2022-10-27
1. 項目背景
隨著國內汽車制造加工行業的發展，各種模具使用的數量日益增加，由于模具質量重體積大價值高種類繁多等特點，采用現有的人工紙質記錄等方式已經無法及時有效的對模具資產進行管理，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產品的品質以及生產排期，所以模具的管理對提升制造企業效率以及資產安全管理尤為重要，引入先進的信息采集手段來替代現有的人工管理方式迫在眉睫。
2. 用戶需求分析
通過現場觀察以及與貴司現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) 模具使用次數統計：
在目前貴公司模具在沖床上進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損壞進行維修工作，使用者無法獲知沖壓模具的使用次數情況。
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行有效監控，如果在生產加工過程中使用了已經產生質量問題的模具，會影響到該模具加工產品的品質。所以用戶希望可以借助RFID技術來對已經在沖床上進行加工工作的模具進行管理，從而可以對模具的沖壓使用次數進行統計，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，而影響到產品加工的品質。也可以提前預知模具的維修期限，提高后續的維修保養工作效率。
2) 模具出入庫管理
當前模具在進行出入庫時，現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記錄的方式進行模具的進出和盤點管理。采用人工記錄方式有以下缺點：
a. 效率低：工作人員使用紙質記錄每次出入庫的情況，記錄的效率較低，且有可能出現漏記的情況。
b. 記錄保存和檢索工作復雜：采用紙質文檔進行記錄會產生大量的紙質文檔，后續文檔的歸檔保存需要專人管理，且如果需要調出某些出入庫記錄時，翻查調取工作也會增加人員的工作量，影響工作效率。
3) 模具實時狀態管理
當模具被放置到倉庫貨架之后，管理人員進行人工點數，采用紙質報表統計，按照內部規定周期性進行上報。人工管理方式影響了模具的盤點工作的效率，而對于盤點數據的實時性也有影響，管理人員無法在第一時間知曉倉庫中模具的狀態。
4) 現場堆放的模具以及其他相關資產狀態監控
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的檢具等資產，這些模具資產的狀態目前無法進行監控。
5) 模具維修保養數據記錄
目前模具在進入到維修車間到完成維修，整個維修流程沒有進行數據記錄，在后續模具報廢需要進行維修記錄調閱的時候，無法提供相應的數據，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射頻識別技術對模具從入廠到報廢的全生命周期進行管理。
3. RFID技術介紹
射頻識別（RFID）是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。
無線電的信號是通過調成無線電頻率的電磁場，把數據從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池；也有標簽本身擁有電源，并可以主動發出無線電波（調成無線電頻率的電磁場）。標簽包含了電子存儲的信息，數米之內都可以識別。與條形碼不同的是，射頻標簽不需要處在識別器視線之內，也可以嵌入被追蹤物體之內。
4. 系統方案架構
該模具管理方案主要有以下幾個功能模塊構成：
l 模具沖壓次數統計
l 模具出入庫管理
l 模具狀態檢測
l 模具數量盤點
l 模具維修保養管理
5. 解決方案
l 模具沖壓次數統計
在模具四個面上分別固定4個UHF RFID抗金屬標簽，在沖床上安裝UHF RFID讀寫器以及RFID天線，讀寫器默認狀態下不進行讀取工作并與沖床進行數據通信。
沖床對模具每沖壓一次，傳輸一條指令給讀寫器并觸發讀寫器讀取模具上的標簽一次，讀寫器將讀取到的標簽ID號傳送到后臺數據庫中記錄，表示該模具被沖壓一次，以此來達來監測模具使用情況的目的。
l 模具出入庫管理
在模具倉庫出入口安裝RFID讀寫器架設RFID天線，在出入口形成RFID信號覆蓋。當工人使用叉車將粘貼RFID標簽的模具運輸到倉庫經過RFID信號覆蓋區域時即可被讀寫器讀取到，讀寫器將讀取到的數據傳輸到倉庫出入庫軟件中，即可完成入庫。
在倉庫出入口架設兩道RFID天線組成的識別通道，每一道通道的天線ID都不相同，以此來進行出庫或者入庫的邏輯判斷。
l 模具狀態監測
在倉庫的貨架上架設RFID天線，對貨架上模具的RFID標簽進行識讀，將讀取到的數據通過網絡傳輸到后臺系統，以幫助管理者及時了解當前模具在倉庫中的狀態。
在沖壓車間里也堆放了一部分模具，由于這些模具沒有統一的貨架按照規范的方式擺放，加上車間的空間區域較大， 不適合使用UHF 無源RFID標簽進行管理監測。在此建議使用有源2.45G頻段的RFID標簽進行管理。
將有源2.45G的標簽固定到模具上，并在系統中將標簽與模具進行綁定，在車間里每間隔25M的距離架設有源2.45G頻段的讀寫器，在整個車間里進行信號覆蓋。當系統開始運行時，有源標簽可以按照系統設定的時間向2.45G讀寫器傳送標簽ID號，通過該標簽傳回的數據可判斷當前模具的狀態，如果在設定的時間內后臺系統軟件沒有接收到標簽發出的信號，即可判定該模具出現了異常。
l 模具維修保養記錄管理
在維修車間出入口架設RFID讀寫器和天線，組成RFID通道，模具在損壞進入到維修車間，經過RFID通道被識別，即表示該模具有被維修的記錄。
車間人員使用
l 模具數量盤點
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，當需要進行盤點工作時，盤點人員使用手持式設備對車間里所有模具上的標簽進行讀取，并將讀取到的數據與手持機軟件上的盤點清單進行比對，如果與清單沒有出入則所有模具資產數量正確。反之，模具資產數量出現異常，工作人員即可進行排查。
