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1、RFID 冲压模具管理 建议方案 方案编号：2016012002 方案撰写人：刘文卓 1850-175-4002 目 录 项目背景3 用户需求分析.3 RFID 技术介绍.4 RFID 系统工作示意图5 系统方案架构5 解决方案6 模具冲压次数统计.6 模具出入库管理.8 模具状态监测.9 模具维修保养记录管理.9 模具数量盘点.10 产品选型10 无源 UHF RFID 抗金属标签10 UHF RFID 固定式读写器10 UHF 桌面发卡器10 UHF RFID 天线11 有源 RFID 读写器.11 2.45G 有源标签11 项目背景项目背景 随着国内汽车制造加工行业的发展，各种模具使用的
2、数量日益增加，由于模具质量重体积大价值 高种类繁多等特点，采用现有的人工纸质记录等方式已经无法及时有效的对模具资产进行管理，无法 及时了解到模具的使用情况以及模具的储存 维修 报废等情况。 而模具的管理影响着制造加工企业产品的品质以及生产排期，所以模具的管理对提升制造企业效 率以及资产安全管理尤为重要，引入先进的信息采集手段来替代现有的人工管理方式迫在眉睫。 用户需求分析用户需求分析 通过现场观察以及与贵司现场工作人员交流了解到目前在模具的管理方面存在如下需求： 1)模具使用次数统计： 在目前贵公司模具在冲床上进行冲压件的加工工艺时， 整个模具的从上冲床直至模具出现损坏进行维 修工作，使用者无
3、法获知冲压模具的使用次数情况。 这种情况造成对于模具的使用情况以及模具的寿命目前无法进行有效监控， 如果在生产加工过程中使 用了已经产生质量问题的模具，会影响到该模具加工产品的品质。所以用户希望可以借助 RFID 技术 来对已经在冲床上进行加工工作的模具进行管理，从而可以对模具的冲压使用次数进行统计，可以提 前了解该模具的使用寿命，在加工过程中可以避免使用有瑕疵的模具，而影响到产品加工的品质。也 可以提前预知模具的维修期限，提高后续的维修保养工作效率。 2)模具出入库管理 当前模具在进行出入库时，现场操作人员使用叉车将模具运送到仓库中，放置到货架上，然后仓库管 理人员采购纸质记录的方式进行模具
4、的进出和盘点管理。采用人工记录方式有以下缺点： 效率低：工作人员使用纸质记录每次出入库的情况，记录的效率较低，且有可能出现漏记的情况。 记录保存和检索工作复杂：采用纸质文档进行记录会产生大量的纸质文档，后续文档的归档保存需要 专人管理， 且如果需要调出某些出入库记录时， 翻查调取工作也会增加人员的工作量， 影响工作效率。 3)模具实时状态管理 当模具被放置到仓库货架之后，管理人员进行人工点数，采用纸质报表统计，按照内部规定周期性进 行上报。人工管理方式影响了模具的盘点工作的效率，而对于盘点数据的实时性也有影响，管理人员 无法在第一时间知晓仓库中模具的状态。 4)现场堆放的模具以及其他相关资产状
5、态监控 除了在仓库中货架上放置管理的模具之外， 在冲压车间中也随意堆放了一些模具以及相关的检具等资 产，这些模具资产的状态目前无法进行监控。 5)模具维修保养数据记录 目前模具在进入到维修车间到完成维修，整个维修流程没有进行数据记录，在后续模具报废需要进行 维修记录调阅的时候，无法提供相应的数据，管理人员无法得知模具的维修流程工艺等信息。 针对以上需求以及模具在管理中遇到的问题，在此引入 RFID 射频识别技术对模具从入厂到报废的全 生命周期进行管理。 RFID 技术介绍技术介绍 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无 需识别系统与特定目标之
6、间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨 识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有 标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的 信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入 被追踪物体之内。 RFID 系统工作示意图系统工作示意图 系统方案架构系统方案架构 该模具管理方案主要有以下几个功能模块构成： 模具冲压次数统计 模具出入库管理 模具状态检测 模具数量盘点 模具维修保养管 RFID
7、 模具管理系统 模具冲压次数统计 模具出入库管理 模具状态监测 模具维修保养管理 模具数量盘点 解决方案解决方案 模具冲压次数统计模具冲压次数统计 在模具四个面上分别固定 4 个 UHF RFID 抗金属标签， 在冲床上安装 UHF RFID 读写器以及 RFID 天 线，读写器默认状态下不进行读取工作并与冲床进行数据通信。 冲床对模具每冲压一次，传输一条指令给读写器并触发读写器读取模具上的标签一次，读写器将读取 到的标签 ID 号传送到后台数据库中记录，表示该模具被冲压一次，以此来达来监测模具使用情况的 目的。 模具出入库管理模具出入库管理 在模具仓库出入口安装 RFID 读写器架设 RFI
8、D 天线，在出入口形成 RFID 信号覆盖。当工人使用叉 车将粘贴 RFID 标签的模具运输到仓库经过 RFID 信号覆盖区域时即可被读写器读取到，读写器将读 取到的数据传输到仓库出入库软件中，即可完成入库。 在仓库出入口架设两道 RFID 天线组成的识别通道，每一道通道的天线 ID 都不相同，以此来进行出 库或者入库的逻辑判断。 模具状态监测模具状态监测 在仓库的货架上架设 RFID 天线，对货架上模具的 RFID 标签进行识读，将读取到的数据通过网络传 输到后台系统，以帮助管理者及时了解当前模具在仓库中的状态。 在冲压车间里也堆放了一部分模具，由于这些模具没有统一的货架按照规范的方式摆放，
9、加上车间的 空间区域较大， 不适合使用 UHF 无源 RFID 标签进行管理监测。在此建议使用有源 2.45G 频段的 RFID 标签进行管理。 将有源 2.45G 的标签固定到模具上，并在系统中将标签与模具进行绑定，在车间里每间隔 25M 的距 离架设有源 2.45G 频段的读写器，在整个车间里进行信号覆盖。当系统开始运行时，有源标签可以 按照系统设定的时间向2.45G 读写器传送标签 ID 号， 通过该标签传回的数据可判断当前模具的状态， 如果在设定的时间内后台系统软件没有接收到标签发出的信号，即可判定该模具出现了异常。 模具维修保养记录管理模具维修保养记录管理 在维修车间出入口架设 RF
10、ID 读写器和天线， 组成 RFID 通道， 模具在损坏进入到维修车间， 经过 RFID 通道被识别，即表示该模具有被维修的记录。 车间人员使用 模具数量盘点模具数量盘点 车间人员配备 RFID 手持式读写器，在手持式读写器上安装 RFID 盘点程序，当需要进行盘点工作时， 盘点人员使用手持式设备对车间里所有模具上的标签进行读取， 并将读取到的数据与手持机软件上的 盘点清单进行比对，如果与清单没有出入则所有模具资产数量正确。反之，模具资产数量出现异常， 工作人员即可进行排查。 产品选型产品选型 无源无源 UHF RFID 抗金属标签抗金属标签 KT-7015 是一款 PCB 材质的通用型超高频
11、抗金属标签，其在安装于金属物体表面的情况下，具有良 好的读写性能；产品性能稳定，室内使用期限超过 10 年，是目前应用比较广泛的电子标签之一。 UHF RFID 固定式读写器固定式读写器 UHF 桌面发卡器桌面发卡器 KR-100 是一款高性能的超高频 RFID 读写器，完全自主知识产权设计，基于高集成度的 RFID 引擎 ASIC 设计，结合专有的高效处理算法，在保持高识读率的同时，实现对电子标签的快速读写处理， 可广泛应用于个人身份识别、会议签到系统、门禁系统、防伪及生产过程控制等多种无线射频识别 （RFID）应用系统。 UHF RFID 天线天线 有源有源 RFID 读写器读写器 产品特点： 外观小巧，安装方便 数据传输速度快，功耗低 CMC195N 支持 6 路 CMC195 串接 2.45G 有源标签有源标签 产品特点： 发送时间间隔、输出功率可设 工作频率为 2.4GHz2.5GHz ISM 微波段
