[发明专利]一种基于射频识别技术的离散车间物流信息在线获取方法

摘要

本发明公开了一种基于射频识别技术的离散车间物流信息在线获取方法。1）下达作业任务，绑定“作业任务-物料-RFID标签”和“工位-工序-RFID读写器”；2）初始化物流状态矩阵和物流状态变化矩阵；3）获取tn时刻的RFID原始数据；4）将RFID原始数据转换为物流简单事件；5）将物流简单事件聚合为物流复杂事件；6）由物流复杂事件获得tn时刻的物流状态变化矩阵；7）生成tn时刻的物流状态矩阵；8）根据物流状态矩阵中各个分块矩阵的秩和元素获取tn时刻的物流信息；9）将物流状态变化矩阵置为零矩阵，转到第3）步，获取t(n+1)时刻的物流信息。本发明实现了离散车间中物料流和信息流的实时同步。

主权项

1.一种基于射频识别技术的离散车间物流信息在线获取方法，其特征在于该方法的步骤如下：(1)下达作业任务，绑定“作业任务-物料-射频识别标签”和“工位-工序-射频识别读写器”：首先需要绑定“作业任务-物料-射频识别标签”，其关系描述如下：其中：1)ID_T表示作业任务编号；2)M_k表示物料号；3)o_x表示射频识别标签号；表示作业任务和物料之间是一对多关系，说明作业任务ID_T中有K个物料；表示物料和射频识别标签之间是一对一关系，因此k＝x＝1，2，...，K，说明每个物料上粘贴了一个射频识别标签；再次需要绑定“工位-工序-射频识别读写器”，其关系描述如下：其中：1)E_i表示射频识别读写器r_y的位置类型，i＝1，2，3，4，5，6，并且：①若i＝1，有E_i＝E₁，表示读写器r_y位于领料出库工位；②若i＝2，有E_i＝E₂，表示读写器r_y位于加工或装配工位的到达区；③若i＝3，有E_i＝E₃，表示读写器r_y位于加工或装配工位的返工区；④若i＝4，有E_i＝E₄，表示读写器r_y位于加工或装配工位的报废区；⑤若i＝5，有E_i＝E₅，表示读写器r_y位于终检工位；⑥若i＝6，有E_i＝E₆，表示读写器r_y位于成品入库工位；2)P_j表示工序号，j＝1，2，...，J，J为工序的总数目：①当j＝1时，对应工序为领料出库工序；②当j＝2，3，...，J-2时，对应工序为加工或装配工序；③当j＝J-1时，对应工序为完工终检工序；④当j＝J时，对应工序为成品入库工序；3)W_l表示工位号，l＝1，2，...，J，4)r_y表示射频识别读写器编号，y＝1，2，...，Y，Y＝3(J-3)+3＝3J-6，y的具体取值与j有关，计算方法为：①当j＝1时，y＝1；②当j＝2，3，...，J-2时，y=3j-4if PlaceType(ry)=E23j-3if PlaceType(ry)=E33j-2if PlaceType(ry)=E4]]>(“PlaceType”表示取读写器位置类型)；③当j＝J-1时，y＝3J-7；④当j＝J时，y＝3J-6；表示射频识别读写器位置类型和射频识别读写器之间是一对多关系，即对任意一个射频识别读写器，其位置类型是唯一的，而相同的位置类型可以对应有多个射频识别读写器，表示工序、工位和射频识别读写器之间是一对一关系，(2)初始化物流状态矩阵和物流状态变化矩阵：设物流状态矩阵为M_L(t)，初始化的物流状态矩阵为：M_L(t₀)＝O_(6×J)(3)设物流状态变化矩阵为ΔM_L(t)，初始化的物流状态变化矩阵为：ΔM_L(t₀)＝O_(6×J)(4)(3)获取t_n时刻的射频识别原始数据：设RFID(t)表示射频识别原始数据，则t_n时刻的一条射频识别原始数据为：RFID(t_n)＝{{o₁，r₁，t_n}，{o₂，r₂，t_n}，...，{o_x，r_y，t_n}，...}(5)(4)将射频识别原始数据转换为物流简单事件：由t_n时刻的一条射频识别原始数据{o_x，r_y，t_n}，得到t_n时刻的一个物流简单事件E_r(t_n)：E_r(t_n)＝e(o_x，r_y，t_n) (6)(5)将物流简单事件聚合为物流复杂事件：由t_n时刻的一个物流简单事件e(o_x，r_y，t_n)，可聚合生成一个t_n时刻的物流复杂事件E(t_n)：E(t_n)＝e(id，{ID_T，E_i，P_j}，{E_r(t_n)}，t_n) (7)其中：1)id为一个自然数，通过自增的方式获取；2)ID_T＝(o_x→ID_T)，表示通过公式(1)由o_x得到ID_T；3)E_i＝(r_y→E_i)，表示通过公式(2)由r_y得到E_i，具体为：①如果射频识别读写器r_y位于领料出库工位，则E_i＝E₁；②如果射频识别读写器r_y位于加工或装配工位到达区，则E_i＝E₂；③如果射频识别读写器r_y位于加工或装配工位返工区，则E_i＝E₃；④如果射频识别读写器r_y位于加工或装配工位报废区，则E_i＝E₄；⑤如果射频识别读写器r_y位于终检工位，则E_i＝E₅；⑥如果射频识别读写器r_y位于成品入库工位，则E_i＝E₆；4)P_j＝(r_y→P_j)，表示通过公式(3)由r_y得到P_j，(6)由物流复杂事件获得t_n时刻的物流状态变化矩阵：对于t_n时刻的物流状态变化矩阵，有：ΔML(tn)=ΔML(1)(tn)ΔML(3)(tn)OOΔML(2)(tn)OOOΔML(4)(tn),]]>其中：表示领料出库变化子矩阵，有：为矩阵中的元素；表示工序到达及物料报废和返工变化子矩阵，有：ΔML(2)(tn)=ΔML(22)(tn)...ΔML(2j)(tn)...ΔML[2(J-2)](tn)ΔML(32)(tn)...ΔML(3j)(tn)...ΔML[3(J-2)](tn)ΔML(42)(tn)...ΔML(4j)(tn)...ΔML[4(J-2)](tn),ΔML(2j)(tn),]]>为矩阵中的元素；表示报废后再领料变化子矩阵，有：ΔML(3)(tn)=[ΔML(12)(tn)...ΔML(1j)(tn)...ΔML[1(J-2)](tn)],ΔML(1j)(tn)]]>为矩阵中的元素；表示物料完工及入库变化子矩阵，有：ΔML(4)(tn)=ΔML[5(J-1)](tn)ΔML(5J)(tn)ΔML[6(J-1)](tn)ΔML(6J)(tn),ΔML[5(J-1)](tn),ΔML(5J)(tn),ΔML[6(J-1)](tn),]]>为矩阵中的元素，根据公式(7)，可计算获得上述分块矩阵中各个元素的值：1)ΔML(11)(tn)=1IfE(tn).Ei=E1AndE(tn).Pj=P10Else;]]>(注：符号“.”表示取物流复杂事件E(t_n)中的某个属性值，下同)2)ΔML(2j)(tn)=1IfE(tn).Ei=E2AndE(tn).Pj=Pj0Else;]]>3)ΔML(3j)(tn)=1IfE(tn).Ei=E3AndE(tn).Pj=Pj0Else;]]>4)ΔML(4j)(tn)=1IfE(tn).Ei=E4AndE(tn).Pj=Pj0Else;]]>5)ΔML(1j)(tn)=1IfE(tn).Ei=E1AndE(tn).Pj=Pj0Else;]]>6)ΔML[5(J-1)](tn)=1IfE(tn).Ei=E5AndE(tn).Pj=P(J-1)0Else;]]>7)ΔML(5J)(tn)≡0;]]>8)ΔML[6(J-1)](tn)≡0;]]>9)ΔML(6J)(tn)=1IfE(tn).Ei=E6AndE(tn).Pj=PJ0Else,]]>(7)生成t_n时刻的物流状态矩阵：M_L(t_n)＝M_L(t_(n-1))+ΔM_L(t_n)(8)公式(8)中，M_L(t_(n-1))表示t_(n-1)时刻的物流状态矩阵，(8)根据物流状态矩阵中各个分块矩阵的秩和元素获取t_n时刻的物流信息：对物流状态矩阵ML(tn)=ML(1)(tn)ML(3)(tn)OOML(2)(tn)OOOML(4)(tn)]]>的各个分块矩阵进行分析，获取相应的物流信息(其中：表示领料出库子矩阵、表示工序到达及物料报废和返工子矩阵、表示报废后再领料子矩阵、表示物料完工及入库子矩阵)：1)获取领料出库信息①当时，物料尚未领料出库；(注：符号“Rank()”表示取矩阵的秩，下同)②当时，物料已经领料出库，且领料出库数量为2)获取工序到达及物料报废、返工信息①当时，作业任务没有开始执行；②当时，作业任务已经开始执行，当且时，作业任务执行到第j道工序P_j；③当时，有物料返工或物料报废情况发生，若则返工发生在第j道工序P_j，若则报废发生在第j道工序P_j上；④当时，既有物料返工也有物料报废情况发生，报废和返工工序定位方法同上；3)获取报废后再领料信息①当时，没有报废后再领料情况发生；②当时，有报废后再领料情况发生，且若报废后再领料个；4)获取物料完工及入库信息①当时，物料尚未终检；②当时，物料已经进行终检，终检数量为③当时，物料已经进行完工入库，入库数量为(9)将物流状态变化矩阵置为零矩阵，转到第(3)步，获取t_(n+1)时刻的物流信息。