轮胎企业RFID生产线管理（MES系统）应用

1.项目背景

在轮胎生产制造企业中，轮胎生产信息的正确采集和存储将对控制轮胎的生产过程、质量检验和质量跟踪等方面起着重要作用。目前，企业MES系统依靠手工记录和条码扫描的方式进行数据采集，由于轮胎生产工序多且复杂，半成品物料就有十几种工序，依靠手工记录和传统人工条码扫描方式操作繁杂，容易出错，不利于企业精细化管理。在轮胎质量检测不合格时，条形码很难快速地追溯到故障原因，造成资源的浪费。

由此现状，在轮胎企业MES系统中，需要寻求一种新的识别技术来提高信息采集的自动化水平。随着科技的发展，RFID作为一种非接触式自动识别技术，实现信息的快速流通。故障追溯识别功能，能够满足轮胎生产线的实际需求。因此基于轮胎企业RFID生产线管理（MES系统）有了很好的应用前景。

RFID生产线管理（MES系统）

图1 目前轮胎企业RFID生产线管理（MES系统）的示意图

3.2 RFID生产系统在轮胎工序生产线上的应用设计

轮胎生产线是个封闭循环系统，RFID超高频读写器和超高频RFID工位机进行通信，每个工位PC都由后台集中控制管理。标签安装到轮胎生产物料的各种工装上，每个RFID工位读写器在工装安装到机位时进行读取，识别此工装物料信息，并在RFID工位机上明确显示，操作人员可以清楚地识别。

以轮胎生产半成品—威型工序为例，详细介绍一下基于超高频RFID技术的生产线管理（MES系统）的现场应用设计。

RFID生产线管理（MES系统）

图3 基于RFID技术各工序物料质量追溯工序图

3.3 基于RFID技术的MES系统应用操作流程设计

3.3.1 RFID系统操作流程

①RFID标签初始化

1）工人在交接班后，在工位机上输入即将生产的物料类型和所需原料。

2）工人领取原料后，通过带有标签的工装在使用位置自动进行识别存储。

3）生产时，工人把带有标签的工装，安装到机位时，系统自动识别工装信息，并在

4）超高频RFID工位机上显示，以便查看核实，完成电子标签初始化。

5）当工装物料生产完后，写入生产信息，物料进行下一流转环节。

②读写电子标签

1）待加工的工装物料安装在成型机工位时，MES系统通过RFID自动读取并显示当前物料的信息，以免上错物料，并把当前物料信息记录到成型工位机上，进行记录，完成追溯连接。

2）更换物料时，工人先在工位机上确认当前已用物料，再进行下一物料的识别生产。

3）如果物料弄错时，系统会出现错误警 ，工人可以清楚的知道哪种物料出现错误，进行及时有效地更正。

③提取电子标签信息

1）轮胎半成品物料统一放到存放区，质检人员发现不合格时，从读写器中提取己写入信息，定位追溯到此物料生产工位，查找质量原因，做到及时更正。

2）通过对物料存放区中工装标签的识别统计，可以实时地掌握当前物料信息，为后续安排计划和生产任务提供了科学依据。

4 基于RFID技术的企业MES系统功能设计

4.1 系统特点

RFID轮胎企业IVIES系统具有以下特点：

1）生产计划和工艺直接下达到工序、设备(而ERP、MRPII一般只能下达到品种、车间)，直接指导设备加工、防止跨工序加工，减少工艺错误。

2）数据采集实时性，可及时进行计划考核，实时监控生产进度。

3）各车间职能科室可以共享生产数据，了解相关工序的生产进度，便于生产协调。准确确认交货时间，实现批次管理。

4）工艺反馈校正：及时修正工艺错误、缩短工艺纠正周期。

5）加工数据有效性：减少手工操作、纸张传递：便于质量追溯。

6）智能看板：完成质量信息采集与质量分析。

7）扩展物流管理：RFID批次 .条码.产品。

4.2 系统包括如下功能设计

4.2.1 总体架构和系统模型的建设

通过对 络架构、工厂设备、通信路由、软硬件组合及系统规模与性能进行深入分析，确立监控系统软件与数据采集硬件设备之间的层次关系，确定各功能模块的划分，模块之间的接口，完成总体架构的建设。充分考虑系统的可集成性、可配置性、可适应性、可扩展性和可靠性。

4.2.2 软件平台的架构建设

基于面向对象设计技术、分布式 络、和各种先进的数据库及组态技术，建设适合即时、现场、远程监控的，便于扩容和修改的系统软件基础平台，充分体现面向轮胎生产特点的系统应用集成，支持实时活动，实现基于现场管理规则和综合管理知识的管控结合。

主要包括软件系统功能定位、平台选型和数据采集、数据存储、 络应用、客户端查询浏览等架构组成的建设。

4.2.3 功能模块设计

功能模块的具体软件开发，包括：①生产计划及生产管理;②现场数据采集;③④物料信息管理和跟踪查询;⑤半成品信息管理和跟踪查询;⑥产品生命周期档案;⑦设备管理：⑧产量监控分析：◎质量及绩效分析查询。

4.4 工作流设计

设计工作流模型及 络数据流规划，支持各种控制和沟通策略，支持生产过程的各种工作流程，实现制造生产和管理过程的自动驱动、记录、跟踪、分析、信息共享等，并容易实现与ERP、PDM等的无缝集成，形成一个信息流的顺畅通道。

随着轮胎企业信息化的发展，MES系统的功能不单单在于企业内部，而是基于产品全生命周期管理的信息交互与共享。RFID技术与MES集成应用改善了业务流程，使制造过程中的成本和错误大大减少，提高了生产率，经济效益更为突出。目前RFID标签的数据内容编码还未形成统一的全球化标准，区域性标准已发布，这样通过互联 RFID不仅仅实现制造执行系统内的信息交流，而且可实现与企业其他应用系统的集成，从而使产品信息识别和实时信息共享成为可能。

5.RFID硬件设备选型

RFID硬件设备主要是电子标签和读写器，两者的选型从以下几个方面考虑：工作的可靠性、较高的性价比、识别的距离、工作的频率、系统的可扩展性、产品提供及维护的便携性、是否有成功的应用案例。

基于以上考虑，选择UHF RFID读写器，工作频段为902″-928 MHz，符合标准EPCGen2，读写距离0～15 m，电子标签选择EPC Gen2标准的抗金属RFID标签。

5.1IP68 工业级UHF（超高频）RFID一体化读写器

铨顺宏 ZEUS（FU-M6-IN1 ）是一款 IP67 防护等级的工业级 超高频RFID工位机，内嵌 ThingMagic 高性能模组，支持 Modbus 协议， TCP/IP 通讯， IP67 的防护等级。外观小巧，安装便捷，适用于各类工业和商业环境。

同时， FU-M6-IN1 RFID工位读写器依照 EMC IEC61000-4 标准设计，满足工业级宽电压输入模式，电源输入及信 均采用隔离，隔离电压为 2KV，宽电压输入和工业级宽温工作温度，满足超长稳定工作时间；工业级串口输出，满足高速自动实时数据传输。

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产品特点

1）简约机身设计、高清大屏显示 采用简约机身设计，打在一块康宁大猩猩 5.5 寸 IPS 高清显示屏。1440*720 的品目分辨率，边角圆弧设计，兼顾着舒适的握持手感和机器本身的耐摔性。

2）强大快充以及 WiFi 漫游功能 配备 9000mAh 聚合物锂电池可选，续航持久，同时支持快速充电功能，单次充电时长更短。以及强大 WiFi 漫游功能，可实现 Wifi 热点无缝切换，保持不间断的 络连接体验。

3）卓-越的 RFID 读写功能、多标签远距离读写 采用全向螺旋天线配合专业扫描手柄以及盾牌，支持超高频单标签和多标签读取，距离更远、效率更快、整机性能更加稳定有效识读距离可高达 20m。

5.3抗金属RFID标签

TAG-915-H6019 UHF RFID耐高温耐酸碱抗金属RFID标签,广泛应用于RFID工业高温强酸碱环境下管理设备以及RFID资产管理。 产品100%经过欧洲进.口标签一致性测试系统检测，保障使用过程中的稳定性。材质通过环保认证。经过国内外知名客户广泛的使用和验证。标签耐强酸碱（除氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、王水、过氧化氢及次氯酸钠之外），耐高温220度（持续120分钟），耐受性好。

深圳市铨顺宏科技作为专.业的RFID物联 设备与技术服务提高商，在向各大运营商、集成商提供ThingMagic全系列产品的同时，公司也一直以专.业的技术团队，优质的服务，优惠的价格，为广大客户提供世界 —.流的RFID设备解决方案和高质量的售后服务。公司配合各大运营商、集成商已成功的将ThingMagic RFID设备，运用在仓储物流、档案信息化、航空航运、服装零售、汽车制造、智慧医疗、资产管理、防伪溯源等多个领域各种应用中。从产品选型，到方案设计和系统平台支持，为用户提供易于操作且稳定性高，具差异化、具创新的综合性技术服务。