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基于RFID技术在机械设备在线监造专区的应用设计

发表时间：2021/6/1 来源：《基层建设》2021年第2期作者：于新婕

[导读] 摘要：本文在易派客电子商务平台总体架构基础上基于RFID技术研究和设计在线监造专区，可实现对保供物资的在线监造，提高了装备监造的自动化、智能化水平，推动RFID技术在保供业务的应用，实现对供应商机械设备质量监督、制造过程透明、资源优化配置和在线技术答疑等功能，实现供应商制造数据和业务数据的智能传输、协同交互、共享汇聚和分析应用，并将实时数据通过易派客电子商务在线监造智能专区推送至各个服务企业，推动

        易派客电子商务（海南）有限公司山东济南 578000
        摘要：本文在易派客电子商务平台总体架构基础上基于RFID技术研究和设计在线监造专区，可实现对保供物资的在线监造，提高了装备监造的自动化、智能化水平，推动RFID技术在保供业务的应用，实现对供应商机械设备质量监督、制造过程透明、资源优化配置和在线技术答疑等功能，实现供应商制造数据和业务数据的智能传输、协同交互、共享汇聚和分析应用，并将实时数据通过易派客电子商务在线监造智能专区推送至各个服务企业，推动了物资供应的供应链阳光行动计划，解决了以前需要人工到供应商生产现场进行监造的问题。
        关键词：RFID技术；物联网；在线监造
        1.引言
        随着中国石油化工集团公司着力构建以能源资源为基础，以洁净油品和现代化工为两翼，以新能源、新经济、新领域为重要增长点的“一基两翼三新”发展格局，物资供应工作对采购物资管理的复杂性和质量管控的难度不断加大，对物资专业提出了更高要求。目前机械设备、电工装备等供应商制造质量及管理水平参差不齐，存在假冒伪劣、以次充好现象；其次，目前对重要物资的生产进度、生产关键点检验、现场验证、出厂检验等环节主要靠人工现场检验的方式进行监督，最终用户与制造商的信息传递仍然依靠邮件、通讯、视频监造等半信息化手段进行询问，对生产制造进度、工艺数据、检验结果等信息交流缺乏实时深度的平台。中国石化易派客电子商务的SC2B新电商模式借助于新的网络信息技术提升现有工业基础的生产效率，通过互联网将设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户联系在一起，凭借网络信息技术，组合行业权威认证，统筹规划现有制造业基础，用信息技术和大数据来指导来保障产品质量和统筹生产，从而优选合格供应方，避免因为规划失误造成的浪费，进行一部分有网络技术支撑的“计划经济”。易派客未来将逐步优化智能在线监控等服务，开发在线监造服务专区，着力解决制造方管理问题，为全面构建现代供应链管理体系，助力供给侧结构性改革，为集团公司建设世界领先企业提供坚实保障。
        本文基于RFID技术，通过物联网关实现对供应商生产数据和业务数据的采集、交互和汇聚，从而实现对供应商机械设备在线监造，实现对供应商的质量监督、制造过程透明、资源优化配置，和在线技术答疑等功能，实现供应商制造数据和业务数据的智能传输、协同交互、共享汇聚和分析应用，并将实时数据通过易派客电子商务在线监造智能专区推送至各个服务企业，推动了物资供应的供应链阳光行动计划，并解决了以前需要人工到供应商生产现场进行监造的问题，最终保证合同的执行受控。
        2.基于物联网的电工装备在线监造专区的设计思路
        2.1基础技术
        2.1.1物联网
        物联网(Internet of Things，简称IOT)即万物互联网，是以互联网技术为基础，将具有射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描等功能的传感设备嵌入需要互联的物体，通过将各传感设备读取的实时在线数据转化为无线信号，并将接受的许多物体传感的无线信号通过互联网结合起来形成物与物相连的网，物联网可以实现在任意三维空间的所有任何有生命或无生命的物品实时信息数据的交互，并通过智能终端来实现对物资的生产过程跟踪、监控和管理的一种网络 [1]。我们可以利用物联网理念，在机械设备、电工装备等物资的生产线上的关键生产制造点嵌入传感设备，以便实时读取采购方关注的重点制造过程的生产数据，从而对产品制造全过程进行重点监控。
        2.1.2RFID技术
        RFID(Radio Frequency Identification)技术又称为电子标签，可通过接收解读器接收无线频射信号，凭借磁场中获得的感应电流的能量发送出存储在记忆芯片中的信息，来识别任意目标的相关数据，不需要接收识别系统与识别目标建立直接接触。RFID技术早起源于雷达技术，利用反射功率的通信理论为基础研究开发的，首次应用于第二次世界大战中来甄别敌我战斗机，20 世纪 60 年代开始商用，逐步应用于跟踪产品物流、产品识别、生产控制、资产管理等方面。近期，物联网概念的兴起此技术作为构建"物联网" 的关键技术近年来受到人们的关注。
        2.1.3 RFID技术与物联网网关
        物联网网关是连接收集的信息网络与传统通信网络的纽带。网关设备相当于信号转换的翻译器，能够同各种应用进行通信，对收到的信息进行管理、分析及传输，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联 [2]。RFID技术在生产初始阶段(电路板贴片)最先焊接RFID芯片，这样机械自动化具有了可实现数据通信和存储能力，将RFID监控终端固定在生产流程关键的工位上，通过手持机或者数据总线对RFID监控终端的工位信息进行设定，包括生产线编号、设备信息、工装工具信息、制造执行信息、工位内容，人员编号等等，当流水线上生产的物资通过RFID监控终端工位时，RFID监控终端会将对应的工位信息等内容写入到RFID芯片的存储器中，同时将仪表RFID芯片的唯一标识码读到RFID监控终端中，并实时将通过该位置的RFID标识码和对应的该工位信息等内容打包通过总线传输数据集中器，由数据集中器上传到云服务平台及易派客在线监造专区，监管人员据此可以建立生产电子档案，实时调用云服务平台中的制造信息，实现的对机械设备、电工装备等生产制造过程的监控和管理。
        2.2在线监造专区的物联网技术架构
        易派客电子商务平台在线监造专区建设监造物联网技术架构包括感知层、网络层、平台层。其总体架构如图1所示。
        2.2.1感知层
        在全自动生产流水线上焊接带有存储功能的RFID芯片作为感知层现场采集部件通过本地通信网络和边缘物联代理将收集的感知数据推送至网络层，其重点是统一终端标准，推动跨专业数据同源采集，实现设备机械、电工装备制造监测向供应商侧延伸。
        2.2.2网络层
        网络层由接入网、数据网、传输网组成。依托现有互联网技术用于实现系统之间的数据传输与交互。
        2.2.3平台层
        所有交互传输数据集中在易派客电子商务平台层在线监造专区，将所有数据根据采购订单及需求方分类，将全业务范围、全数据类型、全时间维度数据的统一管理，在平台开放读取窗口供服务关联方随时读取制造进度相关数据，及在线答疑等服务。

                                          图1.在线监造专区物联网技术架构
        3.基于物联网的机械设备、电工装备易派客在线监造平台的设计
        基于物联网的在线监造平台设计如下：
        3.1在线监造
        通过物联网和RFID技术智能感知技术，可以实现对生产项目采购的机械设备、电工装备在生产制造过程中的进度、工艺操作、制造质量、检测结果等进行在线监控和监督[3]，以进一步对制造商的质量管理体系进行评估。最终用户可以通过在线监造平台实施获取制造商的各项制造数据，远程监控生产及检验流程，打造“阳光供应链”，避免人工到现场监造的信息传递不对称，问题处理不及时，不了解现场使用工况等问题的同时减少人力、物力、管理等成本的投入。目前另一种比较前沿的技术是通过WIFI模组对生产过程中的MAC地址进行管理，进而读取生产相关数据，简要结构设计为WIFI模组包括装置本体和内置检测模块，管理系统上设有MAC地址资源， MAC地址资源的一侧连接MAC地址请求监控系统， MAC地址请求监控系统的一端连接数据存储模块，通过显示系统连接管理终端。
        3.2质量评价
        在线监造平台通过RFID技术采集了供应商生产制造过程的关键数据，比如：生产过程、工艺、生产设备等数据，依靠专家设计不同产品质量评价模型，结合大数据技术及易派客平台自有的产品质量评价，实现用户对供应商的工艺质量评价及行业分析。
        3.3 资源优化配置
        借助易派客平台的阳光供应链及一体化链接功能监测供应商的库存信息、生产能力、设备交付、验收服务等履约行为，跟踪包括多产品、多品类的设备生产饱和度、产品生产周期、合理供货周期、交货计划与到货进度等供应商产能信息，在调配中心与供应商进行项目进度计划在线沟通，调整优化项目到货计划及供应商交货计划，实现用户项目计划调配和供应商产能调配的深度可视化双向协同。
        3.4在线服务
        最终用户在安装调试、运行维护、备件更新等过程中，出现无法解决的技术问题和设备故障时，可通过平台窗口供应商提供远程智能维护，现场人员也可以通过该平台窗口向制造方的技术专家申请在线技术支持，技术专家可通过在线监造平台开展远程问诊，通过视频、音频等方式提供远程指导和支持，并可将在线服务情况纳入履约动态考评中，以增强对合同执行力的把控。
        4. 结束语
        本文在易派客电子商务平台总体架构基础上基于RFID技术研究和设计在线监造专区，设计基于物联网的机械设备、电工装备等在线监造平台技术架构，将感知层向供应链边缘延伸，将供应商侧物联数据、业务数据纳入易派客平台建设。基于RFID技术在线监造平台已经线下部署应用于部分供应商生产线，将质量控制端进行前移，实现对保供物资的在线监造，提高了装备监造的自动化、智能化水平，推动RFID技术在易派客平台的应用。未来随着平台在不同物资品类的推广应用，生产过程数据、生产工艺数据、试验数据、视频监测数据等与易派客平台订单数据、合同数据、供应商管理数据等进行关联，进一步完善和改进在线监造平台设计。
        参考文献
        [1]晨曦. 说说物联网那些事情[J]. 今日科苑, 2011(20): 54-59.
        [2]李东阳,冯少广,刘国豪,等.石油石化企业设备智能管理平台应用研究[J].中国设备工程,2020,(7):80-82.
        [3]苗长胜,吴维德,向景睿.智能电能表质量管控创新实践[J].现代国企研究,2017,(002):121-122.
        作者简介：于新婕（1986-）女，山东济南，工程师，硕士研究生，易派客电子商务（海南）有限公司，通讯地址：海南省海口市美兰区国兴大道5号海南大厦43楼，邮编：578000，邮箱：wzyxuj@sinopec.com，联系方式：18389279239。