員工)入手，通3W底層參與生產過程的制造資源釆用"無線身寸頻 技術"進行配置，把設備在實際生產過程中所產生的動態l^g進行實時采集，進而 基于實際生產過程的工作流程和標準的XML模 采集的信息進行標準化處理并 通過Web Service技術將該信息傳送給基于多視圖的實時生產信息可視化模塊，實 JM制造車間生產過程信息的實時采集與足跟宗，最終為實現"制趟明"、"數字化 精確生產"和"基于生產實時數據的決策與優化"奠定基礎。本發明所應用的技術 涉及到，技術、基于Web的電子化、數字化、服務化、在線化及協同技術。
圖1是本發明的系統體系結構圖2是本發明用于采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設備配置模塊 的配置圖；圖3是本發明基于無線射頻技術的實時生產信息采^^莫塊的流程圖4是本發明基于XML的實時生產信息模版的結構圖5是本發明基于工作流的實時生產信息^^模塊的結構圖6是本發明基于多視圖的實時生產信息可視化模塊的體系結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
參見圖1，本發明包括用于采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設 備配置模塊、基于無線射頻技術的實時生產信息采對莫塊、基于XML的實時生產 信息模版、基于工作流的實時生產信息l 服斜對央和基于多視圖的實時生產信息可視 化模±央五個模塊。本發明為當前制造車間的傳統制造資源^i共一種無線射頻技術配
置以實JW"生產過程的信息進行實時采集，進而采用Web Service技術實現制造過 程執行信息的實時跟蹤，以有效解決當前制造車間由于缺乏源自生產過程實時信息 而導致上層管理系統與生產底層信息脫節的問題。
參見圖2，本發明通艦傳統制造資源(主要包括制造設備、制造人員和承載 物料的標準容器)應用無線射頻技術進行相應地"配置"，實現對制造資源的實時 生產信息進行采集，進而通過基于Java的Web方^t采集的實時進行傳輸與處理 以實IM生產信息進行動態跟蹤和可視化。本發明采用無線射頻技術對車間制造資 源的配置主要包括以下幾方面
制造設備為制造設備配置無線射頻讀寫器設備，通過設置射頻天線和調節天
線讀取電子標簽的感應范圍，ax該設備的配備有電子標簽的其他制造資源就可以
被動態感知，進而對該制造設備上的動態制造信息進行采集；
生產員工為每個生產員工配備無線射頻電子標簽，通過將電子標簽與生產員 工綁定，以后該員工進入生產車間時便會被配置有無線射頻讀寫器的制造資源感 知，進而可實艦配備有電子+礎的生產員工的動雜息進行采集并記錄該生產員 工與其他制造資源之間的信息交互；關鍵零部件為每個關鍵零部件配備無線射頻電子+^，通過將電子標簽與關 鍵零部件綁定，以后該關鍵零部件進入不同生產設備時便會被配置有無線射頻讀寫 器的制造資源感知，進而可實現對配備有電子標簽的關鍵零部件的動態信息進行采 集并記錄該關鍵零部件與其他帝U造資源之間的信息交互；
承載物料的容器為每個承載物料的容器配備無線射頻電子^^，通過將電子 標簽與承載物料的容器，以后該容器進入生產車間時便會被配置有無線射頻讀寫器 的制造資源感知，進而可實iM配備有電子標簽的容器的動紘息進行采集并記錄 該承載物料的容器與其他制造資源之間的信息交互；
車間中主要制造資源的RFID硬件配置見下表。
制造資源RFID設備目的
車間入口處讀寫器用于自動獲取發生與車間入口處的事件
工具室讀寫器用于自動獲取哪個工具在哪個時刻由哪個員 工的借還事fK言息
車間庫存區讀寫器用于自動獲取在該庫存區的進出物料實時信 息
關鍵加工中心/設備讀寫器用于自動獲取在該設備/加工中心上的制造活 動信息
妒員工電子磁用于^i只相應的工作人員
承載物料容器電子磁用于標識相應的載物容器與物料信息
關鍵零部件電子総用于l斜只相應的在制品信息
貴重工具電子縱用于fei只相應的工具信息
通過應用無線射頻技術，使衝專統的制造資源(如制造設備、生產員工和承載
物料的標準容器等)最終形成一系列具有更高生產效率、靈活可靠、I/O透明且具
有無線數據傳輸能力的數字化、網絡化、可視化的"智能型"制造資源。 本發明實現了在先進制造模式下對生產系統最基本的制造資源(制造設備、生
9產員工和承載物料的纟示7隹容器等)設計與開發了與其制造執行過，呈實時信息的采集 與足毀宗。事實上，通m這些制造資源按照其組織結構進行不同的組合以及對其提
供的實時信息采集與雖艮蹤服務(Web Service)進行配置便可靈活地實現對多個制造 單元(即現實社會中的生產車間)、制造系統(對應于現實社會的生產企業)以及 跨企業生產模式(對應于現實社會中的企業聯盟)中制造過程執行信息的采集與跟蹤。
參見圖2，本發明的用于采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設備配 置模i央M生產過程實時信息進行采集的基本斜牛。用于采集物料信息與生產過程
實時信息的無線射頻設備配置主要是以要采集的生產過程制造信息為目標，通m 帝隨資源(生產人員)隨無線射頻硬件設備以實5艦律隨資源的實時信息進行采
集。其具體配置策略是給位置固定的制造資源如制造設備安置無線射頻讀寫器，
給可以移動的制造資源配置無線射頻電子標簽，這樣當移動制造資源進入制造設備 附近，安置在制造設備端的無線射頻讀卡設備就可以檢測到移動的制造資源的信
息，從而就能基于硬件設備完成對生產過程的實時信息的動態獲取。
參見圖3，只有把無線射頻信號采集到計算機終端上，才肖樹其進行處理并通 過系統實艦實時信息的跟蹤。本發明的基于無線射頻技術的實時生產信息采^t莫 塊是在采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設備配置模塊的基礎上，采用 無線網絡技斜卩計對幾接口通信技術實JM無線射頻讀寫器采集信息的獲取。其具
體實現過程如下
(1) 首先根據制造資源的類型設計相應的電子+礎的內容
(2) 當帶有電子標簽的制造資源移動到安置有射頻讀寫器的制造設備附件 時，射頻讀寫器基于射頻技術讀取到與該帝隨資源相應的電子豐礎內容；
(3) 該電子標劉言息首先通過無線射頻技術讀入到射頻讀寫器中，同時aa
接口技術，如USB、 COM、藍牙等將該信息傳送至鵬務器。 參見圖4，在生產過程中，制造過程信息涉及到多樣性和，性，只有對復雜多樣的信息進行分類和標準化才能為后續的基于實時制造信息的生產過程跟蹤奠
定基礎。本發明的基于XML的實時生產信息模版C ，采集到的實時信息進行標 準化處理，根據帝U敬程涉及到不同的帝隨資源，釆用XML技術對定義來自不同 帝隨資源的信息節點。基于此XML標準信息模板，每采集一^U造資源的動劍言 息則根據改信息的分類而更新XML的信息節點的屬性。
參見圖5，為了實時跟蹤每個制造設備上的生產實況，需要對制造資源的各環 節的生產狀態進行細化。本發明的基于工作流的實時生產信息跟蹤方法D采用工作 流技術對制造資源的活動進行標準化并通過相應的事件、消息進行主動獲取。主要 工作流程如下
(1) 生產員工上班狀態當生產員工來到帝隨設備前，安置在該設備端的無
線射頻讀寫器檢觀接y該員工的電子標簽，表明該生產員工處于上班狀態；
(2) 員工獲取任務狀態后臺信息系統(如調度系統)根據該員工的工號信 息，顯示分配予該員工的當前生產任務和其生產場所；
(3) 生產準備狀態安置在審隨設備上的RFID讀寫器根據檢測到其他安置 有電子標簽的制造資源，如承載原料的容器，重要工具等，以此實時信 息來檢測是否具備在該設備上可進行生產的必備條件，若符合，轉入步 驟(4)，若不符合，精確提示當前缺失的制造資源；
(4) 生產狀態安置在制造設備上的RFID讀寫器檢測當前正在生產的在制 品信息，具體題繼測安置在關鍵零部件上的電子標簽以獲取該信息， 即通過檢測該在制品itA工作臺時和出工作臺時的狀態，該狀態與該制 品都制造狀態(如正在生產，生產完成)信息綁定；進而追蹤每個在制 品的實時生產信息，并根據產品物料關系推算原料的精確使用信息，并 將此實時生產信息數據按照前述方法傳送給基于工作流的實時生產信息 鵬方法D進行處理；
(5) 任務完成狀態重復(3)， (4)直至該生產員工完成當前班次的生產任務。
參見圖6，由于生產過程中，不同角色的管理人員需要處理不同的數據信息， 如車間調度員關心的是現場采集的任務執行狀態信息和設備工況信息，技術管理員
關心的&:序質量信息，企業管理者關心的是累計信息等，這些數據直接來源于生
產線上的數據采集儀器，生產線上的 記錄了生產現場最為詳實的信息，因lt瀏 于一個企業，需要對采集的信息進行分類處理，即把數據按一定的層次組織起來， 并對這些數f動似整理、分析以轉化為簡潔直觀的分析圖或統計表，最終把分散的 局部信息處理為有禾盱決策者決策的信息。本發明的基于多視圖的實時生產信息可
視化E根據無線射頻設備對生產過程中帝隨資源的實時信息，通axt源,進行相
應的過慮、組合日鄉而得到服務于不同用戶的多視圖輸出。 從產品生產的角度，
(1) 零件級制造任^ft息跟蹤以來自與設備級工序執行相關的信息為基礎 數據，對某一具體項目(客戶的制造任務)辦級任務相關的制織度 信息、成本信息和質量信息進行實時查詢、足服宗、分析和處理。
(2) 部件級制造任釗言息跟蹤在割牛級任務跟蹤的基礎上，對某一具#1頁 目部件級任務相關的制皿度信息、成本信息和質量信息進行實時查詢、 跟蹤、分析和處理。
(3) 產品級制造任#^言息跟蹤在#{牛級任務、部件級任務跟蹤的基礎上， 對某一具彬頁目產品級任務相關的制織度信息、成本信息和質量信息 進行刻寸新旬、鵬、分析和處理。
從制造企業的角度，
(1) 設備級帝隨任剤言息跟蹤對投放于企業內各個設備上的制造任務進行 工序成本信息、工序執，彌度信息、工序質量控制信息和設備工況信息 等的實時i^^與處理。
(2) 單元級制造任剤言息跟蹤在設備級帝隨任剝言息跟蹤的基礎上，對投
12放于制造單元內各制造任務進行制造成本信息、執行進度信息、生產質 量信息和單元級調度信息等的實時足跟宗與處理。
(3)企業級制造任務信息跟蹤在設備級/單元級制造任務信息跟蹤的基礎
上，對投方文于制造企業內各項目進行制造成本^言息、執行進度信息、生
產質量信息和企業級調度信息等的實時卿宗與處理。
具體纟艮蹤算纟去如下-
制造任務進度跟蹤算法對制造任務進度的跟蹤及匯總方式分為以下幾個層
面
1) 工序制itS度計算工序級制ita度的卿宗是推算零件、部件、產品、制 造單力企業生產進度的基礎。
設RTprc表示當前時刻某工序實際執行進度，CTprc表示當前時亥lj該工序實際 執行時間，PTp一表示當前時刻該工序預計完工時間，貝IJ
R丁p一 = 當前工序已執行時間 x i 00% = ct『,x證
當前工序預計完工時間(源于C/(尸尸)° 7Tp _ °
2) 零件制造進度計算設零件P具有m個工序，K;表示當前時刻該零件實
_附，
= 當前零件己執行時間 一 SCr—:駕:
當前零件預計完工時間(源于C4尸P)^00^—f x脇
3) 部件制i^t度計算設部件A具有n個零件，^自,表示當前時刻該部件 實際執纟彌度，CTpr—'』表示當前時刻^f牛i的第j道工序實際執行時間，PTwi』表
示當前時刻該部件中零件i的第j道預計完工總時間，貝U
RT^b!y^ 當前部件已執行時間 gcr—,y]
當前部件預計完工時間(源于C4/T)x °—個f pr X 0
4) 產品制皿度計算設產品Pro具有r個部件，RApr一表示當前時刻該部件實際執1瑰度，CTproeess,表示當前時刻道工序實際執行時間，PT— 表示當前 時刻該產品中部件i的零件j的第k道工序預計完工總時間，貝u
RTw = 當前產品已執行時間 、,inn。, ^ * 6 '"] ，■
—當前產品預計完丁時間(源于0^尸,1(}"=^々々^-樣
^=1 J;l
5)投放于制造單力制造企業內帝隨任務鵬計算具體計算方法是根據投
放于帶隨單^/企業內割牛/部件/產品的種類和M按上述劐牛/部件/產品的進度計
算方法進行統計計算得出，這里不在展開敘述。
b.制造任務成本跟蹤算法在制造執行過程中，對制造成本的足貼宗是為了讓 企業管理層及時了解當前制造任務所消耗的成本信息，當實際生產成本偏離預計成 本時，能及時采取有效措施對生產成本進行控制。從生產的概念可知， 一個產品以 至一個零件是一系列工序操作的產物。針對一個產品敏部件敏割牛級制造任務，
其消耗的成本主要包括兩大類 一類為與工藝過ai:接相關的成本稱為工藝成本
(如材料費、生產工人工資、設備使用及折舊費、設備動力燃料費等)，約占總成 本的70%—75%;另一類為與工藝構成無直接關系的成本(如行政人員工資、照明 取暖通風用水費、運輸費等)。
1) 工序制造成本計算基于工序的制造; 跟蹤算法研究，零件/部件/產
品席隨單^/企業內進行成本S跟宗的基礎。針對工序工時成本，不同的制造企業有 不同的工時成本計算方法。目前，典型的工時成本核算方法有標準成本法、定額 成本法、目標成本法。盡管不同的帝l臘企業有不同的工時成本核算方法，但其核算
依據大iLt都是根據工藝成本內容定。
設CTp^表示某道工序當前實際帝l臘成本，；_表示當前時刻該工序實際執行 時間，單位為工時，；_表示該工序的制造成本，單位為(力工時)，貝U
CTp咖戰=rP res/工時)x C戸咖(元/工時)
2) 零件鄉件/產品制造成本計算在本文中，產品制造任務MM劃為一系列零件級制造子任務，并且最終被規劃為工序級制造子任務的集合，工序級制造子任務 被定義為制造任務的基本構成單位。
設^^為零件/部件/產品級制造任務在加工制造過程中耗費的總成本，Q。—; 為材料成本，~為產品/部件/零件的毛還材料的單位重量價格，單位為^/千克；^ 為產品鄉件/零件毛坯的重量，單位為千克；貝U<formula>formula see original document page 15</formula>式中，^。^。/=^材『材，c"-^為工序總成本
設零件/部件/產品所包含的工序數量為n，貝lj
最終得到產品級制造任務在加工制造過程中耗費的總成本如下式所示-<formula>formula see original document page 15</formula>
3)制造單^/制造企業內制造成本消耗計算具體計算方法是根據投放于制 造單力企業內零件/部件/產品的種類和數量按上述##/部件/產品的成本計算方法 進行統計計算得出。
本發明在硬件配置方面采用了最新的無線射頻技術，在軟件設計與開發M用
基于Java平臺和Web Service技術的解決方案。這使得系統具有以下幾方面的優勢 無線射頻技術是目前在自動識別方面比較先進和成熟的方法，以此來實;艦車 間層帝隨資源的實時信息釆集具有高速、準確、穩定、可靠靴勢；同時，隨著無 線射頻技術的發展與廣泛應用，其讀寫器與電子標簽的成本會大大降低；
由于采用Web Service框架，系統具剤艮好的可擴展性和靈活性，用戶可根據 自身的實際需求來配置(增加或刪除)其最需要的服務(Service),如某些用戶只 對制造過程中物料的實時信息采集和足跟勃艮務感興趣，只用選擇該項服務；
系統升級容易，只需要更新遠f別艮務的Web Service服務即可達到對整個系統 的魏；驗了 Java "—次編譯，到販行"和穩定運行的優勢。
權利要求
1、基于無線射頻技術的加工物料與生產過程實時跟蹤系統，其特征在于包括用于采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設備配置模塊、基于無線射頻技術的實時生產信息采集模塊、基于XML的實時生產信息模版、基于工作流的實時生產信息跟蹤模塊和基于多視圖的實時生產信息可視化模塊；所說的用于采集物料信息與生產過程實時信息的無線射頻設備配置模塊是實現對加工物料與生產過程進行實時跟蹤的基礎，該模塊將無線射頻硬件設備即無線射頻讀寫器和無線射頻電子標簽與制造資源配置實現對生產動態信息的采集，所說的制造資源是指與制造活動相關的生產員工、生產所需的物料、承載物料的容器和生產設備，在生產設備上配置無線射頻讀寫器，在生產員工、生產所需的物料、承載物料的容器上配置無線射頻電子標簽；所說的基于無線射頻技術的實時生產信息采集模塊是在應用無線射頻硬件設備的無線射頻讀寫器和無線射頻電子標簽對制造資源配置后，利用計算機通訊技術，無線傳輸技術對生產過程的動態信息進行采集，即通過生產線上固定的無線射頻讀寫器對移動的電子標簽的實時信息的采集反映生產過程的實時狀態信息變化，并將這些信息傳送給基于XML的實時生產信息模版；所說的基于XML的實時生產信息模版是對基于無線射頻技術的實時生產信息采集模塊采集到的實時生產信息進行規范化和標準化處理，即采用XML技術對生產信息進行分類并設計各類制造信息的屬性，即在制造設備上標識信息、輸入信息、采集設備信息、基于工序的質量信息、當前工作員工信息、制造任務信息、物料信息建立基于XML信息模板，實現對制造設備層產生的復雜實時制造信息的描述、存儲和傳輸，當有實時信息被采集時，首先產生一個標準的XML信息模版實例，同時，采集到的電子標簽的信息根據該電子標簽的標識信息按照XML信息模板的分類屬性動態填充到新產生的XML信息模版實例，該XML實例被其他系統通過基于Web的技術進行存儲和傳輸；所說的基于工作流的實時生產信息跟蹤模塊對生產過程的各個環節和生產流程采用工作流建模，根據該模型建立各個工作節點上的實時信息與基于XML的實時生產信息模版之間的映射關系，使無線射頻設備采集的實時信息通過XML模版傳輸至生產過程的各個流程節點；所說的基于多視圖的實時生產信息可視化模塊用于實現對生產過程實時信息的可視化顯示，通過對生產信息的整合、統計采用多視圖方式實現對生產信息的跟蹤，構建基于設備的實時生產信息跟蹤視圖，基于產品BOM的基于設備的實時生產信息跟蹤視圖和基于工作人員的實時生產信息跟蹤視圖。
全文摘要
一種用無線射頻技術對制造車間級加工物料與生產過程進行實時采集與跟蹤的實現方法，通過在生產車間的制造資源(主要包括制造設備、生產員工、標準容器和關鍵零部件)配置無線射頻設備，以及對制造資源間的工作流程設定和動態信息的定義與交互進行規范，并采用Web Service技術設計和開發一套與硬件、制造過程、在制品實時信息、生產管理等相關的應用服務，進而使得對制造過程的執行狀況進行實時采集與跟蹤，有效地解決當前制造車間由于缺乏源自生產過程實時信息而導致的問題，進而為“制造透明”、“數字化精確生產”和“基于生產實時數據的決策與優化”等提供有效的解決方案。
文檔編號G05B19/418GK101556475SQ20091002246
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者周光輝, 張映鋒, 江平宇, 黃國全 申請人:西安交通大學