模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75％的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50％的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車(chē)、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。自2000年以來(lái)，我國(guó)的模具行業(yè)已步入了高速發(fā)展時(shí)期，但同時(shí)，模具一個(gè)傳統(tǒng)、復(fù)雜、充滿競(jìng)爭(zhēng)的行業(yè)，企業(yè)都是一種面向訂單的單件生產(chǎn)型企業(yè)，幾乎每一套模具訂單的生產(chǎn)都是一種新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，都需要經(jīng)過(guò)分析客戶意圖，確定模具結(jié)構(gòu)、報(bào)價(jià)、設(shè)計(jì)、物料準(zhǔn)備、制造、裝配、試模、反復(fù)修模等過(guò)程，直到模具能夠加工出合格的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的采用人工紙質(zhì)記錄的方式已經(jīng)無(wú)法及時(shí)有效的對(duì)模具資產(chǎn)進(jìn)行管理，無(wú)法及時(shí)了解到模具的使用情況以及模具的儲(chǔ)存、維修、報(bào)廢等情況。

而模具的管理影響著制造加工企業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)以及生產(chǎn)排期，所以模具的管理對(duì)提升制造企業(yè)效率以及資產(chǎn)安全管理尤為重要，引入先進(jìn)的信息采集手段來(lái)替代現(xiàn)有的人工管理方式迫在眉睫。

Part 02用戶需求分析

通過(guò)實(shí)地調(diào)研，分析客戶需求，重點(diǎn)集中在：

模具使用次數(shù)統(tǒng)計(jì)

模具在機(jī)床上進(jìn)行加工工藝時(shí)，整個(gè)模具從上機(jī)床直至模具出現(xiàn)損壞進(jìn)行維修工作，使用者無(wú)法準(zhǔn)確獲知模具的使用次數(shù)情況。

這種情況造成對(duì)于模具的使用情況以及模具的壽命目前無(wú)法進(jìn)行有效監(jiān)控，如果在生產(chǎn)加工過(guò)程中使用了已經(jīng)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的模具，會(huì)影響到該模具加工產(chǎn)品的品質(zhì)。

效率低

工作人員使用紙質(zhì)記錄每次出入庫(kù)的情況，記錄的效率較低，且有可能出現(xiàn)漏記的情況。

記錄保存和檢索工作復(fù)雜：采用紙質(zhì)文檔進(jìn)行記錄會(huì)產(chǎn)生大量的紙質(zhì)文檔，后續(xù)文檔的歸檔保存需要專人管理，且如果需要調(diào)出某些出入庫(kù)記錄時(shí)，翻查調(diào)取工作也會(huì)增加人員的工作量，影響工作效率。

模具維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)記錄

目前模具在進(jìn)入到維修車(chē)間到完成維修，整個(gè)維修流程沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，在后續(xù)模具報(bào)廢需要進(jìn)行維修記錄調(diào)閱的時(shí)候，無(wú)法提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，管理人員無(wú)法得知模具的維修流程工藝等信息。

針對(duì)以上需求以及模具在管理中遇到的問(wèn)題，在此引入RFID射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)模具從入廠到報(bào)廢的全生命周期進(jìn)行管理。

Part 04RFID技術(shù)介紹

射頻識(shí)別（RFID）是一種無(wú)線通信技術(shù)，可以通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。

無(wú)線電的信號(hào)是通過(guò)調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng)，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場(chǎng)中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身?yè)碛须娫矗⒖梢灾鲃?dòng)發(fā)出無(wú)線電波（調(diào)成無(wú)線電頻率的電磁場(chǎng)）。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。

RFID系統(tǒng)工作示意圖：

Part 05解決方案

4.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D

在模具上安裝RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽與模具信息的綁定，在各沖壓環(huán)境部署RFID閱讀器，建立模具信息跟蹤的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)模具每次沖壓次數(shù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為系統(tǒng)分析模具生命周期提供數(shù)據(jù)支持。

整套系統(tǒng)利用先進(jìn)的RFID自動(dòng)采集技術(shù)，其基本的拓?fù)鋱D如下：

移動(dòng)PDA具備RFID功能，可用于模具管理過(guò)程中的一些移動(dòng)作業(yè)，包括模具的小批量上下架、移架、盤(pán)點(diǎn)、維保信息查詢記錄等。

機(jī)臺(tái)RFID讀頭為固定安裝的RFID讀寫(xiě)器，通常安裝于固定的工位，對(duì)模具的加工生產(chǎn)信息進(jìn)行跟蹤記錄。

4.2系統(tǒng)功能

在模具使用點(diǎn)位和倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部署RFID電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器、在模具上安裝RFID電子標(biāo)簽，建立模具跟蹤的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，按批次、模塊對(duì)模具參數(shù)進(jìn)行采集，分析工藝或質(zhì)量參數(shù)的相關(guān)性，支撐全廠的物料生產(chǎn)加工跟蹤流程。整套系統(tǒng)利用先進(jìn)的RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)模具生產(chǎn)點(diǎn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、庫(kù)存數(shù)據(jù)，質(zhì)檢數(shù)據(jù)和移動(dòng)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)車(chē)間所有生產(chǎn)參數(shù)計(jì)量信息的收集、整理和分析，完善對(duì)物料生產(chǎn)過(guò)程所涉及的生產(chǎn)單元、設(shè)備、倉(cāng)庫(kù)儀表數(shù)據(jù)采集和錄入，為各種生產(chǎn)活動(dòng)提供物料移動(dòng)、加工、庫(kù)存和設(shè)備、管理層輔助決策和車(chē)間成本核算提供可靠保證。

基于RFID技術(shù)的模具管理平臺(tái)，可提供模具沖壓次數(shù)統(tǒng)計(jì)，工單管理，機(jī)臺(tái)管理，包括上模具、下模具、生產(chǎn)監(jiān)控等，同時(shí)可自動(dòng)完成模具的出入庫(kù)管理，具備模具初始化、模具歸還、模具入架、模具領(lǐng)用功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)模具狀態(tài)監(jiān)測(cè)、模具損耗監(jiān)測(cè)、模具正常監(jiān)測(cè)、模具保養(yǎng)監(jiān)測(cè)、模具維修監(jiān)測(cè)，以及模具的數(shù)量盤(pán)點(diǎn)功能。

4.3系統(tǒng)工作流程

4.3.1模具信息電子化

采用RFID發(fā)卡設(shè)備，將模具信息寫(xiě)入到電子標(biāo)簽中，然后將電子標(biāo)簽與模具進(jìn)行一一綁定。

電子標(biāo)簽選用抗金屬型，為適合現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境和頻繁的振動(dòng)，采用鉚釘或螺絲釘?shù)姆绞綄?biāo)簽安裝到模具表面。基本安裝示意如下：

標(biāo)簽采用超高頻抗金屬標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽分配一個(gè)唯一ID號(hào)，與模具一一對(duì)應(yīng)，將模具信息(模具編號(hào)、生產(chǎn)日期、模具位置、模具類型、加工材料、維修、保養(yǎng)等)寫(xiě)入芯片中，上傳數(shù)據(jù)庫(kù)。

運(yùn)用RFID技術(shù)對(duì)每組模具作獨(dú)立的記錄，建立模具生命周期電子檔案，記錄所有曾做出的改動(dòng)及狀態(tài)，例如模具的壽命，模具的狀態(tài)，包括異常損壞的情形。

4.2.3工位采集系統(tǒng)

根據(jù)不同機(jī)床的結(jié)構(gòu)，在不同的位置部署不同的設(shè)備，以達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)的精確獲取，以及最佳的安裝方式。

使用小尺寸RFID一體式讀寫(xiě)器，安裝在機(jī)床的背面，不影響設(shè)備使用的空曠位置。天線可不一定正對(duì)標(biāo)簽，也可將天線安裝在靠邊位置，使天線有一定角度，朝向標(biāo)簽即可。具體安裝位置，應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)條件和測(cè)試結(jié)果而定。

通過(guò)RFID技術(shù)，實(shí)時(shí)自動(dòng)抓取模具的位置、狀態(tài)信息與機(jī)臺(tái)合模次數(shù)，并根據(jù)總合模次數(shù)判斷出模具壽命及維修周期。

結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與當(dāng)前的管理系統(tǒng)（ERP）做到無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換、快速及時(shí)查看數(shù)據(jù)，有效控制作業(yè)流程，了解模具的維護(hù)和使用情況，有效的對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，從而提高工作效率。

將所有的模具統(tǒng)一利用系統(tǒng)進(jìn)行管理，模具的基本信息與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)均有專人負(fù)責(zé)維護(hù)，所有的數(shù)據(jù)異動(dòng)均透過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)與完成，同時(shí)產(chǎn)出詳細(xì)的記錄。

4.3.3布線方案

RS485和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可供選擇的穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式。

4.4系統(tǒng)效益

  模具的精細(xì)化管理  

• 自動(dòng)記錄模具的進(jìn)出庫(kù)時(shí)間

• 準(zhǔn)確記錄模具所在倉(cāng)庫(kù)的具體位置

• 自動(dòng)記錄模具型號(hào)所對(duì)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品型號(hào)

• 準(zhǔn)確了解模具所使用的次數(shù)

  產(chǎn)品的精益化管理  

• 工藝流程關(guān)鍵信息的自動(dòng)記錄

• 自動(dòng)批量記錄進(jìn)出庫(kù)產(chǎn)品信息

• 產(chǎn)品質(zhì)量可追溯

  人員的高效管理   

• 任務(wù)分配、工藝指導(dǎo)

• 記錄每個(gè)工位工人的工作時(shí)間、產(chǎn)量，量化考核

• 關(guān)聯(lián)每個(gè)工人生產(chǎn)的產(chǎn)品批次型號(hào)，質(zhì)量追溯有保障