Aplicação da Tecnologia de Identificação por Radiofrequência em Portas de Madeira Laminada

Características do processo de produção de portas de madeira laminadas e requisitos de gerenciamento, usar etiquetas eletrônicas RFID para resolver a produção, armazenagem, logística, problemas de instalação e pós-venda.

Abstrato: De acordo com as características do processo de produção e requisitos de gerenciamento de portas de madeira laminadas, identificação de rádio frequencia (RFID) etiquetas eletrônicas são usadas como o principal portador de informação na produção, armazenagem, logística, instalação e pós venda, e um sistema vertical distribuído baseado na tecnologia RFID é construído. Aquisição de informações de fabricação de porta de madeira e estrutura do modelo de processamento, e o processo de implementação de cada módulo funcional.

Os resultados da aplicação comprovam que este modelo de coleta e processamento de informações pode substituir o tradicional sistema de código bidimensional, e resolver os problemas no processo de produção tradicional que o código bidimensional é fácil de ser poluído, códigos repetidos, os dados podem ser lidos, mas não escritos, e informações de dados estão faltando. A produção de portas de madeira A eficiência aumentou de 1.5 min/janela para 1.0 min/janela, e o tempo de gerenciamento abrangente foi reduzido de 10-15 minutos/janela para 5 minutos/janela, realizando a integração total do processamento de portas de madeira, armazenagem, logística, instalação e manutenção. gerenciamento de processos.

Palavras-chave: produção de porta de madeira laminada, tecnologia RFID, gestão Integrada, Tecnologia IoT RFID

Como uma subdivisão da indústria tradicional de móveis para casa, A indústria de portas de madeira da China está constantemente expandindo seu tamanho de mercado. Com o aprofundamento da transformação digital e inteligente da China, está inaugurando uma grande oportunidade de transformação, atualizando, e inovação e desenvolvimento. O modo de produção atual das portas de madeira chinesas é caracterizado pela produção sob medida, o processo de produção e a estrutura do produto são relativamente complexos, existem muitos tipos de matérias-primas e peças, e o produto tem alto valor agregado. Seu nível de fabricação representa, até certo ponto, o nível de fabricação de produtos de madeira de alta qualidade na China.

Aplicação da tecnologia de identificação por radiofrequência no modo de produção integrada de informações de portas de madeira laminada

Atualmente, os processos de produção de diferentes empresas de portas de madeira na China são ligeiramente diferentes, e a configuração do equipamento é relativamente flexível. A qualidade do produto e a eficiência da produção dependem em grande parte do nível técnico dos trabalhadores e do equipamento autônomo automatizado, e o ciclo de produção é relativamente longo.

A maioria das empresas usa código de barras ou código bidimensional como portador de informações no processo de processamento e circulação de peças, contando principalmente com o sistema MES da fábrica, contando com a rede para comunicação, os requisitos de equipamento também são altos, e a capacidade de armazenamento de informações é pequena, apenas função de leitura unidirecional , a superfície é frequentemente danificada e as informações de processamento não podem ser lidas, o que dificulta o acompanhamento do andamento da produção no link de gerenciamento, as estatísticas de perda de material e produção não são oportunas e precisas, a gestão do armazém é caótica, e "ordens erradas" muitas vezes aparecem nos links de logística e instalação. Fenômeno, causando desperdício desnecessário de tempo e custos de material.

Identificação de rádio frequencia (RFID) tecnologia é uma tecnologia de identificação automática sem contato, cujo princípio é a comunicação de dados sem contato entre o leitor e a etiqueta para identificar automaticamente o objeto de destino e obter dados relevantes, o processo de reconhecimento não requer intervenção manual, e tem forte aplicabilidade em diferentes ambientes industriais.

RFID tem as vantagens de grande capacidade de armazenamento, longa distância de leitura, múltiplos alvos de identificação, e criptografia de dados. Tem sido amplamente utilizado em vendas de lojas de departamentos comerciais, logística de armazenagem, transporte, e fabricação de automóveis.

Atualmente, RFID tem sido usado em alguns países estrangeiros na área de móveis e produtos de madeira. Por exemplo, Northway Industries, um conhecido personalizador de móveis de madeira e material de escritório nos Estados Unidos, usa sistemas RFID para acompanhar o processo de fabricação de produtos; A tecnologia Source UHF RFID foi integrada na fábrica de Valede Cambra para melhorar a eficiência da produção e economizar custos de gestão; Thomasville Móveis Indústrias, um famoso fabricante de móveis americano, usou rede e infraestrutura de RFID para fornecer rastreabilidade de produtos para grandes clientes de varejo.

Atualmente, há poucos relatos sobre a aplicação da tecnologia RFID na indústria de fabricação de portas de madeira no país e no exterior. Em vista disso, de acordo com as características de produção de portas de madeira laminadas e requisitos de gerenciamento de produtos, este estudo leva RFID como a principal transportadora de informações de gerenciamento e fabricação de portas de madeira laminadas, estuda o modo de aplicação da tecnologia RFID em linhas de produção de portas de madeira, e constrói uma porta de madeira laminada baseada na tecnologia RFID. O modelo de aplicação de coleta e processamento de informações de fabricação de portas de madeira realiza a coleta de informações e rastreamento e monitoramento em tempo real de todo o processo de processamento de portas de madeira, transporte, instalação e pós venda.

1. Composição do sistema RFID e princípio de funcionamento
O sistema RFID consiste em três partes, Incluindo: etiqueta eletrônica RFID (MARCAÇÃO, transponder), leitor e sistema aplicativo.

1) A etiqueta eletrônica é acondicionada na folha da porta e contém um chip dedicado e uma antena tag. O chip dedicado é o principal portador de dados para identificação por radiofrequência. Os dados em um determinado formato são armazenados no chip dedicado como a informação de leitura do produto a ser identificado. A antena embutida é usada principalmente para se comunicar com a unidade de radiofrequência no leitor.

2) O leitor é um dispositivo para ler ou ler e escrever informações de etiquetas eletrônicas. Sua principal função é controlar a unidade de radiofrequência interna para transmitir sinais de leitura para a etiqueta eletrônica, receber a resposta da tag, e enviar os dados de identificação do produto junto com outras informações relevantes na etiqueta para o host.

Esta pesquisa usa principalmente o leitor fixo dividido para ler as informações de dados de processamento no front-end do equipamento da linha de produção, e usa o leitor de mão móvel para gerenciar o processo do produto no armazenamento, transporte e montagem de portas de madeira.

3) O sistema aplicativo é composto principalmente de middleware e software aplicativo. O middleware pode escrever e ler dados no tag através do leitor, e conecte o leitor e o software aplicativo. O software aplicativo inclui principalmente software de informações de gerenciamento e produção empresarial, como gerenciamento de recursos empresariais (aplicações e produtos do sistema, APS), Planejamento de Recursos Empresariais (Planejamento de Recursos Empresariais, ERP) e processamento de madeira projeto/fabricação assistida por computador (madeira CAD/CAM, WCC), etc. A composição específica é mostrada na Figura 1.

Figura 1 Composição do sistema RFID - Exemplo de Aplicação IOT

O princípio de funcionamento do sistema é que após a folha da porta encapsulada com a etiqueta eletrônica entrar no campo magnético da antena, ele recebe o sinal da portadora enviado pelo front-end (ou terminal móvel) leitor do equipamento de processamento, obtém a energia necessária através da corrente induzida, e envia o sinal armazenado no chip dedicado. Informações sobre o produto porta de madeira, ou enviar ativamente um determinado sinal de frequência. O leitor lê e decodifica as informações, e transmite energia de onda de rádio de uma frequência específica através da antena transmissora para conduzir o circuito do transponder para enviar dados internos ao sistema de informação central para análise relevante. Finalmente, esses dados são enviados ao programa aplicativo para processamento correspondente.

2. Processo de produção de porta de madeira laminada e análise de requisitos de aplicação de RFID

2.1 Processo de produção de porta de madeira laminada
A porta de madeira laminada é uma porta de madeira folheada, papel decorativo ou outros materiais decorativos, e a moldura da porta é preenchida com materiais do núcleo da porta. A porta de madeira é feita de materiais multicamadas através de laminação. Desempenho de alto custo é cada vez mais favorecido pelos consumidores. Do processamento da matéria-prima à instalação do produto acabado, portas de madeira laminadas precisam passar por preparação de matéria-prima, fabricação, inspeção de qualidade, embalagem, armazenar, distribuição e instalação, como mostrado na figura 2.

Figura 2 Ligações de produção e distribuição de portas de madeira laminada

Comparado com móveis de painel, a porta de madeira laminada é integrada após a combinação do painel e da moldura, e o objeto de processamento subseqüente é um todo, aquilo é, uma ou poucas etiquetas eletrônicas RFID são necessárias para completar a coleta de informações. Além disso, a forma da porta de madeira laminada é fixa, e apenas o tamanho é diferente de acordo com os requisitos de personalização. Ocupa um pequeno espaço, e porque há um certo espaço dentro do núcleo da porta, é conveniente para a embalagem de etiquetas eletrônicas RFID. Portanto, no processo de fabricação de portas de madeira laminada, geralmente é escolhido colocar a etiqueta eletrônica RFID dentro da folha da porta após a montagem do caixilho e antes do painel ser pressionado.

2.2 Análise dos Requisitos de Aplicação de RFID

Existem muitos processos de fabricação de portas de madeira, e muitos equipamentos estão envolvidos. Embora muitos equipamentos na linha de produção de portas de madeira existentes possam ser processados automaticamente pelo reconhecimento de códigos de barras, concentram-se principalmente na serragem dos quatro lados da folha da porta, vedação de borda, abrindo slots de orifício de hardware e outros links. A gestão digital de todo o processo não foi realizada, e falta a coleta automática de informações de todo o processo, dificultando o gerenciamento e o controle on-line.

Quando ocorre um problema de qualidade do produto ou falha no equipamento, é dificil resolver rapido, não pode garantir a qualidade do produto, e afeta a eficiência da gestão da produção. Os requisitos de aplicação de RFID em cada elo da produção e circulação de portas de madeira são analisados a seguir.

1) Realize a gestão transparente da produção. Ao usar etiquetas eletrônicas RFID como portadora de informações, é possível obter e escrever informações importantes sobre o status dos produtos nas etapas de processamento, transporte, instalação e pós-venda em tempo real e eficiente, e compreender oportunamente as informações da condição de trabalho nas fases relevantes dos produtos em andamento, para julgar os gerentes Forneça suporte de dados suficientes para a tomada de decisões.

ETIQUETAS RFID

2) Realize a gestão enxuta da produção. O uso da tecnologia RFID para realizar o rastreamento em tempo real do processo de produção pode permitir que as empresas conheçam o status da produção em tempo hábil, e ajustar de forma flexível a capacidade de produção de acordo com os requisitos do pedido e os links do processo, de modo a maximizar o equilíbrio da produtividade. Este método pode tornar a gestão da oficina mais enxuta, produção mais flexível, e ajudar as empresas a obter uma gestão de produção mais eficiente.

3) Realize a gestão inteligente do processo de produção. Através da tecnologia RFID, as informações do pedido de diferentes lotes, especificações, tamanhos, e as cores das portas de madeira podem ser identificadas e salvas, e a sequência de processamento de equipamentos de processamento, como prensagem de folha de porta, serragem de quatro lados, e processamento de slot de furo de hardware pode ser controlado para melhorar a fabricação inteligente do processo de produção. nível.

4) Realize o controle online da qualidade do produto. Visando os problemas da serragem de quatro lados, vedação de borda, e processamento de ranhuras de orifícios de hardware no atual processo de produção de portas de madeira, lascas de borda, queimado, costuras expostas, arranhões, poços, deslocamento do sulco do furo do hardware, e confusão de processamento de tipo são fáceis de ocorrer. As características legíveis e graváveis das etiquetas eletrônicas RFID, com a ajuda da tecnologia de visão de máquina, grava automaticamente informações não qualificadas nas etiquetas eletrônicas RFID dentro da porta de madeira, realiza a separação automática de produtos não qualificados na fase posterior, e pode rastrear a qualidade do produto a tempo de melhorar a qualidade do produto e a eficiência da produção.

5) Realize o gerenciamento de informações de armazenamento e logística. Utilizando a função de identificação de longa distância de etiquetas eletrônicas RFID pode melhorar o nível de gerenciamento de informações do armazém, identificar rapidamente as informações do pedido e o local de armazenamento do produto, simplificar os procedimentos de inspeção e aceitação para entrar e sair do armazém, e salvar a inspeção, gravação, e processamento exigidos pelas operações manuais tradicionais. Inventário e outros links. No processo de distribuição, A tecnologia de etiquetas RFID é adotada, o que pode reduzir a perda causada por mercadorias extraviadas e erros de envio, e melhorar a qualidade do serviço.

6) Para alcançar a precisão da distribuição e instalação. Utilizando a função de leitura e escrita de etiquetas eletrônicas RFID pode garantir a precisão das portas de madeira personalizadas na posição de distribuição e instalação, evitando o fenômeno de "ordem errada" e causando desperdício desnecessário de tempo e custos de material.

3. Modo de aplicação RFID na linha de produção de fabricação de porta de madeira laminada

3.1 Construção de sistema de modelo distribuído vertical
De acordo com as características do processo de produção de porta de madeira laminada e requisitos de gerenciamento de produto, a estrutura do modelo de fabricação de portas de madeira laminada com base na tecnologia RFID é estudada. Adota uma estrutura de distribuição vertical e consiste principalmente em três partes: a camada de controle, a camada de execução e a camada de negócios, como mostrado na figura 4. Mostrar.

Tecnologia de etiquetas RFID UHF

Fig.4 Estrutura do modelo de produção de portas de madeira distribuídas verticalmente com base na tecnologia RFID

1) Camada de controle: refere-se à rede de controle da oficina composta por leitores fixos divididos e sensores relacionados instalados em equipamentos como composição de painel, serragem de quatro lados, bandagem de borda, e processamento de furos de hardware, e completa o controle do dispositivo no local por meio de computadores , incluindo controlador lógico programável (CLP), máquina-ferramenta de controle numérico computadorizado (controle numérico computadorizado, CNC), controle numérico distribuído (controle numérico distribuído, DNC) e sistema de controle distribuído (Sistema de controle distribuído, DCS) e outros equipamentos.

A principal função é coletar e interconectar automaticamente as informações dos dados do produto por meio das etiquetas eletrônicas RFID pré-configuradas na porta de madeira, para realizar interação em tempo real e integração de informações de dados entre informações de equipamentos e sistemas de software em diferentes estações e diferentes processos, e para melhorar a produção. nível de eficiência e gestão.

2) Camada de execução: refere-se ao sistema de execução de fabricação (sistema de Execução de Manufatura, MES) gerenciamento e rastreamento de materiais, Produção, qualidade, equipamento, lotes de peças-chave e outras informações no processo de fabricação.

Diferentes módulos funcionais podem ser configurados para completar a decomposição detalhada das informações de gerenciamento de manufatura na camada de negócios, e gerenciamento no local de cada dispositivo na camada de controle para garantir o processo de produção contínuo e normal. Ao mesmo tempo, a sensibilidade do gerenciamento no local pode ser melhorada por meio do monitoramento de estoque de materiais, monitoramento do estado do equipamento, monitoramento do progresso da produção, e monitoramento de status de qualidade, e as informações de dados analisadas e processadas podem ser transmitidas aos gerentes da empresa em tempo real para decisões de produção.

3) Camada de negócios: refere-se principalmente ao sistema operacional básico de negócios exigido pela empresa durante a produção e comercialização normais, incluindo controle de gerenciamento de produção, Planejamento de Recursos Empresariais, controle de qualidade do produto, armazenamento e distribuição, instalação e pós-venda e outros sistemas de aplicação. A operação desses sistemas de aplicativos pode melhorar a eficiência de gerenciamento das empresas e melhorar a precisão das decisões de gerenciamento.

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3.2 Composição do módulo funcional
De acordo com os requisitos de fabricação de porta de madeira e gestão logística, a estrutura do modelo de fabricação de porta de madeira laminada distribuída verticalmente com base na tecnologia RFID inclui cinco módulos funcionais: módulo de gerenciamento de processos, módulo de automação de produção, módulo de monitoramento de qualidade do produto, módulo de armazenamento e distribuição, e módulo de pós-venda de instalação. Esses módulos podem fornecer informações de dados relevantes de acordo com diferentes necessidades, para realizar o gerenciamento eficiente e a operação otimizada da linha de produção de fabricação de portas de madeira.