一种利用存储式rfid标签实现智能制造系统的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能制造技术领域，特别涉及一种利用存储式RFID标签实现智能制造系统的方法。
【背景技术】
[0002]工业4.0中提出智能制造概念，其基本要求为:工件在加工过程中可以实时、主动和制造单元进行“协商”，以决定其下一步应该进行的加工操作。但是目前对于这种模式的具体实现还没有一个统一的标准，现有的可采用技术主要有:
[0003]1)、基于条码技术的实时信息采集系统。这是最常见的实现方式，将条形码直接粘贴在工件的表面，当工件到达一个工位时，操作人员手动扫描条码信息，制造系统根据条码信息，在后台找出相应的加工工序要求。条码在实际使用中对环境有一些较高要求，如条码不能被污染，遮挡、损坏等。所以在制造行业中不能得到广泛使用。
[0004]2)、基于普通RFID标签的实时信息采集系统。RFID可以有效解决条码技术的局限性，目前在制造领域中已经得到普遍的认可。
[0005]但是普通RFID仅仅是将条码形式的标签变成RFID标签，实现了由工件ID信息由光学获取改变成无线射频的自动获取。而标签的实际性质并没有改变，即只作为工件的ID信息。工件是无法主动和制造单元进行协商并自主地决定自己的加工过程，并没有实现工件本身的“智能化”。
[0006]此外现有技术所有的数据都保存在后台的数据服务器上，制造系统需要实时地对数据库进行操作，这需要整个制造系统随时随地和网络可靠相连，这在很多制造环境中无法保证。
【发明内容】
[0007]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种利用存储式RFID标签实现智能制造系统的方法，通过RFID标签中存储的内容，直接映射到制造系统的数据库中的数据存储具体位置，工件利用存储式RFID标签和中间件技术实现智能化，直接和制造单元进行协商，制造单元由多个中间件模块组成，根据工件中RFID标签数据动态调整制造资源和制造任务；本发明利用存储式RFID标签实现工件的智能化，并在无网络的制造环境中，仍能够保证工件制造过程的顺利进行，同时在制造过程中，工件可以和制造系统进行“协商”，动态地调整加工过程。
[0008]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0009]—种利用存储式RFID标签实现智能制造系统的方法，包括以下步骤:
[0010]步骤一、在存储式RFID标签中存储数据内容，存储的内容包括工件的ID编码、工件的基本制造信息、工件详细制造信息索引表3个部分；
[0011]用关系代数表示标签内容为:
[0012]Tagl= {P_ID ,, B.1NFO,, Index.F.1NFOj
[0013]其中:
[0014]PJDi为工件i的ID编码，是对车间制造工件的统一编码，对工件具有唯一索引性。
[0015]BJNFOi为工件基本制造信息，是为了减少系统的通信数据量，实现制造系统由集中控制向分散增强型生产的转变。
[0016]IndeiFJNFOiS工件详细制造信息表，是制造系统数据库中保存工件生产过程中各种记录数据的索引信息。
[0017]步骤二、利用存储式RFID标签建立智能工件和智能制造系统数据库之间的动态映射关系，RFID标签中的工件详细制造信息索引表通过数据表名和记录ID的方式直接给出所有生产过程中产生的制造数据在后台数据库中的存储位置；
[0018]步骤三、将智能工件的存储单元存储式RFID标签和工件实体进行物理绑定以实现每个智能工件都具有独立的存储单元，所有工件公用一个中间件，利用存储式RFID标签和中间件技术实现智能化，智能工件的智能体以平台化的形式存在，与工件的物理实体是剥离的，智能体通过无线射频信号和制造单元进行“协商”；
[0019]步骤四、制造单元的智能化:制造单元是以加工机床为中心，并配置刀具，量具，夹具，人员等辅助工具形成的制造资源节点，利用中间件技术将制造单元按照功能划分模块，按功能划分的模块包括RFID接口中间件、智能工件ID信息过滤中间件、基本制造信息分析中间件、制造单元运行状态检测中间件、制造单元运行状态评估中间件、工序加工中间件、加工质量数据过滤中间件、加工质量结果评判中间件、过程信息同步中间件、智能工件状态信息更新中间件；
[0020]步骤五、传送设备的智能化:传送设备包含所有能够完成工件转运任务的装置，其控制可以通过有线或者无线的方式与每个制造单元或智能工件进行通讯，传送设备上安装有RFID读写器/天线，检测到智能工件是否被装载或者卸载，根据要求动态的改变传送路线。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]1)标签中仍然保留工件的ID信息，可以和现有的技术实现完全兼容。
[0023]2)可以保证制造系统在无网络链接的情况下工件的制造过程顺利进行。
[0024]3)可以直接利用标签中索引信息直接找到制造过程产生的数据保存位置，而不需要经过数据库运算获取，有效减少了数据存取时间。
[0025]4)制造单元可以根据工件的实时加工状态，动态的调整加工任务。
[0026]5)智能工件在智能制造系统中的加工工艺路线是可以动态变化的。
[0027]6) RFID标签中保存的智能工件制造数据实现了数据库系统的数据备份功能，更便于实现制造系统从集中控制到分布增强模式的转变。
【附图说明】
[0028]图1是标签数据结构图。
[0029]图2是智能工件和智能制造系统数据库之间的动态映射关系图。
[0030]图3是工件智能化功能框图。
[0031]图4是制造单元智能化功能框图。
[0032]图5是智能工件，智能制造单元及智能传送设备之间的协商过程。
【具体实施方式】
[0033]—种利用存储式RFID标签实现智能制造系统的方法，包括以下步骤:
[0034]步骤一、在存储式RFID标签中存储数据内容，存储的内容包括工件的ID编码、工件的基本制造信息、工件详细制造信息索引表3个部分，参照图1:
[0035]用关系代数表示标签内容为:
[0036]Tagl= {P_ID ,, B.1NFO,, Index.F.1NFOj
[0037]其中:
[0038]PJDi为工件i的ID编码，是对车间制造工件的统一编码，对工件具有唯一索引性。
[0039]BJNFOi为工件基本制造信息，是为了减少系统的通信数据量，实现制造系统由集中控制向分散增强型生产的转变。通过标签中的基本信息可以保证制造系统在不连网或者和制造系统数据库不进行通信的情况下能够可靠获取到工件的一些关键工艺信息，使生产可以顺利进行。其中包含当前完成状态(LSTAp当前工序C_P1;总加工工序T_P i，各加工工序的质量要求Q—REQp
[0040]B.1NFO^ {C_STA ,, C_PX, T_PX, Q_REQj
[0041]IndeiFJNFOiS工件详细制造信息表，是制造系统数据库中保存工件生产过程中各种记录数据的索引信息。其结构由类型(数据表名)Sheet。n+ID (数据表中的记录编号)RecorcLID^组成。对于离散式测量值如加工尺寸的检验值ID号就是数据记录ID，对于连续检测值ID号由标签的触发产生新的ID号:
[0042]Index_F_INF0i = {Sheet i>n, Record_IDi>m}
[0043]其中n为数据库中数据表的序号，m为数据表中记录的序号。
[0044]步骤二、利用存储式RFID标签建立智能工件和智能制造系统数据库之间的动态映射关系，RFID标签中的工件详细制造信息索引表通过数据表名和记录ID的方式直接给出所有生产过程中产生的制造数据在后台数据库中的存储位置；
[0045]参照图2，动态映射关系包括二种索引关系:
[0046]索引1:存储式标签中的工件ID信息可以直接索引到具体的工件实体，该工件ID信息在整个加工过程中保持不变；
[0047]索引2:存储式标签中的数据表名可以直接指出保存生产数据的数