RFID生产线自动化系统设计方案.docx
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RFID生产线自动化系统设计方案
RFID生产线自动化系统设计方案
需求分析
南京天加中央空调《空调RFID自动化系统》总体目标是设计并实现基于RFID传感网的生产全程智能监控管理信息系统。
项目分三期进行：
第一期、生产线自动化监控管理；
第二期、扩大流水线试点与ERP全面对接数据；
第三期、智能化仓库管理及售后维修系统建设。
为保证项目运行效果和可靠实施，必须进行充分事前准备，使项目中所有问题都得到实际操作的验证，这样才能确保系统上线后不影响正常生产的同时提高生产率和产品品质。
根据先易后难的原则，经多方讨论确认先期以模块机组（产品单一、流程简单、产量较大等）作为试点，在这条线中进行生产线全程管理，以点带线向上游半成品及资材管理延伸，向下游成品仓库及售后维修延伸，最终在这条线中所有资材、半成品、成品全程监控管理起来。
项目第一期建设只针对模块机组进行改造，为保证模块机组在改造期间还能正常生产，必须保留原有管理流程，在此基础上再进行额外改造，保持二种不同的管理流程同时进行记录管理。
第一章设计方案
2.1.总体功能架构
“RFID生产线自动化系统”（以下简称“系统”）主要由四个部分组成：
1、底层是共享数据库系统，为系统提供基础的支持服务；
2、第二层为系统功能模块，包括业务逻辑规划及上下层业务支持；
3、第三层为系统监控层，包括实时监测类、事务逻辑业务处理类；
4、远程终端处理层，通过智能手持设备进行业务逻辑处理。
RFID系统的功能架构图如下所示。
2.2.手持终端模块功能设计
2.2.1.收货模块
1.手持机通过数据传输模块下载采购单信息。
2.读取工人工号牌登陆系统。
3.选择采购清单对应资材，扫描货物条码确认型号自动查询确认收货数量（如无条码可支持手工选择或输入）
4.扫描货物编号条码然后扫描货物上粘贴的RFID资材标签，二者自动记录绑定（无条码只需要扫描RFID标签就可）
5.所有货物扫描完成自动比对数量规格是否正确，错误自动提示（提示后工作人员可指定强行入库，并记录原因，如无采购清单则无须检核）
6.手持机通过数据传输模块向ERP上传收货数据同时向库存模块上传入库数据，等待ERP自动打印收货单收货完成。
设计开发手机机收货模块程序，创建手持机上轻量版SQLCE数据库，在离线状态下手持机独立工作，将数据暂存到SQLCE数据库中，当插入联网电脑的连接线时，通过RDA方式对手持机和平台数据库进行同步。
2.2.2.退货模块
1.手持机读取工人工号牌登陆系统。
2.扫描退货货物RFID标签，统计数量。
3.完成后确认退货。
退货后卡无效
4.手持机通过数据传输模块向ERP上传退货数据同时向库存模块上传退货数据，等待ERP自动打印退货单退货完成。
2.2.3.出库模块
1.手持机通过数据传输模块下载领料清单。
2.读取工人工号牌登陆系统。
（生产领料与费用领料）
3.选择工单对应资材，扫描需要出库货物RFID资材标签，分类汇总型号及数量，提示已出库及未出库型号数量（无出库清单无须核对）工单可对多个资材领料单
4.手持机通过数据传输模块向ERP上传出库数据同时向库存模块上传出库数据，等待ERP自动打印出库单出库完成。
2.2.4.退库模块
1.手持机读取工人工号牌登陆系统。
2.扫描退库货物RFID标签，统计数量。
3.完成后确认退库。
退库后可用
4.手持机通过数据传输模块向ERP上传退库数据同时向库存模块上传退库数据，等待ERP自动打印退库单退库完成。
2.2.5.库存模块
系统自动接收收货模块、退货模块、出库模块提供的数据，进行保存整理，实时显示库存数量及进出情况针对管理人员可以手工管理库存，并与ERP系统库存数量作对比发现问题及时提示（无ERP系统则不作对比），并显示统计报表。
退货-1，退库+1
2.2.6.标签管理模块
使用手持机手工零时对标签丢失？
或在产品退库资材进行回复标签操作（退库后需重新出库方可使用）
1.先读取人员工号牌登陆系统。
2.扫描条码和RFID资材标签进行新的对应关系绑定。
2.3.平台系统功能模块
2.3.1.字典维护模块
用户根据实际情况，维护现有字典数据。
字典包括：
2.3.2.环境变量维护
用户根据实际情况，维护现有环境变量参数。
2.3.3.员工维护用户管理模块
用户维护员工数据，并分配RFID芯片号，指定管理员和手持机操作人员。
2.3.4.芯片注册模块
实现本系统所有芯片的注册、注销等功能。
2.3.5.手持机管理模块
对手持机数据导入导出，并通过数据传输模块进行数据交换，定期将更新采购清单、人员变动信息等数据更新手持机。
2.3.6.数据传输模块
实现系统与ERP数据交换功能，通过中间库与ERP进行数据交换，库格式已经ERP确认。
2.4.生产线模块
2.4.1.天线维护模块（天线设置）
对所有天线的信息进行维护。
2.4.2.产品维护模块（工序设置：
批量产品工序导入修改）
对所有产品类型信息进行维护，包括产品所需资材的维护
2.4.3.资材维护模块
对所有资材类型信息进行维护具体？
2.4.4.产线维护模块
1.对生产线数据进行维护。
2.对工序字典进行维护。
3.制定生产线和产品的配套方案。
4.制定产品、生产线、工序、天线等配套方案。
5.制定产品工序步骤。
2.4.5.生产线主模块（自动化核心模块）
1.系统接受ERP下达工单号分解配件清单（无工单号，在现场电脑中手工输入批号数量信息）。
2.现场电脑选择产品卡与工单号绑定。
3.扫描条码与工单号绑定，并生成产品实体。
4.设备开始生产时，流水线上固定式读写器第一个天线读取到产品卡号信息即开始生产，并记录每道工序所对应的天线读到的所有员工信息及使用资材卡信息进行绑定。
5.当第一个天线读不到产品卡时，系统默认该设备完成第一道工序，进行第二道工序。
以此类推完成热交、风机、焊接、测漏、终检等工序，每一道工序完成进入下一道工序时系统自动向产线监控模块上传工序信息。
6.有需要安装配件的工序，则根据“先读到配件芯片，后读不到配件芯片”的原则进行产品和配件绑定。
绑定完成后，若系统又读到已绑定的芯片，则将备选的未读到的芯片进行替换绑定。
7.全部工序完成后，系统自动记录该产品生产完毕，并向ERP上传成品数据，等待ERP自动打印成品单入成品库。
2.4.6.产线监控模块
从生产线模块上传的在产和完成产品进行显示统计，分别显示计划任务数量、在产品数量、产成品数量，并生成统计报表。
2.4.7.数据查询模块
实现售后系统等其它外部系统查询RFID系统内数据库数据。
第二章系统关键技术
3.1.射频（RFID）卡技术
射频识别（RFID）技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。
条码是一种应用非常广泛的自动识别技术，但RFID与之相比优势非常明显：
1、不需要光源，甚至可以透过外部材料读取数据；使用寿命长，能在恶劣环境下工作；能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上；—读取距离更远；能够同时处理多个标签；
2、可以写入及存取数据，写入时间相比打印条形码更少；
3、标签的内容可以动态改变；
4、标签的数据存取有密码保护，安全性更高；
5、可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。
射频（RFID）卡技术广泛应用在车辆、人员、文件和涉密介质管理过程中，用于标识管理对象。
第三章开发技术路线
本系统要求运行在WINOWS系统中，详细技术路线如下表所示。
平台端
序号
类别
名称
1
操作系统
2
业务中间件
3
Web发布引擎
4
数据库
5
开发工具
6
编程语言
7
用户界面
8
客户端浏览界面
手持终端
序号
类别
名称
1
操作系统
4
数据库
5
开发工具
6
编程语言
7
操作界面
第四章主要数据库设计
ERP接口数据库包含中间库表和RFID自动化系统所用数据表，中间库表结构继承《易飞ERP与天加资材条码系统集成方案》所定义的表，不在文中重复描述，以下仅给出RFID自动化系统运行所需的主要数据表设计。
5.1.通用模块设计
5.1.1.菜单表T_MENU
列名
含义
类型
说明
MENU_ID
菜单编号
int
主键
MENU_NAME
菜单名称
varchar（50）
PARENT_ID
父菜单
int
MENU_URL
菜单地址
varchar（50）
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
IS_MAIN
是否主菜单
int
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表控制所有菜单的文字、父子关系及链接地址。
5.1.2.字典类型表T_DIC_TYPE
列名
含义
类型
说明
DIC_TYPE_ID
字典类型编号
int
主键
DIC_TYPE_NAME
字典类型名称
varchar（20）
INTRO
字典介绍
varchar（200）
REMARK
备用
varchar（50）
相关说明：
本表控制所有字典的类型。
5.1.3.字典表T_DIC
列名
含义
类型
说明
DIC_ID
字典编号
int
主键
DIC_TYPE_ID
字典类型
int
外键
DIC_NAME
字典名称
varchar（20）
DIC_VALUE
字典数值
varchar（100）
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
PROTECT
保护
int
受保护字典
INTRO
介绍
varchar（200）
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表控制所有字典，“受保护字典”为不允许修改的字典值。
5.1.4.环境变量表T_VAR
列名
含义
类型
说明
VAR_ID
变量编号
int
主键
VAR_NAME
变量名称
varchar（20）
VAR_VALUE
变量值
int
INTRO
变量介绍
varchar（200）
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表控制所有环境的配置。
5.1.5.部门表T_DEPT
列名
含义
类型
说明
DEPT_ID
部门编号
int
主键
DEPT_NAME
部门名称
varchar（50）
INTRO
介绍
varchar（255）
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有部门字典数据，因本字典与普通字典有差别，故另建表记录而没有放在字典表中。
5.1.6.员工表T_EMPLOYEE
列名
含义
类型
说明
E_ID
员工编号
int
主键
E_NO
员工工号
varchar（20）
E_USER
登录名
varchar（20）
E_PASS
密码
varchar（50）
E_NAME
姓名
varchar（20）
SEX
性别
int
DEPT_ID
部门编号
varchar（20）
外键
TEL
电话
varchar（20）
DUTY
职务
int
字典表
STATUS
状态
int
字典表
TAG_ID
芯片号
varchar（50）
WORK_TYPE_ID
工种
int
字典表
IS_MANAGER
是否管理员
int
管理员可登录系统
IS_POCKET
是否手持机人员
int
手持机人员可登录手持机
E_ROLE
权限
varchar（50）
对应菜单表
INTRO
介绍
varchar（255）
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有员工数据，其中职务数据暂不使用。
管理员可登录本系统平台，手持机人员可登录手持机操作。
5.1.7.芯片注册表T_RFID
列名
含义
类型
说明
ID
编号
bigint
主键
TAG_ID
芯片号
varchar（50）
TAG_TYPE
应用类型
int
字典表
CREATE_DATE
注册时间
datetime
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
INVALID_DATE
注销时间
datetime
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本系统所有芯片号都记录到此表。
原则上使用“应用类型”来控制芯片的使用类型，但为了操作简便，取芯片号的第一位来控制芯片的使用类型。
（具体为1-资材，2-人员，3产品）
5.2.生产线模块设计
5.2.1.生产线表T_LINE
列名
含义
类型
说明
LINE_ID
生产线编号
int
主键
LINE_NAME
生产线名称
archar（20）
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表记录生产线的名称信息，可理解为生产线字典表。
5.2.2.工序字典表T_PROCESS
列名
含义
类型
说明
PROCESS_ID
工序编号
int
主键
PROCESS_NAME
工序名称
varchar（20）
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有工序的字典数据，因本字典与普通字典有差别，故另建表记录而没有放在字典表中。
5.2.3.生产线配置方案表T_LINE_CONFIG
列名
含义
类型
说明
CFG_ID
配置方案编号
int
主键
LINE_ID
生产线编号
int
外键
P_TYPE_ID
产品类型编号
int
外键
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
该表记录每种产品在每个生产线上的配置方案，该配置关联这些产品在各生产线上的不同工序。
5.2.4.产品工序明细表T_PRODUCT_PROCESS
列名
含义
类型
说明
PP_ID
产品工序编号
int
主键
CFG_ID
配置方案编号
int
外键
PROCESS_ID
工序编号
int
外键
PROCESS_INDEX
工序顺序
int
BEGIN_ANT_ID
起始天线
int
外键
END_ANT_ID
结束天线
int
外键
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表记录每个产品在各生产线上的不同工序，与生产线配置方案表关联。
本表为整个系统最重要的基础表之一。
5.2.5.工序资材表T_PROCESS_MATERIAL
列名
含义
类型
说明
PM_ID
产品工序资材编号
int
主键
PP_ID
产品工序编号
int
外键
M_TYPE_ID
资材类型编号
int
外键
M_NUM
资材数量
int
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表记录每个产品在各生产线上的不同工序中，所安装的不同种类的资材和数量。
本表与产品工序明细表关联，并需要实现配置完毕。
5.2.6.天线表T_ANT
列名
含义
类型
说明
ANT_ID
天线编号
int
主键
LINE_ID
生产线编号
int
外键
ANT_INDEX
天线序号
int
READER_IP
读写器地址
varchar（20）
ANT_PORT
天线端口
int
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有天线信息。
5.2.7.产品类型表T_PRODUCT_TYPE
列名
含义
类型
说明
P_TYPE_ID
产品类型编号
int
主键
P_NO
产品品号
varchar（50）
P_NAME
产品名称
varchar（50）
SPEC
规格型号
varchar（50）
INTRO
介绍
varchar（255）
PARENT
父产品
int
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有产品信息和父子关系。
可视为产品类型字典表。
5.2.8.产品实体表T_PRODUCT
列名
含义
类型
说明
P_ID
产品编号
bigint
主键
P_TYPE_ID
产品类型编号
int
外键
BARCODE
条码
varchar（50）
TASK_DETAIL_ID
工单明细编号
bigint
主键
CREATE_DATE
生产完成时间
datetime
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
STATUS
当前状态
int
字典表
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有产品实体信息。
当生产线开始生产时记录本表。
5.2.9.资材类型表T_MATERIAL_TYPE
列名
含义
类型
说明
M_TYPE_ID
资材类型编号
int
主键
M_TYPE_NO
品号
varchar（50）
M_TYPE_NAME
品名
varchar（50）
UNIT
厂商
int
字典表
SPEC
规格型号
varchar（50）
FLAG
有效标记
int
1有效0无效
INTRO
介绍
varchar（50）
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有资材信息。
可视为资材类型字典表。
5.2.10.资材实体表T_MATERIAL
列名
含义
类型
说明
M_ID
资材编号
bigint
主键
M_TYPE_ID
资材类型编号
int
外键
BARCODE
条码
varchar（50）
TAG_ID
芯片号
varchar（50）
CREATE_DATE
入库时间
datetime
STATUS
当前状态
int
字典表
OUT_DATE
出库时间
datetime
RECYCLE_DATE
回收时间
datetime
INTRO
介绍
varchar（50）
TASK_ID
工单编号
bigint
外键
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有资材实体信息。
所有采购入库、领料出库的资材信息都进入本表。
本表为整个系统最重要的基础表之一。
5.2.11.工单表T_TASK
列名
含义
类型
说明
TASK_ID
工单编号
bigint
主键
P_TYPE_ID
产品类型编号
int
外键
PLAN_NUM
计划数量
int
LINE_ID
生产线编号
int
外键
CREATE_DATE
生成时间
datetime
TASK_TYPE
工单单别
varchar（50）
TASK_NO
工单单号
varchar（50）
REMARK1
备用1
varchar（50）
REMARK2
备用2
varchar（50）
REMARK3
备用3
varchar（50）
REMARK4
备用4
varchar（50）
REMARK5
备用5
varchar（50）
相关说明：
本表记录所有工单信息。
该信息由ERP导出数据生成。
5.2.12.工单明细表T_TASK_DETAIL
列名
含义
类型
说明
TASK_DETAIL_ID
工单明细编号
bigint
主键
TASK_ID
工单编号
int
外键
TAG_ID
托盘标签
varchar（50）
B
升级会员 