专利名称：一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法
技术领域：
本发明涉及一种数据获取、分析处理和反馈的方法，尤其是涉及一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法。
背景技术：
随着数据采集技术的进步和企业信息化水平的提高，越来越多的企业将射频识别技术应用到车间物料的物流管控上。从本质上来讲，车间物料的物流状态由车间中时刻发生的物流事件组成。物流事件，就是每道工序上发生的事件，它包括某工序发生了物料报废、或者某工序一批新的物料已经到达并正在加工、某工序发生了物料返工的情况等等。安置在某道工序所在执行位置的读写器，时刻在监控射频标签发出的信号，当某物料到达射频读写器所在之处时，射频识别读写器读入标签中隐藏的数据，并在API函数的控制下，将读入的数据传入数据处理终端(即PC机)。当需要监控物 料的物流状态时，利用物流管理信息系统调用存储在数据库中的数据，通过事先规定好的事件判定规则，来判断各道工序正在发生的物流事件，进而获得物料的物流状态信息。目前制造车间物料的物流信息管控方面存在的主要困难是首先，搜集哪些数据，不搜集哪些数据无具体的规范，导致数据从搜集端开始就已经过于臃肿；其次，信息提取的环节过于滞后，当数据在传入PC端时，就应该提取其蕴含的信息，再以简洁规范的形式存入数据库，否则数据库中海量数据的存储与读取会对计算机内存造成过大负担；最后，有待提高信息提取方法的效率，从数据中提取信息的方法无疑是影响系统性能的主要因素，普通方法将无法应付海量数据的负荷。总的来说，目前缺乏一套实用高效的生产过程中物流数据采集、分析处理和反馈的方法。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是I)确定作业任务中的工序和物料，建立射频识别读写器编号与工序编号之间的绑定关系以及射频识别标签编号与物料编号之间的绑定关系；2)分别构建并初始化三个物流矩阵；3)对时间序号η做赋值，获取tn时刻的射频识别原始数据，射频识别原始数据为射频识别读写器编号ry、射频识别标签编号Idx和读取时间tn ；4)将射频识别原始数据转换为物流事件数据；5)将物流事件数据按照数据输入规则载入至tn_i时刻的三个物流矩阵，载入完成后的矩阵为tn时刻的三个物流矩阵；6)分析步骤5)得到的tn时刻的三个物流矩阵中元素的值，获取tn时刻物料的物流状态信息，包括领料出库信息、加工及装配信息、返工信息、报废信息、最终检验信息和完エ入库信息；7)对tn时刻的エ序与物料的物流状态进行诊断，判断物流状态是否异常，若异常则进行步骤8)，若未异常则进行步骤9)；8)按照终端显示设备的提示，对物料状态异常的エ序与物料进行调整，使物流状态恢复正常；9)判断作业任务是否完成；若未完成，则回到步骤3);若完成，则结束。步骤I)所述的确定作业任务并建立绑定关系的具体步骤如下2. I)确定作业任务包含的エ序和物料，并对エ序和物料进行编号；2. 2)每一道エ序所在执行位置均安装有各自的一个射频识别读写器并进行编号，使每ー个エ序编号P1都只与一个射频识别读写器编号ry对应绑定；若エ序数量有L道，则规定第I道エ序P1为领料出库エ序，第I道エ序P1为加工及装配エ序或中间检验エ序，第L-I道エ序Pu为最终检验エ序，第L道エ序为完工入库エ序，其中2彡I彡L-2 ;2. 3)作业任务中的每个物料均粘贴有各自的ー个射频识别标签并对标签进行编号，使每ー个物料编号Mk都只与一个射频识别标签编号Idx对应绑定。步骤2)所述的构建并初始化三个物流矩阵的具体步骤如下3. I)分别构建三个物流矩阵，三个物流矩阵为物料-エ序矩阵Ml、物料-事件矩阵M2、エ序-事件矩阵M3，作为物流事件数据存储的载体；设定物料数量为K个，エ序数量为L道，事件类型有六种，e为事件编号，e取f 6，六种事件分别为领料出库事件、加工及装配事件、返工事件、报废事件、最終检验事件和完工入库事件，则物料-エ序矩阵Ml为ー个K行L列矩阵，矩阵的行代表物料编号Mk，矩阵的列代表エ序编号P1，数学表达式为公式(I)
权利要求
1.一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于包括如下步骤 1)确定作业任务中的工序和物料，建立射频识别读写器编号与工序编号之间的绑定关系以及射频识别标签编号与物料编号之间的绑定关系； 2)分别构建并初始化三个物流矩阵； 3)对时间序号η做赋值，获取tn时刻的射频识别原始数据，射频识别原始数据为射频识别读写器编号ry、射频识别标签编号Idx和读取时间tn ； 4)将射频识别原始数据转换为物流事件数据； 5)将物流事件数据按照数据输入规则载入至tn_i时刻的三个物流矩阵，载入完成后的矩阵为tn时刻的三个物流矩阵； 6)分析步骤5)得到的tn时刻的三个物流矩阵中元素的值，获取tn时刻物料的物流状态信息，包括领料出库信息、加工及装配信息、返工信息、报废信息、最终检验信息和完工入库信息； 7)对tn时刻的工序与物料的物流状态进行诊断，判断物流状态是否异常，若异常则进行步骤8)，若未异常则进行步骤9)； 8)按照终端显示设备的提示，对物料状态异常的工序与物料进行调整，使物流状态恢复正常； 9)判断作业任务是否完成；若未完成，则回到步骤3);若完成，则结束。
2.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤I)所述的确定作业任务并建立绑定关系的具体步骤如下 2. 1)确定作业任务包含的工序和物料，并对工序和物料进行编号； 2. 2)每一道工序所在执行位置均安装有各自的一个射频识别读写器并进行编号，使每一个工序编号P1都只与一个射频识别读写器编号ry对应绑定；若工序数量有L道，则规定第I道工序P1为领料出库工序，第I道工序P1为加工及装配工序或中间检验工序，第L-I道工序Pu为最终检验工序，第L道工序为完工入库工序，其中2 < I < L-2 ; 2.3)作业任务中的每个物料均粘贴有各自的一个射频识别标签并对标签进行编号，使每一个物料编号Mk都只与一个射频识别标签编号Idx对应绑定。
3.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤2)所述的构建并初始化三个物流矩阵的具体步骤如下 3.1)分别构建三个物流矩阵，三个物流矩阵为物料-工序矩阵Ml、物料-事件矩阵M2、工序-事件矩阵M3，作为物流事件数据存储的载体；设定物料数量为K个，工序数量为L道，事件类型有六种，e为事件编号，e取f 6，六种事件分别为领料出库事件、加工及装配事件、返工事件、报废事件、最终检验事件和完工入库事件，则 物料-工序矩阵Ml为一个K行L列矩阵，矩阵的行代表物料编号Mk，矩阵的列代表工序编号P1，数学表达式为公式(I):
4.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤3)所述的对时间序号η做赋值及获取射频识别原始数据的具体步骤如下 对时间序号η做赋值η=η+1 ;布置在工序所在执行位置上的射频识别读写器感应并读取到任意一个物料上的射频识别标签，得到该物料tn时刻的射频识别原始数据{Idx, ry, tn}，射频识别原始数据为射频识别读写器编号ry、射频识别标签编号Idx和读取时间tn。
5.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤4)所述的转换为物流事件数据的具体步骤如下 将步骤3)中得到的射频识别原始数据传输至数据库服务器并做预处理 5.I Mftn时刻的射频识别原始数据{Idx，ry，tn}转化为一个物流简单事件民(tn)，转化后为公式(4) Er(tn)=e(Idx, ry, tn)(4)； 5.2)根据步骤I)中的读写器编号ry与工序编号P1的一一对应关系6以及射频识别标签编号Idx与物料编号Mk的一一对应关^Mk J^Idx，将物流简单事件民(tn)转化为一个物流事件Em (tn)，得到三个物流事件数据分别为物料编号Mk、工序编号P1和读取时间tn,转化后为公式(5) Em(tn) = {Mk, P1, tn}(5)。
6.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤5)所述的载入至三个物流矩阵的具体步骤如下 ·6.I)对物料执行如下操作在物料到达工序所在执行位置时，将该物料上的射频识别标签在该工序所在执行位置的射频识别读写器处刷一次；在物料离开工序所在执行位置时，无需再次刷标签，除非物料报废则再次刷标签； ·6.2)将物流事件E111 (tn)中的三个物流事件数据，三个物流事件数据即物料编号Mk、工序编号P1和读取时间tn，按照以下的数据输入规则载入至tn_i时刻的三个物流矩阵 ·6.2. I)根据物流事件Em(tn)提供的物料编号Mk和工序编号P1,对物料-工序矩阵Ml第k行第I列元素Ml05’1)根据公式(6)作以下赋值 Ml05’1) UJ=Ml(U) (V1)+1(6), 其中Ml05’1) (tn)为tn时刻的物料-工序矩阵M1第k行第I列元素值；·6.2. 2)对tn_i时刻的物料-工序矩阵Ml第k行第I列元素值ΜΙ05’1) (νι)以及工序编号I值按照以下方法进行判断，得到事件编号e 若1=1，则发生领料出库事件，即e=l ； 若2彡I彡！^^且机05’1) (V1)=O,则发生加工及装配事件，即e=2 ； 若2彡I彡L-2且Ml05’1) (νι)彡丨，并且第k个物料的射频识别标签在tn时刻前的最近一次感应所在的工序不是第I道工序，则发生返工事件，即e=3 ； 若2彡I彡L-2且Ml05’1) (νι)彡丨，并且第k个物料的射频识别标签在tn时刻前的最近一次感应所在的工序是第I道工序，则发生报废事件，即e=4 ； 若I = L-1,则发生最终检验事件，即e=5 ； 若I = L，则发生完工入库事件，即e=6 ； 6.2. 3)根据步骤6. 2. 2)中得到的物流事件编号e和物流事件Em(tn)提供的物料编号k值，对物料-事件矩阵M2第k行第e列元素M2(k’e)根据公式(7)作以下赋值 M2(te) (tn)=M2(k,e) (V1)+1(7)， 其中M2(k’e) (tn)为tn时刻的物料-事件矩阵M2第k行第e列元素值； 6.2. 4)根据步骤6. 2. 2)中得到物流事件编号e和物流事件Em(tn)提供的工序编号I值，对工序-事件矩阵M3第I行第e列元素M3(1’e)根据公式(8)作以下赋值 M3(1,e) (tn)=M3(1,e) (V1)+1(8)， 其中M3(1’e) (tn)为tn时刻的工序-事件矩阵M3第I行第e列元素值。
7.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤6)所述的分析三个物流矩阵元素值以获取物料物流状态信息的具体步骤如下 7.I)对物料-工序矩阵Ml进行分析物料-工序矩阵Ml第k行第I列元素值Ml(k’ υ为第k个物料在第I道工序发生的加工及装配次数，其中2彡I彡L-2 ;SMl(ka)>0，则第k个物料已经领料出库；若肌&’ υ=0，则第k个物料未到达过第I道工序所在执行位置；若Μ1(1 ’Η)>0，则第k个物料发生过最终检验；若Ml(U)=I，则第k个物料正在完工入库或已经完工入库； 7.2)对物料-事件矩阵M2进行分析物料-事件矩阵M2第k行第e列元素值M2(k’e)为第k个物料发生第e种物流事件的次数；若M2(k’d=0，则第k种物料未发生过第e种物流事件； 7.3)对工序-事件矩阵M3进行分析工序-事件矩阵M3第I行第e列元素值M3(1’e)为第I道工序发生第e种物流事件的次数，其中KKL ^M3ad=0，则第I道工序未发生过第e种物流事件。
8.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤7)所述的对物流状态进行诊断的具体步骤如下 8.I)将tn时刻的物料在各道工序的工序返工事件次数M3(1’3)和工序报废事件次数Μ3α4)分别与同类物料的工序返工事件次数上限^；和工序报废事件次数上限—进行比较，其中Μ3α’3)中I满足KKL-1, Μ3(1’4)中I满足KKL 若满足公式(9)则各道工序的物流状态正常，不生成预警信息；否则生成预警信息，预警信息提示工序返工事件次数或工序报废事件次数超过阈值的异常工序，并将异常工序的工序编号P1、工序返工事件次数M3(1’3)和报废事件次数M3(1’4)反馈传送到终端显示设备；
9.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤8)中所述的对物流状态进行调整的具体步骤如下根据步骤7)中的预警信息和显示在终端设备上的异常工序P1或异常物料Mk，对物流状态异常工序的设备进行调整或对异常物料进行更换，使物流状态恢复正常。
10.根据权利要求I所述的一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法，其特征在于步骤9)中所述的判断作业任务是否完成的方法如下若作业任务中的物料均发生完工入库事件，则作业任务完成；若作业任务完成，则结束；否则回到步骤3)，对时间序号η做赋值，获取下一时刻t(n+1)的射频识别原始数据。
全文摘要
本发明公开了一种生产过程中物流数据获取、分析处理和反馈的方法。包括建立射频识别读写器编号、标签编号与工序编号、物料编号之间绑定关系；构建并初始化三个物流矩阵；获取射频识别原始数据；将射频识别原始数据转换为物流事件数据后按照数据输入规则载入至三个物流矩阵；分析三个物流矩阵中元素值，获取物流状态信息；对工序与物料的物流状态进行诊断；按照提示对物料状态异常的工序与物料进行调整；判断作业任务是否完成，若完成则结束。本发明节约了企业的硬件购置成本；实现了对海量物流数据的高效存储与读取；有助于实时全面了解物料的物流状态信息并对异常作出及时的调整，有效提高企业的车间物流监控水平。
文档编号G06F19/00GK102855389SQ20121027804
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者唐任仲, 胡罗克, 周邦 申请人:浙江大学