1 引言
現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，信息采集的全面性和及時(shí)性在生產(chǎn)組織和實(shí)施過程中顯得至關(guān)重要。
在塑料模具的保管、運(yùn)輸、使用、保養(yǎng)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，如何快速收集和及時(shí)處理塑料模具的實(shí)時(shí)信息是企業(yè)非常關(guān)注的問題。本文重點(diǎn)討論物聯(lián)網(wǎng)信息科技在塑料模具定位管理中的應(yīng)用。
2 概論
隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，各個(gè)行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)從單臺(tái)先進(jìn)設(shè)備、單種工藝技術(shù)等的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展到綜合生產(chǎn)信息處理能力的競(jìng)爭(zhēng)，已不單純是競(jìng)爭(zhēng)樣式、方式的改變，而是競(jìng)爭(zhēng)形態(tài)的改變，企業(yè)內(nèi)部的信息化程度已成為衡量企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力高低的首要標(biāo)志。
利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)信息科技，通過把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的塑料模具在保管、運(yùn)輸、使用、保養(yǎng)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各種信息收集和處理，將生產(chǎn)進(jìn)度把握清楚，將塑料模具使用情況、位置信息、運(yùn)行狀態(tài)、維修保養(yǎng)情況等信息利用科技手段收集處理，告知相關(guān)人員，可以簡(jiǎn)化繁雜的作業(yè)流程和大量的統(tǒng)計(jì)時(shí)間和填寫報(bào)表的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)組織信息交流的扁平化，實(shí)現(xiàn)以秒為單位的信息時(shí)時(shí)共享。提高企業(yè)的信息反應(yīng)速度和辦事效率。
3 原理
3.1 工作原理
利用物聯(lián)網(wǎng)信息科技的 RFID 技術(shù)，通過低頻定位器、標(biāo)識(shí)卡及基站等終端設(shè)備，可以及時(shí)準(zhǔn)確的采集有關(guān)塑料模具的實(shí)時(shí)信息。利用 RFID無線通信技術(shù)將相關(guān)信息傳輸?shù)讲杉?wù)器，并實(shí)現(xiàn)上層的各種應(yīng)用。
3.2 RFID 技術(shù)介紹
射頻識(shí)別技術(shù) RFID（Radio Frequency Identification Technology）是成熟于 20 世紀(jì)末21 世紀(jì)初的一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，目前正在全世界的各種行業(yè)中得以推廣應(yīng)用。它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID 是一項(xiàng)易于操控，簡(jiǎn)單實(shí)用且特別適合用于自動(dòng)化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)，其所具備的獨(dú)特優(yōu)越性是其它識(shí)別技術(shù)無法企及的。
識(shí)別工作無須人工干預(yù)；
它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)；
可自由工作在各種惡劣環(huán)境下；
可進(jìn)行高度的數(shù)據(jù)集成。由于該技術(shù)很難被仿冒、侵入，使 RFID 具備了極高的安全防護(hù)能力。
射頻識(shí)別技術(shù)使用的系統(tǒng)終端主要包括低頻定位器、RFID 基站、RFID 標(biāo)識(shí)卡、采集系統(tǒng)。
低頻定位器：主動(dòng)式發(fā)送器，當(dāng)標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入低頻信號(hào)范圍以后，能夠接收到定位器連續(xù)發(fā)送的 125KHZ 低頻信號(hào)，信號(hào)包括其自身編號(hào)，能夠用于進(jìn)行不同定位器的區(qū)分與識(shí)別，識(shí)別范圍為 1-8m。RFID
標(biāo)識(shí)卡：在需要進(jìn)行監(jiān)控的塑料模具上安裝，具有編號(hào)，可主動(dòng)接受 125KHz 低頻信號(hào)，并通過 2.4G 上傳相關(guān)信息，能夠?qū)崿F(xiàn)身份認(rèn)證、定位跟蹤和監(jiān)控等功能。
RFID 基站：主要是作為信息傳輸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工廠監(jiān)控區(qū)域信號(hào)全覆蓋，可接收卡發(fā)送的信息，并將信息上傳到采集服務(wù)器。
采集系統(tǒng)：對(duì)基站上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)上層的各種應(yīng)用。
4 功能
4.1 概述
把電子標(biāo)簽安裝在需要進(jìn)行監(jiān)控的塑料模具或塑料模具運(yùn)輸工具上，對(duì)塑料模具或塑料模具運(yùn)輸工具的位置、維修保養(yǎng)狀態(tài)、行走路線等信息進(jìn)行收集管理，當(dāng)發(fā)生擺放位置錯(cuò)誤、行走路線異常、配送錯(cuò)誤等異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)彈出報(bào)警提示，提醒相關(guān)人員跟進(jìn)處理。
位置信息主要通過標(biāo)識(shí)卡感應(yīng)預(yù)先固定在通道（如門，走廊口）或生產(chǎn)線上的定位器，并將數(shù)據(jù)傳回到基站再以無線或有線方式傳輸?shù)絻?nèi)部 LAN 網(wǎng)絡(luò)后至服務(wù)器，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理信息。
4.2 應(yīng)用功能
4.2.1 實(shí)時(shí)定位跟蹤
通過對(duì)需要監(jiān)控的塑料模具或塑料模具運(yùn)輸工具安裝標(biāo)識(shí)卡，使其具有的身份標(biāo)識(shí)，系統(tǒng)能夠根據(jù)標(biāo)識(shí)卡的射頻信息，實(shí)時(shí)顯示塑料模具或塑料模具運(yùn)輸工具的位置及狀態(tài)，并且根據(jù)需要可在地圖上進(jìn)行標(biāo)注。同時(shí)可對(duì)指定標(biāo)識(shí)卡進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，地圖上會(huì)動(dòng)態(tài)顯示被跟蹤物品的移動(dòng)路線。
4.2.2 區(qū)域管理
可實(shí)時(shí)顯示工廠內(nèi)各個(gè)區(qū)域被監(jiān)控物品的分布情況，實(shí)時(shí)顯示被監(jiān)控物品的位置及狀態(tài)。顯示區(qū)域信息，實(shí)時(shí)更新信息。包括區(qū)域歷史信息紀(jì)錄查詢。
4.2.3 軌跡記錄和回放
系統(tǒng)可實(shí)時(shí)記錄每個(gè)塑料模具或塑料模具運(yùn)輸工具的行動(dòng)軌跡，提供查詢歷史位置記錄數(shù)據(jù)。同時(shí)，可回放任意標(biāo)識(shí)卡的軌跡數(shù)據(jù)，按時(shí)間段在地圖上進(jìn)行回放（可選擇有軌跡或無軌跡、設(shè)置播放速度等）。
4.2.4 信息查詢
可在系統(tǒng)設(shè)定查詢區(qū)域，當(dāng)模具或模具包裝盒進(jìn)入指定區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)顯示模具身份信息。工作人員可快速判斷模具是否異常、是否在規(guī)定時(shí)間入庫(kù)、模具位置是否異常等。
4.2.5 報(bào)警管理
系統(tǒng)可以對(duì)模具進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和異常報(bào)警。一般的報(bào)警有以下分類：
?? 路線錯(cuò)誤報(bào)警
系統(tǒng)可設(shè)定模具配送線路、到達(dá)區(qū)域及未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定位置報(bào)警提示，相關(guān)人員可及時(shí)進(jìn)行確認(rèn)，避免模具未及時(shí)到達(dá)生產(chǎn)線影響生產(chǎn)。
?? 擺放位置異常報(bào)警
對(duì)于不同的模具，均有指定的擺放位置，系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別模具擺放在哪個(gè)區(qū)域，使工作人員能用最少的時(shí)間找到所需的模具。并且當(dāng)模具回收擺放位置錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)彈出報(bào)警。
?? 越界、超時(shí)報(bào)警
對(duì)于相關(guān)的模具，均有一定的停留區(qū)域，如模具非法離開了生產(chǎn)車間，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)彈出報(bào)警；模具未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)回收，系統(tǒng)會(huì)彈出報(bào)警提示。
?? 設(shè)備故障報(bào)警
主要是標(biāo)識(shí)卡、基站等設(shè)備的故障進(jìn)行報(bào)警，如信號(hào)消失、信號(hào)中斷、設(shè)備電池電量不足等，提醒相關(guān)人員進(jìn)行檢查。
4.3 拓展功能
4.3.1 視頻聯(lián)動(dòng)管理
視頻聯(lián)動(dòng)功能是通過將基站與視頻監(jiān)控設(shè)備綁定，當(dāng)發(fā)生報(bào)警后，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)調(diào)用視頻監(jiān)控設(shè)備朝向事件發(fā)生場(chǎng)所，記錄報(bào)警地點(diǎn)視頻信息，反之亦然，即當(dāng)監(jiān)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有可疑情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)調(diào)用智能管理系統(tǒng)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人員進(jìn)行定位分析記錄等功能。
系統(tǒng)可直接利用工廠內(nèi)現(xiàn)有視頻設(shè)備，無需額外采購(gòu)新視頻設(shè)備實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)動(dòng)功能，減少建設(shè)成本
5 總體設(shè)計(jì)
5.1 總體布點(diǎn)設(shè)計(jì)
通過在工廠內(nèi)的生產(chǎn)車間、樓層、倉(cāng)庫(kù)、通道等地方，按照客戶要求布置定位器，實(shí)現(xiàn)人員定位，布設(shè)基站實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，對(duì)所需監(jiān)控的模具配發(fā)相應(yīng)的電子標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控和管理。
布點(diǎn)情況說明：
?定位器：主動(dòng)式發(fā)送器，當(dāng)標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入低頻信號(hào)范圍以后，能夠接收到定位器連續(xù)發(fā)送的 125KHZ 低頻信號(hào)，分為四路天線和兩路天線兩種，每路天線信號(hào)包括其自身編號(hào)，能夠用于進(jìn)行不同定位器號(hào)的區(qū)分與識(shí)別，可以結(jié)合工廠現(xiàn)有建筑環(huán)境定位到生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線，實(shí)際環(huán)境下信號(hào)范圍為 1-8m。
?室外基站：用于覆蓋工廠內(nèi)非建筑所有空曠環(huán)境信號(hào)接收。
?室內(nèi)基站：用于完全覆蓋所有建筑物內(nèi)部信號(hào)的接收。
5.2 總體架構(gòu)
總體結(jié)構(gòu)主要包括：前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理服務(wù)系統(tǒng)以及Web 上層應(yīng)用系統(tǒng)四大部分。
前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為 RFID 無線傳輸系統(tǒng)，主要由無線射頻標(biāo)識(shí)卡、低頻定位器、RFID基站、現(xiàn)場(chǎng)總線/局域網(wǎng)組成。其主要作用是以無線方式采集標(biāo)識(shí)卡發(fā)送的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器和上傳專線組成，主要作用是將采集的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存儲(chǔ)處理。
數(shù)據(jù)處理服務(wù)系統(tǒng)主要包括 GIS 系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、系統(tǒng)管理工作站等。該系統(tǒng)設(shè)在監(jiān)控中心，其主要作用是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并為上層應(yīng)用系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)服務(wù)。
Web 上層應(yīng)用系統(tǒng)主要是將采集系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能顯示，給工廠管理方以直觀的效果顯示，并實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)報(bào)表統(tǒng)計(jì)管理。
綜上所述，現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，在塑料模具的保管、運(yùn)輸、使用、保養(yǎng)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)信息科技，通過把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的塑料模具在保管、運(yùn)輸、使用、保養(yǎng)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各種信息收集和處理，將生產(chǎn)進(jìn)度把握清楚，將塑料模具使用情況、位置信息、運(yùn)行狀態(tài)、維修保養(yǎng)情況等信息利用科技手段收集處理，告知相關(guān)人員，可以簡(jiǎn)化繁雜的作業(yè)流程和大量的統(tǒng)計(jì)時(shí)間和填寫報(bào)表的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)組織信息交流的扁平化，實(shí)現(xiàn)以秒為單位的信息時(shí)時(shí)共享。極大的提高企業(yè)的信息反應(yīng)速度和辦事效率。
