[发明专利]一种工位物料状态监控及配送管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于车间物料管控技术领域，具体地说，涉及一种工位物料状态监控及配送管理系统及方法。

背景技术

制造车间的物料配送通常分为推式和拉式两种模式，在推式模式下，根据生产计划和产品结构(BOM)计算得到物料需求计划，库房按此计划提前将物料配送到生产现场，这种模式适合于生产非常稳定的装配车间；在拉式模式下，依据工位的实时物料消耗情况，工人通过看板、Andon等方式提醒库房进行物料配送，拉式模式更适合于JIT(准时)生产方式。

在拉式配送模式下，对工位物料状态的实时监控是关键，现有的技术一般需要人工来判断物料是否短缺，从而触发物料预警。物料配送过程也一般通过物料小车来完成，配送目的地需要人工判断，物料接收确认等操作也较为繁琐。

在电子制造等行业的装配环节，物料种类很多、体积较小、差异较小，完全通过人工方式实现工位物料监控和配送管理既工作量大，又容易出错，考虑到这些企业的物料配送可以采用U型物流线的方式进行自动配送，因此，通过Zigbee和RIFD等物联网技术实现工位物料状态的自动监控和库房物料的自动配送将具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种工位物料状态监控及配送管理系统及方法，包括工位物料监控及配送管理系统、工位物料监控及配送管理方法两部分内容。其技术方案如下：

一种工位物料状态监控及配送管理系统，包括ZigBee网络基础设施、工位终端装置、物料管控服务器、库房配料控制装置、物料输送线控制装置。

所述ZigBee网络基础设施由ZigBee协调器节点、ZigBee路由节点和ZigBee感知节点构成。所述ZigBee路由节点布置在车间多个位置，用于实现ZigBee网络的路由控制；所述ZigBee协调器节点布置在车间路由器的相邻位置，用于实现将ZigBee网络和企业局域网相联；所述ZigBee感知节点布置在以下位置：

1)装配线的每一个工位旁边，和所述工位终端装置有线相联，用于将所述工位终端装置接入到所述ZigBee网络基础设施；

2)物料库房中，和所述库房配料控制装置有线相联，用于将所述库房配料控制装置接入所述ZigBee网络基础设施；

3)物料输送线旁边，和所述物料输送线控制装置有线相联，用于将所述物料输送线控制装置接入到所述ZigBee网络基础设施。

所述工位终端装置布置在装配线的每一个装配工位旁边，由物料状态三色灯、紧急要料按钮和RFID阅读器组成。所述物料状态三色灯通过三种颜色来指示该工位的不同物料状态，绿色表示物料正常，黄色表示物料短缺预警(此时该工位线边的物料低于安全量)，红色表示物料已短缺，红色闪烁表示工人按下了所述紧急要料按钮。所述紧急要料按钮由工人在紧急情况下手工操作，以提醒库房尽快完成物料配送。所述RFID阅读器用于识别通过物料输送线送达本工位的物料信息。一旦物料托盘送达该工位，工人将物料托盘中的物料RFID标签取出，靠近所述RFID阅读器上，将自动识别出物料清单信息(物料编号、物料名称、数量)，物料清单信息和工位号通过所述ZigBee网络基础设施传给所述物料管控服务器以更新该工位的实际库存，表示该工位的工人已经签收物料。如果该工位所有物料的数量均已高于安全库存量，则所述工位终端装置和所述库房配料控制装置的物料状态灯都将变为绿色，否则仍将维持黄色或红色，表示物料预警尚未消除。

所述工位终端装置通过ZigBee感知节点接入所述ZigBee网络基础设施，主要目的包括：

1)远程从所述物料管控服务器实时获取当前装配线工位的物料状态，实现对所述物料状态三色灯的显示控制；

2)将所述RFID阅读器所采集到的物料清单信息远程传给所述物料管控服务器，以更新当前装配工位的物料状态；

3)将紧急要料按钮被按下状态传给的所述物料管控服务器，控制所述工位终端装置的红灯闪烁，同时也远程控制所述库房配料控制装置的对应工位红色灯闪烁，以提醒库房配料员进行物料分拣与配送。

所述物料管控服务器布置在企业电脑机房中，通过企业局域网和所述ZigBee网络基础设施实现互联，用于工位物料数据采集和指令下达，主要功能包括：

1)根据工位实时物料状态控制所述工位终端装置的三色灯显示；

2)根据工位实时物料状态控制所述库房配料控制装置的三色灯显示；

3)从所述工位终端装置的RFID阅读器采集所配送的物料信息，自动新增工位的物料库存：

4)根据装配过程对物料的消耗情况，自动扣减工位的物料库存；