RFID生产线自动化系统设计方案.doc

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+12.2.6. 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3Web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intMENU_URL菜单地址varchar(50)FLAG有效标记int1有效0无效IS_MAIN是否主菜单intREMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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int1有效0无效PROTECT保护int受保护字典INTRO介绍varchar(200)REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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intINTRO变量介绍varchar(200)REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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intDEPT_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1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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datetimeFLAG有效标记int1有效0无效INVALID_DATE注销时间datetimeREMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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intBEGIN_ANT_ID起始天线int外键END_ANT_ID结束天线int外键FLAG有效标记int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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intREMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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intREADER_IP读写器地址varchar(20)ANT_PORT天线端口intFLAG有效标记int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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intFLAG有效标记int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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datetimeFLAG有效标记int1有效0无效STATUS当前状态int字典表REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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int1有效0无效INTRO介绍varchar(50)REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(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datetimeSTATUS当前状态int字典表OUT_DATE出库时间datetimeRECYCLE_DATE回收时间datetimeINTRO介绍varchar(50)TASK_ID工单编号bigint外键REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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intLINE_ID生产线编号int外键CREATE_DATE生成时间datetimeTASK_TYPE工单单别varchar(50)TASK_NO工单单号varchar(50)REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(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)BEGIN_DATE开始时间datetimeEND_DATE结束时间datetimeSTATUS状态int字典表REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(50)相关说明：本表记录所有工单的明细数据信息。一条工单数据对应多跳本表数据，生产线每做一个设备生产，即开始操作本表数据。5.2.13. 生产线记录表 T_PROCESS_RECORD列名含义类型说明RECORD_ID生产记录编号bigint主键TASK_DETAIL_ID工单明细编号bigint外键，记录当前正在生产哪个设备PP_ID产品工序编号int外键，记录当前走到哪个工序FINISH_DATE完成时间datetimeSTATUS状态int字典表REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(50)相关说明：本表记录每个工单中，每一个设备生产的明细记录。该记录关联到该产品在该生产线上的每个工序。并通过产品工序明细中的开始结束天线号来判断完成时间。本表为整个系统最重要的基础表之一。5.2.14. 生产线工序明细表 T_RECORD_DETAIL列名含义类型说明RD_ID生产记录编号bigint主键TAG_ID关联芯片varchar(50)可能是三种芯片之一STATUS状态int0未确定 1已确定 2已修改REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)REMARK3备用3varchar(50)REMARK4备用4varchar(50)REMARK5备用5varchar(50)相关说明：本表记录产品在生产线上的实际读取芯片情况，其中状态含义为：关联芯片的模糊关联，当系统再次读到已关联的芯片时，将“未确定”的芯片进行替换。若未确定的芯片都替换完毕，则替换“已修改”的芯片。最后替换“已确定”的芯片。5.3. 资材管理模块5.3.1. 采购记录表 T_PROCUREMENT列名含义类型说明PROC_ID采购编号bigint主键PROC_TYPE采购单别varchar(50)PROC_NO采购单号varchar(50)PROC_INDEX序号varchar(50)M_TYPE_ID资材类型IDint外键PROC_NUM采购数量intLOCATION库位varchar(50)FLAG采购FlagintCREATE_DATE采购时间datetimeREMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)相关说明：本表记录所有采购单信息。该信息由ERP导出数据生成。5.3.2. 进退货表 T_STOCKIN列名含义类型说明STOCKIN_ID编号bigint主键STOCKIN_TYPE进退货类型int0进货1退货PROC_ID采购编号varchar(50)外键E_ID员工编号int外键STOCKIN_NUM进货数量intFLAG有效标志int1有效0无效CREATE_DATE时间datetimeSTATUS状态int提交状态REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)相关说明：本表记录所有进货、退货信息，由类型字段标识进货还是退货。本表关联进退货明细表数据。5.3.3. 进退货明细表 T_STOCKIN_DETAIL列名含义类型说明STOCKIN_DETAIL_ID编号bigint主键STOCKIN_ID进退货编号bigint外键M_TYPE_ID资材类型IDint外键FLAG有效标志int1有效0无效REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)相关说明：本表记录所有进货、退货信息的明细。 5.3.4. 申领记录表 T_APPLY列名含义类型说明APPLY_ID编号bigint主键TASK_ID工单编号bigint外键M_TYPE_ID资材类型IDint外键APPLY_NUM申领数量intFLAG有效标志int1有效0无效CREATE_DATE时间datetimeREMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)相关说明：本表记录所有领料信息。该信息由ERP导出数据生成。5.3.5. 出退库表 T_STOCKOUT列名含义类型说明STOCKOUT_ID编号bigint主键STOCKOUT_TYPE出退库类型int0出库1退库APPLY_ID申领编号bigint外键E_ID员工编号int外键STOCKOUT_NUM出退库数量intFLAG有效标志int1有效0无效CREATE_DATE时间datetimeSTATUS状态int提交状态REMARK1备用1varchar(50)REMARK2备用2varchar(50)相关说明：本表记录所有领料信息的出库退库情况，由类型字段表示出库还是退库。本表关联出退库明细表数据。5.3.6. 出退库明细表 T_STOCKOUT_DETAIL列名含义类型说明STOCKOUT_DETAIL_ID编号bigint主键STOCKOUT_ID出库编号bigint外键M_TYPE_ID资材类型IDint外键FLAG有效标志int1有