CN117557046A - 一种智能制造生产管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能制造生产管理系统及方法，涉及智能制造生产管理技术领域，包括以下步骤：S1、当产品通过RFID读写器的范围时，RFID读写器向RFID标签发送射频信号激活RFID标签；S2、激活的RFID标签回应RFID读写器的请求，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器。本发明在感知到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时存在未能及时发现潜在质量问题的隐患时，及时发出警报提示，通知相关人员知晓该情况，并对RFID标签和RFID读写器进行维护管理，确保智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题时及时发现，有效地避免次品产品进入市场对产品声誉造成影响，同时有效的避免引发潜在安全隐患的情况发生。

Description

一种智能制造生产管理系统及方法

技术领域

本发明涉及智能制造生产管理技术领域，具体涉及一种智能制造生产管理系统及方法。

背景技术

智能制造生产管理系统是一种集成了先进技术和智能算法的系统，旨在提高制造过程的效率、质量和灵活性。这类系统通常结合了信息技术、物联网(IoQ)、人工智能(AI)、大数据分析等先进技术，以实现更智能、自动化的生产管理。

在智能制造生产管理中，射频识别(RFID)技术用于跟踪产品、原材料、半成品等物品的位置和状态，每个物品上携带有唯一的RFID标签，可以通过RFID读写器进行扫描，记录物品的移动和处理历史。

RFID(Radio-Frequency IdenQificaQion)射频识别技术使用无线电波来传输数据，通过标签和读写器之间的无线通信，实现对物体的唯一识别，从而为产品和生产过程提供可追溯的解决方案。

每个产品、原材料或批次都可以被赋予唯一的RFID标签，这个标签上存储了特定物品的唯一标识信息，可以包含生产日期、生产地点、供应商信息等关键数据，由于每个标签都是唯一的，因此可以确保每个物品都具有独特的身份。RFID技术能够实现快速、非接触式的数据采集。通过RFID读写器，可以实时地读取标签上的信息，包括物品的位置、状态、移动历史等。这使得智能制造生产时能够实时监控生产过程中的各个环节。

现有技术存在以下不足：在智能制造生产管理领域，RFID技术广泛应用于质量控制，然而，若RFID标签和RFID读写器进行射频通信时存在异常而未能及时察觉，这可能导致潜在质量问题难以及时发现，当出现这一状况时，可能导致次品产品进入市场，对产品声誉造成影响，甚至可能引发潜在的安全隐患，因此，有效监测、及时处理RFID标签和RFID读写器异常显得尤为重要，以确保质量控制的准确性，维护企业声誉，及时应对潜在的安全风险。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能制造生产管理系统及方法，通过对RFID标签和RFID读写器进行产品质量控制的过程进行监测，当RFID标签和RFID读写器进行射频通信时存在未能及时发现潜在质量问题的隐患时，及时发出警报提示，通知相关人员知晓该情况，并对RFID标签和RFID读写器进行维护管理，确保智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题时及时发现，有效地避免次品产品进入市场对产品声誉造成影响，同时有效的避免引发潜在安全隐患的情况发生，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能制造生产管理方法，包括以下步骤：

S1、当产品通过RFID读写器的范围时，RFID读写器向RFID标签发送射频信号激活RFID标签；

S2、激活的RFID标签回应RFID读写器的请求，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器；

S3、采集RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的多项数据信息，包括射频质量信息和射频识别数据交互信息，采集后，将射频质量信息和射频识别数据交互信息进行处理；

S4、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频质量信息和射频识别数据交互信息建立智能评估模型，生成射频通信评估指数；

S5、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号或者低隐患信号；

S6、接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，生成偶然隐患信号或者非偶然隐患信号，并对非偶然隐患信号发出警报提示；

S7、将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，系统接收到数据后，进行质量控制和验证，若质量控制发现异常，通过系统发出警报提示，通知相关人员。

优选的，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频质量信息包括射频频率偏移系数和射频信号发射强度变动系数，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频识别数据交互信息包括标签数据传输异常隐匿系数，采集后，将射频频率偏移系数和射频信号发射强度变动系数分别标定为ξξ^PY和λλ^QD，将标签数据传输异常隐匿系数标定为ψ^CS。

优选的，射频频率偏移系数获取的逻辑如下：

S101、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的期望通信频率，并将期望通信频率标定为ξξ^PY _标准；

S102、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的若干个实际发射频率和通过RFID标签接收的若干个实际接收频率，并将实际发射频率和实际接收频率分别标定为ξξ^PY _x和ξξ^PY _y，x表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的若干个实际发射频率的编号，x＝1、2、3、4、……、a，a为正整数，y表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID标签接收的若干个实际接收频率的编号，y＝1、2、3、4、……、b，b为正整数；

S103、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频频率偏移系数，计算的表达式为：

式中，a表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的实际发射频率的总数量，b表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID标签接收的实际接收频率的总数量。

优选的，射频信号发射强度变动系数获取的逻辑如下：

S201、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时刻通过RFID读写器发射射频信号的实际射频信号发射强度，并将实际射频信号发射强度标定为λλ^QD _v，v表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时刻通过RFID读写器发射射频信号的实际射频信号发射强度的编号，v＝1、2、3、4、……、c，c为正整数；

S202、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际射频信号发射强度建立数据集合，并将数据集合内的实际射频信号发射强度按照顺序排序，并将重新顺序排序后的实际射频信号发射强度重新标定为λλ^QD _v′，v′表示数据集合内重新顺序排序后的实际射频信号发射强度的编号，v′＝1、2、3、4、……、c′，c′为正整数；

S203、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频信号发射强度变动系数，计算的表达式为：

式中，c′表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际射频信号发射强度的总数量，c′＝c。

优选的，标签数据传输异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S301、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时段的实际数据传输速率，并将实际数据传输速率标定为ψ^CS _k，k表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时段的实际数据传输速率的编号，k＝1、2、3、4、……、d，d为正整数；

S302、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际数据传输速率与预先设定的数据传输速率参考值进行比对，并将小于数据传输速率参考值的实际数据传输速率重新标定为ψ^CS _k′，k′表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间获取的小于数据传输速率参考值的实际数据传输速率的编号，k′＝1、2、3、4、……、d′，d′为正整数；

S303、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的标签数据传输异常隐匿系数，计算的表达式为：

式中，d表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际数据传输速率的总数量，ψ^CS _参考表示数据传输速率参考值。

优选的，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频频率偏移系数ξξ^PY、射频信号发射强度变动系数λλ^QD以及标签数据传输异常隐匿系数ψ^CS建立智能评估模型，生成射频通信评估指数TX_指数，依据的公式为：

，式中，w1、w2、w3分别为射频频率偏移系数ξξ^PY、射频信号发射强度变动系数λλ^QD、标签数据传输异常隐匿系数ψ^CS的预设比例系数，且w1、w2、w3均大于0。

优选的，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若射频通信评估指数小于等于射频通信评估指数参考阈值，则生成低隐患信号；

若射频通信评估指数大于射频通信评估指数参考阈值，则生成高隐患信号。

优选的，接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的若干个射频通信评估指数，并将分析集合标定为I，则I＝{TX_指数f}，f表示分析集合内的射频通信评估指数的编号，f＝1、2、3、4、……、u，u为正整数；

通过分析集合内的射频通信评估指数计算射频通信评估指数标准差和射频通信评估指数平均值，并将射频通信评估指数标准差和射频通信评估指数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若射频通信评估指数平均值大于等于射频通信评估指数参考阈值，或者射频通信评估指数平均值小于射频通信评估指数参考阈值并且射频通信评估指数标准差大于等于标准差参考阈值，则生成非偶然隐患信号，对非偶然隐患信号发出警报提示；

若射频通信评估指数平均值小于射频通信评估指数参考阈值并且射频通信评估指数标准差小于标准差参考阈值，则生成偶然隐患信号，不对偶然隐患信号发出警报提示。

一种智能制造生产管理系统，包括射频信号激活模块、数据读取模块、信息采集单元、分析单元、感知单元、隐患类型分析单元、警报单元以及质量控制和验证模块；

射频信号激活模块，用于在产品通过RFID读写器的范围时激活RFID标签；

数据读取模块，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器，通过RFID标签和RFID读写器进行射频通信；

信息采集单元，采集RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的多项数据信息，包括射频质量信息和射频识别数据交互信息，采集后，将射频质量信息和射频识别数据交互信息处理后上传至分析单元；

分析单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频质量信息和射频识别数据交互信息建立智能评估模型，生成射频通信评估指数，并将射频通信评估指数上传至感知单元；

感知单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号或者低隐患信号，并将信号传递至隐患类型分析单元；

隐患类型分析单元，接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，生成偶然隐患信号或者非偶然隐患信号，并将信号传递至警报单元，通过警报单元对非偶然隐患信号发出警报提示；

质量控制和验证模块，将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，系统接收到数据后，进行质量控制和验证，若质量控制发现异常，通过系统发出警报提示，通知相关人员。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

本发明通过对RFID标签和RFID读写器进行产品质量控制的过程进行监测，当RFID标签和RFID读写器进行射频通信时存在未能及时发现潜在质量问题的隐患时，及时发出警报提示，通知相关人员知晓该情况，并对RFID标签和RFID读写器进行维护管理，确保智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题时及时发现，有效地避免次品产品进入市场对产品声誉造成影响，同时有效的避免引发潜在安全隐患的情况发生；

本发明在接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，判断RFID标签和RFID读写器进行射频通信时是否出现了偶然异常的情况，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时偶然的隐患时，不发出警报提示，避免RFID标签和RFID读写器进行射频通信时因偶然异常而带来频繁的警报提示，提高对RFID标签和RFID读写器射频通信过程监测的准确性，保障产品质量控制过程高效地进行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种智能制造生产管理系统及方法的方法流程图。

图2为本发明一种智能制造生产管理系统及方法的模块示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了如图1所示的一种智能制造生产管理方法，包括以下步骤：

S1、当产品通过RFID读写器的范围时，RFID读写器向RFID标签发送射频信号激活RFID标签；

这个过程可以是持续的，确保在整个生产过程中对每个物品进行检测；

S2、激活的RFID标签回应RFID读写器的请求，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器；

这些数据可能包括与质量相关的信息，如生产参数、质检结果、规格等；

一旦RFID读写器向RFID标签发送射频信号并激活了RFID标签，RFID标签和RFID读写器会继续进行射频通信，以进行数据的读取和写入，射频通信是RFID系统中用于实现数据传输的主要手段；

S3、采集RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的多项数据信息，包括射频质量信息和射频识别数据交互信息，采集后，将射频质量信息和射频识别数据交互信息进行处理；

RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频质量信息包括射频频率偏移系数和射频信号发射强度变动系数，采集后，将射频频率偏移系数和射频信号发射强度变动系数分别标定为ξξ^PY和λλ^QD；

通过RFID技术用于质量控制时，频率偏移是指射频信号的实际频率与其原始设计或期望频率之间的差异，RFID技术通常在特定的射频频段上进行通信，而频率偏移可能导致通信的不准确性和不稳定性；

RFID标签接收射频信号时的实际接收频率与期望通信频率之间存在偏差，以及RFID读写器发射射频信号时的实际发射频率与期望通信频率之间存在偏差，都有可能导致潜在的质量问题，而这些问题可能难以及时发现，以下是详细的阐述：

数据传输准确性：RFID系统中，RFID标签和RFID读写器之间的通信依赖于射频信号的准确传输，频率偏差可能导致信号失真、数据丢失或错误，影响到RFID标签的识别和数据读取，这可能使得产品相关的关键信息无法被准确采集，从而影响质量控制的准确性；

质量数据不准确：如果RFID标签接收频率或RFID读写器发射频率存在偏差，可能导致RFID标签无法正常激活或读取，质量控制系统无法获取准确的产品信息，这可能导致无法及时发现产品的质量问题，增加次品率；

追溯性困难：在质量问题发生时，追溯产品的制造历史是至关重要的，如果RFID标签接收频率和RFID读写器发射频率存在偏差，可能导致存储在RFID标签上的关键信息不准确，从而追溯系统无法准确地追溯到产品的制造过程；

一致性问题：在一个生产线或一个生产批次中，RFID标签和RFID读写器之间的频率应该是一致的，如果存在频率偏差，可能导致部分产品的RFID标签无法被正确读取，产生一致性问题；

系统集成问题：RFID系统通常是整个智能制造生产管理系统的一部分，与其他生产管理模块(例如ERP系统、MES系统)集成，频率偏差可能导致系统集成问题，使得RFID系统无法与其他模块良好协同工作；

因此，对RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频信号情况进行监测，可及时发现RFID标签接收射频信号时的实际接收频率与期望通信频率之间存在偏差以及RFID读写器发射射频信号时的实际发射频率与期望通信频率之间存在偏差可能导致潜在质量问题难以及时发现的隐患问题。

射频频率偏移系数获取的逻辑如下：

S101、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的期望通信频率，并将期望通信频率标定为ξξ^PY _标准；

需要说明的是，RFID设备的制造商通常会在其产品规格表和技术文档中明确指出支持的射频通信频率，这些文档可能包含在产品手册、技术规格表或在线文档中；

S102、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的若干个实际发射频率和通过RFID标签接收的若干个实际接收频率，并将实际发射频率和实际接收频率分别标定为ξξ^PY _x和ξξ^PY _y，x表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的若干个实际发射频率的编号，x＝1、2、3、4、……、a，a为正整数，y表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID标签接收的若干个实际接收频率的编号，y＝1、2、3、4、……、b，b为正整数；

需要说明的是，射频频谱分析仪是一种专业的测试设备，用于测量并分析射频信号的频谱特征，通过连接到RFID读写器和RFID标签的天线，频谱分析仪可以捕捉和显示实际发射频率和实际接收频率，这有助于确保设备在指定频率范围内工作，并检测任何可能的频率干扰；

S103、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频频率偏移系数，计算的表达式为：

式中，a表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的实际发射频率的总数量，b表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID标签接收的实际接收频率的总数量；

由射频频率偏移系数的计算表达式可知，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内生成的射频频率偏移系数的表现值越大，表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越大，反之则表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越小。

RFID系统包括RFID标签和RFID读写器，通过射频通信实现对物体的识别和跟踪，然而，如果RFID读写器的射频信号发射强度不稳定，确实可能导致一些潜在的质量问题和隐患，具体原因如下：

标签读取问题：RFID标签通常被放置在生产线上的物品或产品上，以进行识别和跟踪，如果RFID读写器的信号发射强度不稳定，可能导致RFID标签无法稳定地被读取，这可能引起识别错误、漏读或误读，进而导致生产过程中的混淆和错误；

数据不准确性：由于射频信号强度的不稳定性，RFID读写器可能在不同的时间点和位置接收到不同的信号强度，这可能导致数据不一致，从而使得生产管理过程中无法准确地追踪物品的位置和状态，这对于实时监控和管理生产过程至关重要；

数据不准确性：不稳定的射频信号可能导致读取的RFID标签数据出现错误，在质量控制和生产过程中，如果数据不准确，可能会导致产品信息的误判，从而忽略或错误地处理潜在的质量问题；

读写器与标签通信不稳定：RFID系统中，RFID读写器的射频信号负责激活和与RFID标签进行通信，如果RFID读写器的射频信号强度不稳定，可能导致与RFID标签的通信不稳定，这可能表现为RFID标签激活失败、数据读取错误或丢失等问题，使得生产管理过程无法准确获取产品信息；

因此，对RFID标签和RFID读写器进行射频通信时RFID读写器的射频信号发射强度情况进行监测，可及时发现RFID读写器的射频信号发射强度不稳定可能导致潜在质量问题难以及时发现的隐患问题。

射频信号发射强度变动系数获取的逻辑如下：

S201、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时刻通过RFID读写器发射射频信号的实际射频信号发射强度，并将实际射频信号发射强度标定为λλ^QD _v，v表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时刻通过RFID读写器发射射频信号的实际射频信号发射强度的编号，v＝1、2、3、4、……、c，c为正整数；

需要说明的是，射频功率计是一种专门用于测量射频信号功率的设备，可以连接到RFID读写器的天线端口，并测量射频信号的功率强度，通过在不同时间点进行测量，可以实时获取RFID读写器发射的射频信号强度；

S202、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际射频信号发射强度建立数据集合，并将数据集合内的实际射频信号发射强度按照顺序排序，并将重新顺序排序后的实际射频信号发射强度重新标定为λλ^QD _v′，v′表示数据集合内重新顺序排序后的实际射频信号发射强度的编号，v′＝1、2、3、4、……、c′，c′为正整数；

S203、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频信号发射强度变动系数，计算的表达式为：

式中，c′表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际射频信号发射强度的总数量，c′＝c；

由射频频率偏移系数的计算表达式可知，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内生成的射频信号发射强度变动系数的表现值越大，表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越大，反之则表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越小。

RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频识别数据交互信息包括标签数据传输异常隐匿系数，采集后，将标签数据传输异常隐匿系数标定为ψ^CS；

RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的标签数据传输指RFID标签将存储在其中的数据传输给RFID读写器时的数据传输情况，当RFID标签向RFID读写器传输数据时的异常数据传输速率可能导致智能制造生产管理过程中潜在的质量问题难以及时发现，以下是详细的阐述：

实时性要求不满足：在智能制造中，许多生产过程对于实时性要求较高，如果RFID标签的数据传输速率异常，可能导致RFID读写器无法及时获取物品的最新信息，这可能导致监控和控制系统无法实时地反映生产现场的状态，从而遗漏智能制造生产管理过程中潜在的质量问题；

生产流程不一致：数据传输速率异常可能导致不同阶段的生产数据不一致，如果某个阶段的数据传输速率异常，可能导致该阶段的物品信息无法稳定地传输到生产管理系统中，从而引起信息不一致，这可能导致误操作、物流混乱或者质量控制失效；

质量控制缺失：数据传输速率异常可能导致质量控制系统无法及时获取和分析关键数据，这可能使得质量控制失效，无法对生产过程中的潜在问题进行及时干预，从而造成质量问题的积累；

难以发现潜在问题：由于RFID技术通常用于自动化和实时监控，数据传输速率异常可能导致潜在问题不易被及时发现，这些问题可能在智能制造生产管理中产生不稳定的影响，而这些影响可能不容易察觉，直至出现实际错误；

因此，对RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的数据传输情况进行监测，可及时发现数据传输异常可能导致潜在质量问题难以及时发现的隐患问题。

标签数据传输异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S301、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时段(时段内的时长可以取全部相等，也可以取全部不相等，也可以是两者的交叉形式，时段内的时长在此不做具体的限定)的实际数据传输速率，并将实际数据传输速率标定为ψ^CS _k，k表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时段的实际数据传输速率的编号，k＝1、2、3、4、……、d，d为正整数；

需要说明的是，RFID设备通常提供了用于监控性能的接口，通过这些接口可以获取到实时的数据传输速率信息；

S302、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际数据传输速率与预先设定的数据传输速率参考值进行比对，并将小于数据传输速率参考值的实际数据传输速率重新标定为ψ^CS _k′，k′表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间获取的小于数据传输速率参考值的实际数据传输速率的编号，k′＝1、2、3、4、……、d′，d′为正整数；

需要说明的是，在实际生产环境中进行系统性能测试，模拟不同工作负载和环境条件，通过测试，收集实际的数据传输速率，以了解系统在不同情况下的性能表现，这些测试结果可以帮助确定一个合适的数据传输速率参考值，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的数据传输速率参考值在此不做具体的限定，可根据实际环境中的性能测试结果进行调整；

S303、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的标签数据传输异常隐匿系数，计算的表达式为：

式中，d表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际数据传输速率的总数量，ψ^CS _参考表示数据传输速率参考值；

由标签数据传输异常隐匿系数的计算表达式可知，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内生成的标签数据传输异常隐匿系数的表现值越大，表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越大，反之则表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越小。

S4、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频质量信息和射频识别数据交互信息建立智能评估模型，生成射频通信评估指数；

分析单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频频率偏移系数ξξ^PY、射频信号发射强度变动系数λλ^QD以及标签数据传输异常隐匿系数ψ^CS建立智能评估模型，生成射频通信评估指数TX_指数，依据的公式为：

，式中，w1、w2、w3分别为射频频率偏移系数ξξ^PY、射频信号发射强度变动系数λλ^QD、标签数据传输异常隐匿系数ψ^CS的预设比例系数，且w1、w2、w3均大于0；

由计算公式可知，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内生成的射频频率偏移系数越小、射频信号发射强度变动系数越小、标签数据传输异常隐匿系数越小，即RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内生成的射频通信评估指数TX_指数的表现值越小，表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越小，反之则表明智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患越大；

上述Q时间的选取为一个时间较为短暂的时间段，时间段内的时间在此不做具体的限定，可根据实际情况进行设定，其目的是监测RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内的射频通信情况，从而通过此方式对RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在不同时段(Q时间内)内的射频通信情况进行实时监测。

S5、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号或者低隐患信号；

感知单元将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若射频通信评估指数小于等于射频通信评估指数参考阈值，则生成低隐患信号，并将信号传递至隐患类型分析单元；

若射频通信评估指数大于射频通信评估指数参考阈值，则生成高隐患信号，并将信号传递至隐患类型分析单元。

S6、接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，生成偶然隐患信号或者非偶然隐患信号，并对非偶然隐患信号发出警报提示；

隐患类型分析单元接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数，并将分析集合标定为I，则I＝{TX_指数f}，f表示分析集合内的射频通信评估指数的编号，f＝1、2、3、4、……、u，u为正整数；

通过分析集合内的射频通信评估指数计算射频通信评估指数标准差和射频通信评估指数平均值，并将射频通信评估指数标准差和射频通信评估指数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若射频通信评估指数平均值大于等于射频通信评估指数参考阈值，或者射频通信评估指数平均值小于射频通信评估指数参考阈值并且射频通信评估指数标准差大于等于标准差参考阈值，则生成非偶然隐患信号，并将信号传递至警报单元，通过警报单元对非偶然隐患信号发出警报提示，当RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成非偶然隐患信号时，表明RFID标签和RFID读写器进行射频通信时确实存在智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题难以及时发现的隐患，需要及时对RFID标签和RFID读写器进行维护管理，确保智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题时及时发现；

若射频通信评估指数平均值小于射频通信评估指数参考阈值并且射频通信评估指数标准差小于标准差参考阈值，则生成偶然隐患信号，并将信号传递至警报单元，不通过警报单元对偶然隐患信号发出警报提示，当RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成偶然隐患信号时，表明RFID标签和RFID读写器进行射频通信时偶然的隐患，此时不需要对RFID标签和RFID读写器进行处理。

本发明通过对RFID标签和RFID读写器进行产品质量控制的过程进行监测，当RFID标签和RFID读写器进行射频通信时存在未能及时发现潜在质量问题的隐患时，及时发出警报提示，通知相关人员知晓该情况，并对RFID标签和RFID读写器进行维护管理，确保智能制造生产管理过程中出现潜在质量问题时及时发现，有效地避免次品产品进入市场对产品声誉造成影响，同时有效的避免引发潜在安全隐患的情况发生；

本发明在接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，判断RFID标签和RFID读写器进行射频通信时是否出现了偶然异常的情况，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时偶然的隐患时，不发出警报提示，避免RFID标签和RFID读写器进行射频通信时因偶然异常而带来频繁的警报提示，提高对RFID标签和RFID读写器射频通信过程监测的准确性，保障产品质量控制过程高效地进行。

S7、将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，系统接收到数据后，进行质量控制和验证，若质量控制发现异常，通过系统发出警报提示，通知相关人员；

RFID读写器将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，这可以是云端系统、本地服务器或其他数据处理平台，中央数据管理系统进行质量控制和验证可能涉及与产品规格的比较、历史质检数据的分析等，系统根据预设的标准判断产品是否符合质量要求，当系统发出警报时，这可能触发一系列措施，如停产、产品召回、返工等，以确保问题得到及时处理。

本发明提供了如图2所示的一种智能制造生产管理系统，包括射频信号激活模块、数据读取模块、信息采集单元、分析单元、感知单元、隐患类型分析单元、警报单元以及质量控制和验证模块；

射频信号激活模块，用于在产品通过RFID读写器的范围时激活RFID标签；

数据读取模块，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器，通过RFID标签和RFID读写器进行射频通信；

信息采集单元，采集RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的多项数据信息，包括射频质量信息和射频识别数据交互信息，采集后，将射频质量信息和射频识别数据交互信息处理后上传至分析单元；

分析单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频质量信息和射频识别数据交互信息建立智能评估模型，生成射频通信评估指数，并将射频通信评估指数上传至感知单元；

感知单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号或者低隐患信号，并将信号传递至隐患类型分析单元；

隐患类型分析单元，接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，生成偶然隐患信号或者非偶然隐患信号，并将信号传递至警报单元，通过警报单元对非偶然隐患信号发出警报提示；

质量控制和验证模块，将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，系统接收到数据后，进行质量控制和验证，若质量控制发现异常，通过系统发出警报提示，通知相关人员；

本发明实施例提供的一种智能制造生产管理方法，通过上述一种智能制造生产管理系统来实现，一种智能制造生产管理系统的具体方法和流程详见上述一种智能制造生产管理方法的实施例，此处不再赘述。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种智能制造生产管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、当产品通过RFID读写器的范围时，RFID读写器向RFID标签发送射频信号激活RFID标签；

S2、激活的RFID标签回应RFID读写器的请求，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器；

S3、采集RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的多项数据信息，包括射频质量信息和射频识别数据交互信息，采集后，将射频质量信息和射频识别数据交互信息进行处理；

S4、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频质量信息和射频识别数据交互信息建立智能评估模型，生成射频通信评估指数；

S5、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号或者低隐患信号；

S6、接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，生成偶然隐患信号或者非偶然隐患信号，并对非偶然隐患信号发出警报提示；

S7、将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，系统接收到数据后，进行质量控制和验证，若质量控制发现异常，通过系统发出警报提示，通知相关人员。

2.根据权利要求1所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频质量信息包括射频频率偏移系数和射频信号发射强度变动系数，RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频识别数据交互信息包括标签数据传输异常隐匿系数，采集后，将射频频率偏移系数和射频信号发射强度变动系数分别标定为ξξ^PY和λλ^QD，将标签数据传输异常隐匿系数标定为ψ^CS。

3.根据权利要求2所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，射频频率偏移系数获取的逻辑如下：

S101、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的期望通信频率，并将期望通信频率标定为ξξ^PY _标准；

S 102、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的若干个实际发射频率和通过RFID标签接收的若干个实际接收频率，并将实际发射频率和实际接收频率分别标定为ξξ^PY _x和ξξ^PY _y，x表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的若干个实际发射频率的编号，x＝1、2、3、4、......、a，a为正整数，y表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID标签接收的若干个实际接收频率的编号，y＝1、2、3、4、......、b，b为正整数；

S103、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频频率偏移系数，计算的表达式为：

式中，a表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID读写器发射的实际发射频率的总数量，b表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内通过RFID标签接收的实际接收频率的总数量。

4.根据权利要求3所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，射频信号发射强度变动系数获取的逻辑如下：

S201、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时刻通过RFID读写器发射射频信号的实际射频信号发射强度，并将实际射频信号发射强度标定为λλ^QD _v，v表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时刻通过RFID读写器发射射频信号的实际射频信号发射强度的编号，v＝1、2、3、4、......、c，c为正整数；

S202、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际射频信号发射强度建立数据集合，并将数据集合内的实际射频信号发射强度按照顺序排序，并将重新顺序排序后的实际射频信号发射强度重新标定为λλ^QD _v′，v′表示数据集合内重新顺序排序后的实际射频信号发射强度的编号，v′＝1、2、3、4、......、c′，c′为正整数；

S203、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的射频信号发射强度变动系数，计算的表达式为：

式中，c′表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际射频信号发射强度的总数量，c′＝c。

5.根据权利要求4所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，标签数据传输异常隐匿系数获取的逻辑如下：

S301、获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时段的实际数据传输速率，并将实际数据传输速率标定为ψ^CS _k，k表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内不同时段的实际数据传输速率的编号，k＝1、2、3、4、......、d，d为正整数；

S302、将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际数据传输速率与预先设定的数据传输速率参考值进行比对，并将小于数据传输速率参考值的实际数据传输速率重新标定为ψ^CS _k′，k′表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间获取的小于数据传输速率参考值的实际数据传输速率的编号，k′＝1、2、3、4、……、d′，d′为正整数；

S303、计算RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的标签数据传输异常隐匿系数，计算的表达式为：

式中，d表示RFID标签和RFID读写器进行射频通信时在Q时间内获取的实际数据传输速率的总数量，ψ^CS _参考表示数据传输速率参考值。

6.根据权利要求5所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频频率偏移系数ξξ^PY、射频信号发射强度变动系数λλ^QD以及标签数据传输异常隐匿系数ψ^Cs建立智能评估模型，生成射频通信评估指数TX_指数，依据的公式为：

式中，w1、w2、w3分别为射频频率偏移系数ξξ^PY、射频信号发射强度变动系数λλ^QD、标签数据传输异常隐匿系数ψ^CS的预设比例系数，且w1、w2、w3均大于0。

7.根据权利要求6所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若射频通信评估指数小于等于射频通信评估指数参考阈值，则生成低隐患信号；

若射频通信评估指数大于射频通信评估指数参考阈值，则生成高隐患信号。

8.根据权利要求7所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的若干个射频通信评估指数，并将分析集合标定为I，则I＝{TX_指数f}，f表示分析集合内的射频通信评估指数的编号，f＝1、2、3、4、……、u，u为正整数；

通过分析集合内的射频通信评估指数计算射频通信评估指数标准差和射频通信评估指数平均值，并将射频通信评估指数标准差和射频通信评估指数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

若射频通信评估指数平均值大于等于射频通信评估指数参考阈值，或者射频通信评估指数平均值小于射频通信评估指数参考阈值并且射频通信评估指数标准差大于等于标准差参考阈值，则生成非偶然隐患信号，对非偶然隐患信号发出警报提示；

若射频通信评估指数平均值小于射频通信评估指数参考阈值并且射频通信评估指数标准差小于标准差参考阈值，则生成偶然隐患信号，不对偶然隐患信号发出警报提示。

9.一种智能制造生产管理系统，用于实现上述权利要求1-8中任意一项所述的一种智能制造生产管理方法，其特征在于，包括射频信号激活模块、数据读取模块、信息采集单元、分析单元、感知单元、隐患类型分析单元、警报单元以及质量控制和验证模块；

射频信号激活模块，用于在产品通过RFID读写器的范围时激活RFID标签；

数据读取模块，将存储在RFID标签中的数据传输给RFID读写器，通过RFID标签和RFID读写器进行射频通信；

信息采集单元，采集RFID标签和RFID读写器进行射频通信时的多项数据信息，包括射频质量信息和射频识别数据交互信息，采集后，将射频质量信息和射频识别数据交互信息处理后上传至分析单元；

分析单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时经过处理后的射频质量信息和射频识别数据交互信息建立智能评估模型，生成射频通信评估指数，并将射频通信评估指数上传至感知单元；

感知单元，将RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的射频通信评估指数与预先设定的射频通信评估指数参考阈值进行比对分析，生成高隐患信号或者低隐患信号，并将信号传递至隐患类型分析单元；

隐患类型分析单元，接收到RFID标签和RFID读写器进行射频通信时生成的高隐患信号后，实时获取通过分析单元生成的若干个射频通信评估指数进行综合分析，生成偶然隐患信号或者非偶然隐患信号，并将信号传递至警报单元，通过警报单元对非偶然隐患信号发出警报提示；

质量控制和验证模块，将从RFID标签读取的数据实时传输到中央数据管理系统，系统接收到数据后，进行质量控制和验证，若质量控制发现异常，通过系统发出警报提示，通知相关人员。