盧飛 張銳鋒 李強(qiáng)

國網(wǎng)亳州供電公司 安徽亳州 236800

在高速發(fā)展的今天，非視覺、非接觸式的無線電通信電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，如門禁系統(tǒng)、圖書館、電子與食品溯源等方面。我國專門為電子標(biāo)簽技術(shù)制定了一系列國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)，國際上也制定有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在電子標(biāo)簽技術(shù)廣泛應(yīng)用的背景下，電子標(biāo)簽相關(guān)產(chǎn)品增多，大量的電子標(biāo)簽產(chǎn)品生產(chǎn)以后需要嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)測試。為節(jié)省人力、時(shí)間和硬件資源，設(shè)計(jì)一款電子標(biāo)簽技術(shù)的多標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化測試系統(tǒng)變得很有必要。

1 電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用必要性

數(shù)字化工廠的作用在于在虛擬環(huán)境中，對(duì)各類制造信息進(jìn)行接收和反饋。目前，在數(shù)字制造、維修管理工作中，電子標(biāo)簽因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在數(shù)字化制造和維修管理中發(fā)揮重要優(yōu)勢(shì)：傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，不需要數(shù)據(jù)線，在特定距離內(nèi)，即使沒有正對(duì)探測器，也能夠達(dá)到良好的識(shí)別效果，無需人為干擾，數(shù)據(jù)采集呈現(xiàn)自動(dòng)化特征，鮮有錯(cuò)漏；探測器能夠自動(dòng)探測無源電子標(biāo)簽，監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)輸中的各類物品，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)物資供應(yīng)不足、生產(chǎn)堵塞問題。無論在數(shù)據(jù)采集，還是問題報(bào)警中，都可使用有源電子標(biāo)簽，使信號(hào)發(fā)送更加主動(dòng)；電子標(biāo)簽具備標(biāo)識(shí)物品、存儲(chǔ)信息、讀寫動(dòng)態(tài)等性能?，F(xiàn)階段，大容量電子標(biāo)簽在64K以上，能夠在生產(chǎn)、維修環(huán)節(jié)存儲(chǔ)大量信息。下游工序可能存在上游工序加工信息，物品從工廠離開之后，所用信息，維修過程中，還會(huì)回到工廠；電子標(biāo)簽可在高溫、腐蝕、金屬、振動(dòng)等環(huán)境下應(yīng)用，能夠同時(shí)讀入、識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽。在零件表面或內(nèi)部設(shè)置電子標(biāo)簽。一些供應(yīng)商甚至還供給托盤、包裝箱等，便于內(nèi)嵌電子標(biāo)簽；組合傳感器和有源電子標(biāo)簽，進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，能夠?qū)χ攸c(diǎn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督。電子標(biāo)簽除了承載信息外，還能夠?qū)崿F(xiàn)車間管控集成；電子標(biāo)簽具備人機(jī)交互性能，把參數(shù)信息存儲(chǔ)到電子標(biāo)簽內(nèi)，能夠把參數(shù)條件輸入手持終端，對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行問詢，達(dá)標(biāo)后，發(fā)光或發(fā)聲[1]。

2 基于電子標(biāo)簽的智能化工具管理系統(tǒng)

2.1 智能工具庫房

以往工具房管理工作中，通過人工借還工具，還要使用專門的記錄簿，對(duì)工具使用、借還狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。依托系統(tǒng)設(shè)置，使工具管理庫房呈現(xiàn)智能化特征。該工具庫房中，有專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，主要構(gòu)成內(nèi)容涵蓋RF標(biāo)簽讀寫器和Zigbee收發(fā)模塊，它們通過USB接口連接。在庫房管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，連接有RF標(biāo)簽讀寫器，工具上也有RF標(biāo)簽，以此為載體，統(tǒng)一管理庫房中的全部智能工具。依托庫位、工具、工具箱等各類標(biāo)簽采集，在電腦的中央數(shù)據(jù)庫傳遞此類數(shù)據(jù)，便于保存工具標(biāo)簽。工作人員可通過數(shù)據(jù)庫搜索，及時(shí)借還工具，并在較短時(shí)間內(nèi)定位工具，使借還工作圓滿完成。

2.2 智能工具箱

這一智能工具箱的優(yōu)勢(shì)在于發(fā)揮URF讀頭模塊優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)象為放入、接近、進(jìn)入后，距離工具箱比較遠(yuǎn)，且攜帶RF標(biāo)簽的智能工具。工具箱上攜帶的Zigbee模塊和工具庫房管理計(jì)算機(jī)上安裝的Zigbee模塊能夠進(jìn)行無線通信。充分發(fā)揮算法優(yōu)勢(shì)，對(duì)位于工作場所內(nèi)的全部智能工具箱進(jìn)行有效定位，使之顯示在庫房管理系統(tǒng)中。工具箱還能夠?qū)ο鋬?nèi)的工具進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，倘若超出識(shí)別界限，會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出識(shí)別報(bào)警信號(hào)。結(jié)束機(jī)務(wù)工作后，在工具箱內(nèi)放入工具，及時(shí)把箱門關(guān)閉，可對(duì)內(nèi)部工具種類、數(shù)量等進(jìn)行自動(dòng)清理。倘若與箱內(nèi)原本工具種類、數(shù)量等不匹配，可發(fā)揮聲光報(bào)警優(yōu)勢(shì)，對(duì)機(jī)務(wù)人員進(jìn)行提醒，使工具監(jiān)控管理工作具備智能化特征。明確該智能化體系作用，始終保證維修工具箱與機(jī)務(wù)人員日常工作需求相符合。在該系統(tǒng)中，監(jiān)控機(jī)務(wù)維修工具始終處于核心位置，其是否可靠及智能化程度與整體系統(tǒng)運(yùn)行情況息息相關(guān)。

2.3 智能工具

為了滿足機(jī)務(wù)維修、地面勤務(wù)等工作要求，把開槽、開孔工藝，應(yīng)用到工具表面特定位置，借助粘貼、懸掛、埋設(shè)、包覆等工藝，綜合常規(guī)RF標(biāo)簽、工具、抗金屬RF標(biāo)簽等，使工具強(qiáng)度、使用壽命等不受干擾。在開槽、開孔工藝中，完成RF標(biāo)簽嵌入工作之后，在回填、封裝工作中，對(duì)特殊材料進(jìn)行應(yīng)用[2-3]。

3 現(xiàn)場硬件環(huán)境

采用單元化改造方式，優(yōu)化車間，把成組技術(shù)融入各單元設(shè)計(jì)工作，提高工件加工效率。在生產(chǎn)維修工作中，此類單元非常重要，需要以高效通道為載體，對(duì)這些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，使該制造系統(tǒng)更加完備。借助自動(dòng)化物流傳輸系統(tǒng)，串接此類單元。其對(duì)手動(dòng)和自動(dòng)方式進(jìn)行同步采用，在地面、空中進(jìn)行分層運(yùn)輸。同時(shí)把人工傳送、自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)應(yīng)用到地面運(yùn)輸中，使之為中小型物件服務(wù)。在自動(dòng)傳輸機(jī)構(gòu)方面，安排操作人員對(duì)電子標(biāo)簽讀寫模塊負(fù)責(zé)，在托盤電子標(biāo)簽中，寫入生產(chǎn)批次信息、工作訂單號(hào)，并在外包裝位置粘貼電子標(biāo)簽。工件自動(dòng)識(shí)別模塊位于傳送機(jī)構(gòu)末端，對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，在信息系統(tǒng)中導(dǎo)入工件訂單、生產(chǎn)批次信息。在中間環(huán)節(jié)，完成特定數(shù)量工件生產(chǎn)之后，在指定工作緩沖區(qū)放置，使下一道工序領(lǐng)用更加方便。電子標(biāo)簽集成應(yīng)用過程中，操作人員按照要求，在周轉(zhuǎn)箱內(nèi)放入一定數(shù)量的工件，并把電子標(biāo)簽（含批次信息）設(shè)置在周轉(zhuǎn)箱上，操作人員還要攜帶與之相對(duì)應(yīng)的班組卡標(biāo)簽，假使其在工件緩沖區(qū)電子標(biāo)簽探測范圍內(nèi)，無論班組信息，還是工件信息卡都能夠被自動(dòng)識(shí)別出來，并在信息系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)入。

4 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于快速發(fā)展之中，尤其是在2025智能制造的背景下，需要大量的電子標(biāo)簽人才，在未來的教學(xué)中，還要不斷的將新的內(nèi)容融入到模塊化教學(xué)當(dāng)中，結(jié)合學(xué)生的掌握程度，企業(yè)人才的用人需要不斷對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行修正和改進(jìn)，鼓勵(lì)學(xué)生多參加全國物聯(lián)網(wǎng)競賽，進(jìn)一步提高他們的學(xué)習(xí)及動(dòng)手能力。