模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，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。作為國民經(jīng)濟的基礎行業(yè)，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應用范圍十分廣泛。自2000年以來，我國的模具行業(yè)已步入了高速發(fā)展時期，但同時，模具一個傳統(tǒng)、復雜、充滿競爭的行業(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)品的開發(fā)，都需要經(jīng)過分析客戶意圖，確定模具結構、報價、設計、物料準備、制造、裝配、試模、反復修模等過程，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)無法及時有效的對模具資產(chǎn)進行管理，無法及時了解到模具的使用情況以及模具的儲存、維修、報廢等情況。

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，引入先進的信息采集手段來替代現(xiàn)有的人工管理方式迫在眉睫。

Part 02用戶需求分析

通過實地調(diào)研，分析客戶需求，重點集中在：

模具使用次數(shù)統(tǒng)計

模具在機床上進行加工工藝時，整個模具從上機床直至模具出現(xiàn)損壞進行維修工作，使用者無法準確獲知模具的使用次數(shù)情況。

這種情況造成對于模具的使用情況以及模具的壽命目前無法進行有效監(jiān)控，如果在生產(chǎn)加工過程中使用了已經(jīng)產(chǎn)生質(zhì)量問題的模具，會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雜：采用紙質(zhì)文檔進行記錄會產(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)出某些出入庫記錄時，翻查調(diào)取工作也會增加人員的工作量，影響工作效率。

模具維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)記錄

目前模具在進入到維修車間到完成維修，整個維修流程沒有進行數(shù)據(jù)記錄，在后續(xù)模具報廢需要進行維修記錄調(diào)閱的時候，無法提供相應的數(shù)據(jù)，管理人員無法得知模具的維修流程工藝等信息。

針對以上需求以及模具在管理中遇到的問題，在此引入RFID射頻識別技術對模具從入廠到報廢的全生命周期進行管理。

Part 04RFID技術介紹

射頻識別（RFID）是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。

無線電的信號是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標簽上傳送出去，以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池；也有標簽本身擁有電源，并可以主動發(fā)出無線電波（調(diào)成無線電頻率的電磁場）。標簽包含了電子存儲的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識別。與條形碼不同的是，射頻標簽不需要處在識別器視線之內(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)拓撲圖

在模具上安裝RFID電子標簽，實現(xiàn)電子標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)點網(wǎng)絡，完成對模具每次沖壓次數(shù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，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)利用先進的RFID自動采集技術，其基本的拓撲圖如下：

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

機臺RFID讀頭為固定安裝的RFID讀寫器，通常安裝于固定的工位，對模具的加工生產(chǎn)信息進行跟蹤記錄。

4.2系統(tǒng)功能

在模具使用點位和倉庫內(nèi)部署RFID電子標簽讀寫器、在模具上安裝RFID電子標簽，建立模具跟蹤的節(jié)點網(wǎng)絡，按批次、模塊對模具參數(shù)進行采集，分析工藝或質(zhì)量參數(shù)的相關性，支撐全廠的物料生產(chǎn)加工跟蹤流程。整套系統(tǒng)利用先進的RFID自動識別技術，實時獲取現(xiàn)場各個模具生產(chǎn)點的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)，質(zhì)檢數(shù)據(jù)和移動數(shù)據(jù)，通過對生產(chǎn)車間所有生產(chǎn)參數(shù)計量信息的收集、整理和分析，完善對物料生產(chǎn)過程所涉及的生產(chǎn)單元、設備、倉庫儀表數(shù)據(jù)采集和錄入，為各種生產(chǎn)活動提供物料移動、加工、庫存和設備、管理層輔助決策和車間成本核算提供可靠保證。

基于RFID技術的模具管理平臺，可提供模具沖壓次數(shù)統(tǒng)計，工單管理，機臺管理，包括上模具、下模具、生產(chǎn)監(jiān)控等，同時可自動完成模具的出入庫管理，具備模具初始化、模具歸還、模具入架、模具領用功能，實現(xiàn)對模具狀態(tài)監(jiān)測、模具損耗監(jiān)測、模具正常監(jiān)測、模具保養(yǎng)監(jiān)測、模具維修監(jiān)測，以及模具的數(shù)量盤點功能。

4.3系統(tǒng)工作流程

4.3.1模具信息電子化

采用RFID發(fā)卡設備，將模具信息寫入到電子標簽中，然后將電子標簽與模具進行一一綁定。

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

標簽采用超高頻抗金屬標簽，每個標簽分配一個唯一ID號，與模具一一對應，將模具信息(模具編號、生產(chǎn)日期、模具位置、模具類型、加工材料、維修、保養(yǎng)等)寫入芯片中，上傳數(shù)據(jù)庫。

運用RFID技術對每組模具作獨立的記錄，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)不同機床的結構，在不同的位置部署不同的設備，以達到對數(shù)據(jù)的精確獲取，以及最佳的安裝方式。

使用小尺寸RFID一體式讀寫器，安裝在機床的背面，不影響設備使用的空曠位置。天線可不一定正對標簽，也可將天線安裝在靠邊位置，使天線有一定角度，朝向標簽即可。具體安裝位置，應視現(xiàn)場條件和測試結果而定。

通過RFID技術，實時自動抓取模具的位置、狀態(tài)信息與機臺合模次數(shù)，并根據(jù)總合模次數(shù)判斷出模具壽命及維修周期。

結合當前網(wǎng)絡技術與當前的管理系統(tǒng)（ERP）做到無縫對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時交換、快速及時查看數(shù)據(jù)，有效控制作業(yè)流程，了解模具的維護和使用情況，有效的對設備進行管理，從而提高工作效率。

將所有的模具統(tǒng)一利用系統(tǒng)進行管理，模具的基本信息與業(yè)務數(shù)據(jù)均有專人負責維護，所有的數(shù)據(jù)異動均透過系統(tǒng)進行校驗與完成，同時產(chǎn)出詳細的記錄。

4.3.3布線方案

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

4.4系統(tǒng)效益

  模具的精細化管理  

• 自動記錄模具的進出庫時間

• 準確記錄模具所在倉庫的具體位置

• 自動記錄模具型號所對應生產(chǎn)的產(chǎn)品型號

• 準確了解模具所使用的次數(shù)

  產(chǎn)品的精益化管理  

• 工藝流程關鍵信息的自動記錄

• 自動批量記錄進出庫產(chǎn)品信息

• 產(chǎn)品質(zhì)量可追溯

  人員的高效管理   

• 任務分配、工藝指導

• 記錄每個工位工人的工作時間、產(chǎn)量，量化考核

• 關聯(lián)每個工人生產(chǎn)的產(chǎn)品批次型號，質(zhì)量追溯有保障