Résumé : Compte tenu des problèmes actuels liés aux méthodes de collecte de données rétrospectives et au manque de méthodes de suivi de l'état de production dans les ateliers de fabrication de machines agricoles, une solution d'application basée sur la technologie d'identification par radiofréquence (RFID) a été étudiée. Premièrement, sur la base de l'analyse de l'état actuel de la production de l'entreprise, un système de collecte de données et une architecture de support de réseau basés sur la technologie RFID ont été proposés ; Deuxièmement, un système de suivi de l'état des travaux en cours a été développé via la plateforme Visual Studio 2017 et le langage C# ; enfin, un broyeur à maïs a été sélectionné comme objet de recherche. L'objet de recherche réalise le déploiement du matériel sur le site de production et mène des expérimentations sur son processus de production ; les cas expérimentaux montrent que le système peut fonctionner rapidement et de manière stable, aidant l'entreprise à réaliser une collecte de données en temps réel et un suivi visuel de l'état de la production, vérifiant ainsi la faisabilité et l'efficacité proposées de la méthode. Mots clés : atelier de fabrication de machines agricoles ; identification radiofréquence; collecte de données; surveillance visuelle


L'identification par radiofréquence (RFID) est une technologie d'identification automatique sans contact qui peut identifier automatiquement les objets fixes ou en mouvement attachés à des étiquettes électroniques. En tant qu'élément important de l'Internet des objets, il a reçu une grande attention au pays et à l'étranger et a été étudié en profondeur par des chercheurs nationaux et étrangers sur des aspects tels que la gestion des entrepôts, la reconnaissance d'identité et le contrôle de la production. De plus, par rapport à la technologie traditionnelle de lecture de codes-barres, la technologie RFID présente les caractéristiques d'une identification de lots à longue distance, d'une vitesse de traitement rapide des informations et d'une forte adaptabilité à l'environnement, ce qui en fait des avantages d'application dans la collecte de données d'atelier de fabrication, la surveillance des processus de production et d'autres domaines. de plus en plus évident, donnant Le développement de l'informatisation dans la fabrication discrète traditionnelle a eu un impact énorme [1]. À l'heure actuelle, des chercheurs nationaux et étrangers ont effectué des recherches théoriques sur l'application de la technologie RFID : la littérature [2] résume le modèle d'application de la technologie RFID dans la fabrication discrète. La littérature [3] résume l'essence de l'application de la RFID : surveiller les changements d'état des ressources de fabrication et collecter les données associées associées aux changements ; et propose un modèle de collecte de données sur les travaux en cours basé sur la RFID. Selon la structure du code EPC dans l'étiquette électronique, la littérature [4] propose des règles de codage pour associer les ressources de fabrication afin d'obtenir une association statique et une association dynamique du processus de traitement des ressources de fabrication. La littérature [5-6] propose un algorithme de déploiement d'optimisation de lecteur RFID, qui peut être utilisé dans des conditions limitées. Obtenez la zone de couverture maximale dans l'espace. La littérature [7] a proposé la combinaison de la technologie RFID et du système de gestion d'entrepôt, et a développé un algorithme de sélection dans le système de gestion des stocks RFID pour maximiser l'efficacité de la manutention des matériaux et réduire les coûts d'exploitation. La littérature mentionnée ci-dessus propose divers modèles d'application et recherches d'algorithmes de simulation basés sur la technologie RFID, mais ils se concentrent tous sur la recherche théorique et manquent de recherche combinée aux problèmes de production réels des entreprises. Il existe donc un phénomène selon lequel « la recherche appliquée est en retard par rapport à la recherche théorique ». . Sur la base des recherches des chercheurs mentionnés ci-dessus, combinées à l'état de production d'une entreprise de machines agricoles au Xinjiang, une solution d'application RFID pour les ateliers de fabrication de machines agricoles est proposée. La configuration matérielle et la collecte de données en temps réel de la RFID ont été mises en œuvre autour du flux de processus et des lots de production du processus de production en cours, et une plate-forme de surveillance basée sur l'architecture C/S a été développée via la plate-forme Visual Studio 2017 pour atteindre surveillance visuelle du processus de production.

  2 Analyse de l'état de la production et exigences d'application 2.1 Analyse de l'état de la production La société Xinjiang M est une entreprise engagée dans la fabrication de machines agricoles et d'élevage. Après enquête et analyse, le processus de production du broyeur à maïs est principalement complété par le traitement physique et l'assemblage. Le processus d'assemblage est principalement divisé en quatre sections de travail. Le cadre coque est d'abord mis en ligne sur la chaîne de montage. Chaque fois qu'il atteint une station d'assemblage, les ouvriers installent les pièces correspondantes selon les exigences d'assemblage correspondantes jusqu'à ce qu'elles soient hors ligne. Le processus d’assemblage est complexe et il existe de nombreux types de matériaux. Il existe deux problèmes principaux : (1) La méthode de collecte de données est rétrograde. L'équipement est vieux et le niveau d'informatisation est arriéré. La personne en charge de la section de travail doit enregistrer manuellement les informations d'assemblage lorsque le produit sort de la chaîne de production. Il est impossible d’obtenir des données en temps réel sur le processus de production et il est impossible d’analyser la capacité de production en analysant les données historiques. Par exemple, les différents niveaux de compétence des travailleurs entraînent de grandes différences dans les délais d’exécution de chaque processus, ce qui entraîne un déséquilibre dans les opérations de la chaîne de production. (2) Supervision en temps réel des problèmes d’avancement de la production. Les chefs d'atelier ne peuvent pas comprendre en temps réel les informations sur l'avancement de la production des produits actuels et doivent constamment vérifier l'état de la première ligne de l'atelier, ce qui entraîne une faible efficacité du travail et une perte de temps et d'argent. 2.2 Analyse de la demande d'applications De plus en plus de chercheurs et d'entreprises réalisent l'importance de combiner l'analyse théorique avec les conditions de production de l'entreprise. Par conséquent, nous étudions ici la gestion de l’information du processus de production à travers la combinaison de la technologie RFID et du processus de production. Le contenu spécifique est le suivant : (1) Collecter des données en temps réel du processus de production grâce à la technologie RFID pour parvenir à une transmission sans papier des données sur les produits dans le processus de production. ,Informatisation. Éliminez le caractère inopportun et sujet aux erreurs des méthodes de collecte manuelles traditionnelles. (2) Les différents niveaux de compétence des travailleurs entraînent de grandes différences dans le temps de traitement, et le temps de traitement de chaque station ne peut pas être standardisé, ce qui entraîne une perte de temps et d'argent. Le temps de traitement en temps réel est obtenu grâce à la technologie RFID en temps réel, fournissant un support de données pour l'analyse ultérieure de la capacité de production de l'entreprise. (3) Réaliser une gestion unifiée des données en créant un système de support de réseau d'atelier, développer une plate-forme de suivi des travaux en cours et réaliser une surveillance visuelle du processus de production.

3 Conception de solutions d'application basées sur la RFID
3.1 Conception du schéma de collecte de données La collecte de données en temps réel constitue la base du suivi en temps réel de l'état des produits en cours de fabrication, et le processus de collecte de données accompagne l'ensemble du processus de production. Les idées spécifiques de collecte de données sont les suivantes :
3.1.1 Étape de préparation de l'opération Avant l'opération, les matériaux et les étiquettes RFID doivent être liés. Tout d'abord, écrivez les informations sur le produit et les informations sur le flux de processus dans l'étiquette RFID, attribuez un identifiant temporaire au produit pour une identification unique et terminez l'initialisation de l'étiquette RFID. Collez ensuite l'étiquette sur le modèle du produit. Après avoir saisi les informations avec succès, vous pouvez vous préparer au fonctionnement en ligne.
3.1.2 Étape d'opération d'assemblage Mettre en place des points de collecte de données dans chaque processus, c'est-à-dire installer des antennes RFID. Lorsque les produits en cours de traitement arrivent au poste d'assemblage, le lecteur lit les informations de processus dans l'étiquette via l'antenne RFID et obtient les informations sur l'état de traitement actuel. Lorsque le travailleur termine le processus et que le résultat de l'inspection qualité est « qualifié », les données de l'étiquette seront automatiquement mises à jour en fonction des informations sur le processus. Le processus ci-dessus sera répété jusqu'à ce que tous les processus soient terminés, en attendant d'entrer dans la section de débogage. 3.1.3 Étape de débogage Une fois le travail d'assemblage du travail en cours terminé, toute l'étape de débogage de la machine sera entrée. Si le débogage échoue, l'état de traitement du travail en cours sera mis à jour sur « Rework ». Une fois la retouche terminée, l'étape de débogage sera entrée jusqu'à ce que le débogage soit réussi ; si le débogage réussit, les informations sur l'état du traitement seront mises à jour sur « Débogage réussi ».
3.1.4 Fin du travail Une fois toutes les opérations d'assemblage terminées et l'ensemble de la machine débogué avec succès, les données sont automatiquement transmises au serveur de base de données via le middleware pour le stockage. Toutes les balises sont récupérées et les informations sur les balises sont effacées en même temps pour le recyclage. processus spécifique,

3.2 Principe de suivi de l'état des matériaux Les informations de suivi de l'état des matériaux [8] comprennent des informations de base sur les matériaux et des informations sur l'état des matériaux. Informations matérielles de base telles que le nom du matériau, le code du matériau, le modèle de spécification, le lot de production, etc. ; informations sur l'état des matériaux telles que les informations sur l'état de l'assemblage, les informations sur le poste de travail, le temps requis pour terminer le processus, etc. En installant des points de collecte de données RFID sur chaque poste de travail, les informations sur l'état changeant du produit pendant la production sur ce poste de travail peuvent être capturées jusqu'à ce que tous les processus sont terminés. L'ensemble du processus réalise la synchronisation du flux physique et du flux d'informations.

  3.3 Architecture de support du réseau système Sur la base du schéma de collecte de données RFID, l'architecture de support du réseau système est conçue [9], comme le montre la figure 3. La couche de collecte de données fait directement face au site de production de l'atelier via des terminaux de collecte de données RFID pour réaliser la collecte et stockage des données de production. Les données sous-jacentes sont ensuite téléchargées sur le serveur de base de données via le middleware RFID et le réseau local de l'atelier ; la couche de traitement de données fournit une prise en charge des données pour la couche d'application après avoir terminé le traitement des données d'origine ; la couche d'application d'entreprise est utilisée pour prendre en charge des modules fonctionnels tels que la surveillance des processus de production et la requête d'informations historiques. Les données du processus de production peuvent également être fournies à d'autres systèmes via un service Web ou un langage de balisage extensible (XML). Les chefs d'entreprise peuvent obtenir directement ou indirectement des informations de production en temps réel grâce à l'intégration avec les systèmes MES. 272 Fan Yuxin et al. : Recherche sur l'application de la technologie d'identification par radiofréquence dans les ateliers de fabrication de machines agricoles Numéro 5 Figure 3 Architecture de support réseau du système Fig.3 Architecture de support réseau du système

  4 Implémentation du système Sur la base du schéma de collecte de données et de la structure du système ci-dessus, via la plate-forme Visual Studio dio2017 et le langage de programmation C#, et en référence au fichier de configuration API fourni par le développeur de l'équipement [10], un atelier de fabrication de machines agricoles -Une plate-forme de suivi de l'état d'avancement a été développée, utilisant la base de données SQL Server pour stocker les données de production et de fabrication. Afin de garantir le temps réel et la sécurité des données, le système est développé selon l'architecture C/S. Conception du module fonctionnel du système, comme le montre la figure 4. Il comprend principalement un module de collecte de données, la surveillance de l'état de la production, des statistiques d'informations en temps réel et une requête de données historiques. Figure 4 Diagramme de l'architecture des fonctions du système 4.1 Module de collecte de données La collecte de données est au cœur du système, y compris l'initialisation des balises et l'acquisition des données. Autrement dit, les données collectées sont stockées dans la base de données via le dispositif de collecte de données, puis grâce à l'analyse et au traitement des données, un support de données est fourni pour la surveillance de l'état de la production. 4.2 Surveillance de l'état de production Lorsqu'un produit étiqueté entre dans la zone de balayage de l'antenne, les informations de base et les informations sur l'état de production du produit sont obtenues, et l'état de production des travaux en cours est surveillé en temps réel ; le plan de production est restitué en temps réel via le numéro de lot de production de l'en-cours. Calendrier complet. 4.3 Statistiques d'informations en temps réel : statistiques en temps réel sur le nombre total d'opérations en ligne, la quantité terminée et la quantité en cours d'assemblage de l'ensemble de la chaîne d'assemblage ; des statistiques sur la quantité de divers produits selon les postes de travail, les catégories de produits et les plans de production. 4.4 Requête de données historiques Statistiques des données historiques des produits fabriqués basées sur le temps d'achèvement, les spécifications et modèles de produits, les numéros de plan et les codes de produit. 5 Vérification de cas L'expérience prend comme exemple le processus d'assemblage du hachoir à maïs. La configuration matérielle RFID de la ligne de production est illustrée à la figure 5. Le lecteur collecte et écrit des données sur l'étiquette en se connectant à l'antenne RFID, puis se connecte à l'ordinateur hôte pour former un réseau local. L'ordinateur hôte met en œuvre le réglage des paramètres du dispositif matériel RFID et la communication de données avec le lecteur. Lecteur/enregistreur RFID Étiquette RFID Ordinateur hôte Hachoir de machine à maïs Antenne RFID Figure 5 Schéma de configuration du site RFID Fig.5 Disposition du site RFID Le hachoir de machine à maïs comporte quatre sections d'assemblage et chaque section est équipée d'une antenne RFID. En prenant le processus d'assemblage du hachoir comme objet de recherche, le code matériau correspondant au hachoir est 202031506250001, le modèle de spécification est QS-3150 et le plan de production est 202006-01. Le tableau de routage des processus correspondant est illustré à la figure 6. Il convient de noter qu'en raison de la complexité de l'environnement sur site, la configuration de l’équipement RFID sera affectée. Afin d'assurer l'efficacité de lecture de l'antenne RFID, l'étiquette électronique est apposée sur le côté du boîtier proche de l'antenne pour garantir que chaque processus d'assemblage puisse être lu. Obtenu. Figure 6 Organigramme du processus d'assemblage de la machine à maïs MhopperFig.6 Processus d'assemblage de la machine à maïs Mhopper Figure 7 Interface de fonctionnement du systèmeFig.7 Interface de fonctionnement du système Avant d'assembler le hachoir, attachez une étiquette RFID et entrez les informations initiales, telles que le nom du produit, le codage, le numéro du plan de production, etc. Une fois l’initialisation de la balise terminée, elle est prête pour la production en ligne. Lorsque le produit entre dans le premier processus, la RFID lit les informations de l'étiquette et obtient les informations de localisation actuelle et les informations d'état. En même temps, il enregistre l'heure de début. Lorsque le hachoir termine le processus, il est automatiquement mis à jour. Étiquetez les informations et enregistrez l'heure d'achèvement, et ainsi de suite jusqu'à ce que le débogage soit terminé. Dans le même temps, les données collectées sont stockées dans la base de données et les tags sont finalement recyclés pour être recyclés. L'interface d'exécution du programme affiche l'intégralité du processus mentionné ci-dessus en temps réel, et peut également afficher avec précision l'état d'achèvement du processus actuel et du plan de production, et compter le temps d'achèvement de chaque processus, la quantité en ligne de chaque modèle de produit, le quantité terminée et autres informations.