一种工具状态管理方法及管理系统与流程

本发明涉及一种生产工具管理技术，特别是一种信息可视化的工具状态管理方法及管理系统。

背景技术：

随着社会上汽车的需求越来越大，汽车生产制造的效率需要不断提升，而生产过程中使用到的工具的合格可靠关系着生产的效率和质量。例如，一辆汽车上约有3000多个紧固件连接点，这些紧固件连接点的拧紧质量关系着整车的质量，而每一个连接点的拧紧质量都依赖于可靠的拧紧工具，如果工具不合格会造成拧紧结果批量不合格，进而影响产品质量，可能会因此而导致召回事件发生，而工具的有效管理是保证工具可靠性的有效手段。

现有技术中汽车生产线上的使用工具由班长管理，开班前需检查工具的状态信息是否在有效期内、是否合格，只有在有效期内的、合格的工具才可用于生产，但存在如下问题：

1)人工检验效率低。目前，工具标定及有效期等状态信息靠粘贴在工具表面的纸质标签人为识别，开班前班长需快速检查本班的工具是否可用，而一个班至少有数十把工具，一个一个检查效率极低，且准确性差；

2)工具状态信息标签易损坏。工具状态标签贴在工具表面，由于工具使用频率太高但工具标签粘接性差，标签易磨损、遗失；如发生此类问题，需交由质量部计量室进行重新标定，标定后再返回生产线使用；如果在此过程中由于人为疏忽未发现问题，则现场有可能使用不合格的工具进行生产，极易造成操作点质量不合格，进而影响成品车质量；

3)易发生管理混乱问题。由于现场质量问题，工具可能会由质量计量室重新标定后，此时系统会自动更新标定周期，但由于人为疏忽工具标签未更换，导致现场工具标签显示已过期，但实际上仍在有效期内的现象，给生产现场造成工具管理上的混乱；

4)工具状态管理与生产线现场工具管理脱节。工具的标定等过程对工具的初始状态进行管理，在生产线现场工具的使用过程中，由于工具状态信息的管理受到多重制约，不能与工具的标定等管理过程形成对工具状态信息管理的闭环，降低了生产效率。

总之，现有技术的工具管理各个环节(尤其是线边工具管理环节)主要依赖于人工管理，工具的状态信息通过工具上的纸质标签进行标记，通过人工检查来判定工具是否可用，这种方法耗时长，易出错，并且在工具的使用过程中会导致标签的损坏，导致工具的状态信息丢失，这将浪费更多的时间与人力对工具进行检查。随着产量的快速提升，如何避免人工管理工具带来的错误，对工具进行高效、准确的管理，已成为本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述问题，提供一种信息可视化的工具状态管理方法及管理系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种工具状态管理系统，其中，包括：

工具状态信息存储单元，用于存储工具状态信息并安装在对应的工具上；

工具状态信息管理系统，用于录入新增工具的所述工具状态信息或修改已有工具的所述工具状态信息，并对所有所述工具状态信息进行加密后上传；以及

工具状态信息可视化系统，与所述工具状态信息管理系统连接，用于接收所述工具状态信息管理系统上传的所述工具状态信息，并对可感知范围内的所有工具的工具状态信息进行读取，分别对接收和读取的所述工具状态信息解密后进行校验，并显示校验合格的所述工具状态信息。

上述的工具状态管理系统，其中，所述工具状态信息存储单元为无源rfid射频识别电子标签。

上述的工具状态管理系统，其中，所述工具状态信息管理系统包括：

rfid读写模块，与所述rfid射频识别电子标签连接，用于读取所述rfid射频识别电子标签内存储的所述工具状态信息，或将新增工具的所述工具状态信息写入所述rfid射频识别电子标签；

工具状态信息管理模块，与所述rfid读写模块连接，用于对新增或变更的所述工具状态信息进行管理；

数据加密模块，与所述工具状态信息管理模块连接，用于对新增或变更后的所述工具状态信息加密；以及

工具状态信息同步模块，用于将加密后的所述工具状态信息发送给所述工具状态信息可视化系统，以对所述工具状态信息进行同步。

上述的工具状态管理系统，其中，所述工具状态信息可视化系统包括：

工具状态信息接收模块，与所述工具状态信息同步模块连接，用于接收所述工具状态信息同步模块发送的所述工具状态信息；

数据解密模块，与工具状态信息接收模块连接，用于对所述工具状态信息接收模块接收的所述工具状态信息解码；

信息校验模块，与所述数据解密模块连接，用于对所述数据解密模块解密后的所述工具状态信息进行校验；以及

信息显示模块，与所述信息校验模块连接，用于显示校验合格的所述工具状态信息。

上述的工具状态管理系统，其中，所述工具状态信息可视化系统还包括：

信息报警模块，与所述信息校验模块连接，对校验未通过的所述工具状态信息进行报警。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种工具状态管理方法，其中，包括如下步骤：

s100、工具状态信息存储，将工具状态信息存储入射频识别电子标签，并将所述射频识别电子标签安装在对应的工具上；

s200、工具状态信息管理，录入新增工具的新增工具状态信息或修改已有工具的已有工具状态信息，并对所述新增工具状态信息或已有工具状态信息进行加密后发送；以及

s300、工具状态信息可视化，接收所述新增工具状态信息和已有工具状态信息；读取可感知范围内的所有工具上的所述工具状态信息；对接收的所述新增工具状态信息和已有工具状态信息和读取的工具状态信息进行解密；对比所述工具状态信息与所述新增工具状态信息或已有工具状态信息是否一致，并显示校验一致的所述工具状态信息。

上述的工具状态管理方法，其中，步骤s200录入新增工具的新增工具状

态信息进一步包括：

s201、确定所述新增工具的唯一编码，并生成所述新工具状态信息的新增数据文件；

s202、对所述新增数据文件加密并写入新射频识别电子标签；以及

s203、将所述新射频识别电子标签设置到所述新增工具上。

上述的工具状态管理方法，其中，步骤s200修改已有工具的已有工具状

态信息进一步包括：

s204、读取所述已有工具的射频识别电子标签，并获取所述已有工具的唯一编码；

s205、根据所述已有工具的唯一编码查询并获取所述已有工具的新状态信息数据并加密；以及

s206、将加密后的所述新状态信息数据写入所述已有工具的射频识别电子标签中更新所述已有工具状态信息。

上述的工具状态管理方法，其中，步骤s300还包括：对校验不一致的所述工具状态信息进行报警。

上述的工具状态管理方法，其中，还包括：

s400、所有工具信息的浏览显示，读取工具柜内所有工具的工具状态信息，并显示所述所有工具的工具状态信息以供浏览。

本发明的技术效果在于：

本发明采用射频识别电子标签作为工具的状态信息的存储单元；通过工具状态信息管理系统完成对工具状态信息的录入与修改，对工具状态信息进行加密，防止工具状态信息被非法修改，并将所有的工具的状态信息通过网络发送到工具状态信息可视化系统，供其对工具的状态信息进行验证；工具状态信息可视化系统对可感知范围内的工具的射频识别电子标签进行读取，对读取的工具状态信息进行解密、校验，在显示屏上显示相应的工具状态信息，并对状态信息未通过检验的工具通过声光进行报警。

本发明能够避免现有技术中纸质标签易损坏导致工具状态信息丢失的情况，能够有效改善由人工核对工具状态信息导致的易出错和高耗时问题，实现了对工具状态信息管理的闭环，提高了工具状态信息管理的准确性，提高了工作效率，通过信息加密保证了工具状态信息的安全性，可在现有工具及工具柜上进行改造，成本低，实施方便。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的工具状态管理系统结构框图；

图2为本发明一实施例的工具状态信息管理系统的工作原理图；

图3为本发明一实施例的工具状态信息可视化系统的工作原理图；

图4为本发明一实施例的工具状态管理方法流程图。

其中，附图标记

1工具射频识别电子标签

2工具状态信息管理系统

3工具状态信息可视化系统

s100-s300步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实施例的工具状态管理系统结构框图。本发明的工具状态管理系统，包括：工具状态信息存储单元，用于存储工具的各种工具状态信息并安装在对应的工具上，本实施例采用工具射频识别电子标签1，优选为无源rfid射频识别电子标签，工具与无源rfid射频识别电子标签一一对应，具有成本低和体积小的特点，可放置于工具内部，有效避免了标签的损坏情况；工具状态信息管理系统2，用于录入新增工具的所述工具状态信息或修改已有工具的所述工具状态信息，并对所有所述工具状态信息进行加密后上传，保证将最新工具状态信息发送给工具状态信息可视化系统3，工具状态信息管理系统2可设置在计算机上，需连接射频识别电子标签读写装置，并导入相应基础数据文件；以及工具状态信息可视化系统3，与所述工具状态信息管理系统2连接，用于接收所述工具状态信息管理系统2上传的所述工具状态信息，并对可感知范围内的所有工具的工具状态信息进行读取，分别对接收和读取的所述工具状态信息解密后进行校验，并显示校验合格的所述工具状态信息。同时，可将校验失败的工具列表发送给工具状态信息管理系统2。

参见图2，图2为本发明一实施例的工具状态信息管理系统的工作原理图。本实施例中，所述工具状态信息管理系统2包括：rfid读写模块，与所述rfid射频识别电子标签连接，用于读取所述rfid射频识别电子标签内存储的所述工具状态信息，或将新增工具的所述工具状态信息写入所述rfid射频识别电子标签；工具状态信息管理模块，与所述rfid读写模块连接，用于对新增或变更的所述工具状态信息进行管理；数据加密模块，与所述工具状态信息管理模块连接，用于对新增或变更后的所述工具状态信息加密；以及工具状态信息同步模块，用于将加密后的所述工具状态信息发送给所述工具状态信息可视化系统3，以对所述工具状态信息进行同步。

其中，导入的各工具相应基础数据文件可包括：

a)工具类别编码文件；文本文件，内容为按行存储的键值对{■(type&id)}，type是工具类别，id是指定的整形编号；

b)工具使用位置编码文件；文本文件，内容为按行存储的键值对{■(location&id)}，location是工具使用位置，id是指定的整形编号；以及

c)工具状态信息文件；文本文件，内容为按行存储的键值对{■(name&value)}，name是工具状态名称，value是对应的状态信息。

该工具状态信息管理系统2包括多个功能模块，各功能模块具体可实现如下功能：

1)新增工具的新增工具状态信息录入

a)确定工具的唯一编码，工具的射频识别电子标签首先按照工具类别、使用位置和自然序号进行编码，通过工具类别编码文件和工具使用位置编码文件获取相应的编号〖id〗_type和〖id〗_location，并获取系统内已有的相同类别且相同使用位置的工具的个数n，得到的唯一编码为〖id〗_tool＝〖id〗_type×1e^8+〖id〗_location×1e^4+n+1；

b)在工具状态信息管理系统2中，编写新工具的状态信息数据，核对无误后，首先将该数据写入到工具状态信息文件中，将该状态信息数据进行加密；

c)通过射频识别电子标签读写模块将该数据写入一个新的射频识别电子标签，并将该标签放置到工具内部。

2)已有工具的已有工具信息状态修改

a)在工具状态信息文件中修改相应的已有工具状态信息；

b)通过射频识别电子标签读写模块读取该工具的射频识别电子标签，获取该工具的唯一编码；

c)在工具状态信息管理系统2中，按照该工具的唯一编码查询并获取该工具的新的工具状态信息；

d)将该工具的新的工具状态信息进行加密，然后通过射频识别电子标签读写模块将该数据写入该工具的射频识别电子标签中。

3)工具状态信息数据文件的发送

将工具状态信息数据文件通过网络发送给工具状态信息可视化系统3。在工具状态信息修改或新增后，发送工具状态信息数据文件到工具状态信息可视化系统3，对工具的状态信息进行同步。

4)工具状态信息的加密，具体包括：

a)将该工具状态信息的数据转换为一个字符串；

b)在该字符串开始加上字符“date”；

c)对该字符串进行base64编码，以完成对该工具状态信息的加密。

参见图3，图3为本发明一实施例的工具状态信息可视化系统的工作原理图。本实施例中，所述工具状态信息可视化系统3包括：工具状态信息接收模块，与所述工具状态信息同步模块连接，用于接收所述工具状态信息同步模块发送的所述工具状态信息；数据解密模块，与工具状态信息接收模块连接，用于对所述工具状态信息接收模块接收的所述工具状态信息解码；信息校验模块，与所述数据解密模块连接，用于对所述数据解密模块解密后的所述工具状态信息进行校验；以及信息显示模块，与所述信息校验模块连接，用于显示校验合格的所述工具状态信息。所述工具状态信息可视化系统3还可包括：信息报警模块，与所述信息校验模块连接，对校验未通过的所述工具状态信息进行报警。

该工具状态信息可视化系统3对各个工具的状态信息进行读取、校验与可视化展示，并对工具状态信息校验失败的工具进行声光报警，可包括射频识别电子标签读写模块、显示屏等，该工具状态信息可视化系统3可安装在计算机或平板电脑上，也可设置在工具柜或手持终端上，该工具状态信息可视化系统3包括多个功能模块，各功能模块具体可实现如下功能：

1)工具状态信息的解密

a)通过射频识别电子标签读写模块获取加密后的工具状态信息的字符串，对该字符串进行base64解码；

b)移除获取到的该字符串的开始字符“date”；

c)将该字符串转换为工具状态信息数据。

2)工具状态信息数据文件的接收

通过网络接收工具状态信息管理系统2发送的工具状态信息数据文件，用于工具状态信息的校验。

3)工具状态信息的查询显示

通过射频识别电子标签读写模块读取指定工具的射频识别电子标签，并将解密后的工具状态信息数据显示到屏幕上。

4)工具状态信息的检验报警

通过射频识别电子标签读写模块读取指定工具的射频识别电子标签，对从射频识别电子标签读取的工具状态信息与工具状态信息管理系统2同步过来的工具状态信息进行比对，对工具状态信息一致即校验通过的工具在屏幕上显示绿色背景，对工具状态信息不一致即校验未通过的工具显示红色背景，并发出声光报警。

5)所有工具状态信息的浏览显示

通过射频识别电子标签读写模块读取工具柜内的所有工具的射频识别电子标签，将工具柜内的所有工具的工具状态信息显示到屏幕上，供操作者进行浏览

参见图4，图4为本发明一实施例的工具状态管理方法流程图。本发明的工具状态管理方法，包括如下步骤：

步骤s100、工具状态信息存储，将工具状态信息存储入射频识别电子标签，并将所述射频识别电子标签安装在对应的工具上；

步骤s200、工具状态信息管理，录入新增工具的新增工具状态信息或修改已有工具的已有工具状态信息，并对所述新增工具状态信息或已有工具状态信息进行加密后发送；以及

步骤s300、工具状态信息可视化，接收所述新增工具状态信息和已有工具状态信息；读取可感知范围内的所有工具上的所述工具状态信息；对接收的所述新增工具状态信息和已有工具状态信息和读取的工具状态信息进行解密；对比所述工具状态信息与所述新增工具状态信息或已有工具状态信息是否一致，并显示校验一致的所述工具状态信息。该步骤还可包括：对校验不一致的所述工具状态信息进行报警。

本实施例中，还可包括：

步骤s400、所有工具信息的浏览显示，读取工具柜内所有工具的工具状态信息，并显示所述所有工具的工具状态信息以供浏览。

其中，步骤s200录入新增工具的新增工具状态信息可进一步包括：

步骤s201、确定所述新增工具的唯一编码，并生成所述新工具状态信息的新增数据文件；

步骤s202、对所述新增数据文件加密并写入新射频识别电子标签；以及

步骤s203、将所述新射频识别电子标签设置到所述新增工具上。

步骤s200修改已有工具的已有工具状态信息进一步包括：

步骤s204、读取所述已有工具的射频识别电子标签，并获取所述已有工具的唯一编码；

步骤s205、根据所述已有工具的唯一编码查询并获取所述已有工具的新状态信息数据并加密；以及

步骤s206、将加密后的所述新状态信息数据写入所述已有工具的射频识别电子标签中更新所述已有工具状态信息。

本发明采用射频识别电子标签作为工具的状态信息的存储单元；通过工具状态信息管理系统完成对工具状态信息的录入与修改，对工具状态信息进行加密，防止工具状态信息被非法修改，并将所有的工具状态信息通过网络发送到工具状态信息可视化系统，供其对工具状态信息进行验证；工具状态信息可视化系统对可感知范围内的工具的射频识别电子标签进行读取，对读取的工具状态信息进行解密、校验，在显示屏上显示相应的工具状态信息，并对状态信息未通过检验的工具通过声光进行报警。

本发明能够避免现有技术中采用纸质标签易损坏的情况，能够有效改善由人工核对工具状态信息导致的易出错和高耗时问题，实现了对工具状态信息管理的闭环，提高了工具状态管理的准确性，提高了工作效率，通过信息加密保证了信息的安全性，可直接在现有工具及工具柜上进行改造，成本低，实施方便。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。