發布日期：2022-10-09 點擊率：55
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。
RFID系統工作示意圖：
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：
模具沖壓次數統計
模具出入庫管理
模具狀態檢測
模具數量盤點
模具維修保養管理
5.解決方案
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。
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。
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。
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。
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。
6.產品選型
CY-WTK-628抗金屬標簽
CY-WTK-628是一款PCB材質的通用型超高頻抗金屬標簽，其在安裝于金屬物體表面的情況下，具有良好的讀寫性能;產品性能穩定，室內使用期限超過10年，是目前應用比較廣泛的電子標簽之一。
產品功能：
標簽尺寸： 79*20*3MM兩端居中4MM圓孔，孔心距74MM均±0.3MM公差
產品出品形式 單品
天線材質： 銅+金
芯片連接方式： 正邦定
芯片固定方式： 環氧樹脂黑膠
背膠： 3M9448 或3M 300LSE
印刷，打印： 可訂制
特性： IMPINJ M4芯片中心頻率922M，可應用于寬頻使用在840-960M均有突出讀寫表現。
標簽材質： 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： 金
焊盤材質： 金
測試讀寫距離： 根據實際使用情況而定，空氣中1W手持機約3米，1W固定式讀寫器7米以上，或更遠
UHF RFIDCY-URD-200固定式讀寫器
產品介紹
1. 體積小巧，并支持以太網供電(PoE)，安裝方便理速度快;
2. 金屬外殼，散熱效果佳;
3. 內置高速處理器，可自主操控或外接工業電腦;
顏色：黑色
尺寸：115*93*25mm
防護等級：IP65
工作頻率：中國頻率&歐洲頻率
接口協議：EPC Class1 Gen2 ISO18000-6C
功能接口：RJ45、RS-232(包含4 PIN GPIO)
天線數量：內置天線，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桌面發卡器
CY-URD-105桌面發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設計，結合專有的高效處理算法，在保持高識讀率的同時，實現對電子標簽的快速讀寫處理，可廣泛應用于個人身份識別、會議簽到系統、門禁系統、防偽及生產過程控制等多種無線射頻識別(RFID)應用系統。
特點：
充分支持EPC C1G2(ISO18000-6C)協議
工作頻率902～928MHz或865～868MHz(可以按不同國家或地區要求調整)
支持定頻或跳頻發射工作方式
讀取距離從0～10CM(可以根據不同場合的需要進行調整)
標簽緩存容量：370張@最長128bitsEPC或120張@最長496bitsEPC
低功耗設計，支持USB接口供電或外接單+9V供電
穩定性高，室溫下長期連續滿負荷工作不發熱
可連續24小時×365天工作
CY-TUD-561面板天線
產品介紹
CY-TUD-561面板天線是RFID同類產品中最基本也是最核心的產品之一。該產品讀卡穩定、開發方便、通訊優化、計算編程簡單、系統安裝靈活、有完善的開發板和技術支持、性價比高。
產品參數
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
抗風強度：216Km/h
接 頭：N-female
工作溫度：-30C°～60C°
防護等級：IP54
天線尺寸：225mm長×225mm寬×35mm高
重 量：1kg
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