技术领域
[0001] 本
发明属于钢管生产、销售和使用等流转工序的品质管理系统，具体涉及一种利用了RFID技术对钢管流转工序进行的实时品质管理系统。
背景技术
[0002] 目前，钢管生产的管理系统一般采用ERP系统管理，由于钢管生产是根据客户的订单而定制不同规格，因此钢管的规格非常之多，甚至达到上千种。因此，实际钢管生产过程中具有不同的规格，不同大小的原坯、不同的材料以及不同的仓库库存的改制，因此生产过程中工序会不同调整，相当复杂，利用静态的ERP管理造成了生产工序的不稳定，并且出现问题也难以实时地找到原因，造成管理资源和生产资源的极大浪费，而且还深度影响钢管的品质。
发明内容
[0003] 本发明的发明目的是提供一种结构合理，结合条码技术与RFID标签技术，能够快速，实时地对钢管流转工序进行的实时品质管理系统；该实时品质管理系统还具有减少出错率、追溯性强并且能够实时远程在线监控的优点。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
[0005] 一种利用RFID对钢管流转工序的实时品质管理系统，包括钢管生产设备、钢管检验设备、带RFID标签的信息卡、RFID人员身份卡、RFID
扫描仪、工业
计算机系统和在线显示终端；所述钢管生产设备包括
冷轧控制设备、
酸洗控制设备和
热处理控制设备，冷轧控制设备包括PLC控制系统A和
轧机；酸洗控制设备包括PLC控制系统B和酸洗设备；热处理控制设备包括PLC控制系统C和
退火炉；所述钢管检验设备包括
涡流探伤仪；工业计算机系统包括
人机交互系统、
数据库服务器和控制系统，人机交互系统、数据库服务器和控制系统之间相互连接；所述人机交互系统包括输入模
块、数据输出显示界面和数据监控模块，输入模块连接数据输出显示界面，数据监控模块分别连接数据输出显示界面、数据库服务器和控制系统；所述带RFID标签的信息卡包括用于录入钢管检验预设规格数据的
质量流转卡，所述RFID人员身份卡是钢管流转工序中用于唯一识别操作人员手工操作或录入数据的身份卡；所述RFID扫描仪连接人机交互系统上的输入模块，钢管框号内的质量流转卡通过RFID扫描仪，自动录入钢管框号、钢管规格和其他预设的质量要求至人机交互系统上；所述涡流探伤仪对所述框号的钢管的探伤数据分为手工记录数据和自动记录数据；涡流探伤仪上的自动记录数据自动录入人机交互系统；操作人员的手工记录数据通过他的RFID人员身份卡经过RFID扫描仪扫描后，将手工记录数据手工录入至他名下的人机交互系统上；所述冷轧控制设备、酸洗控制设备和热处理控制设备分别通过各自的PLC数据连接工业计算机系统，用于将它们各自的工艺参数实时录至工业计算机系统中；在线显示终端通过网络连接工业计算机系统，实时抓取工业计算机系统中的生产工艺参数、检验数据和人员操作。
[0006] 作为优选，数据库服务器至少包括预设的原料信息、预设钢管
缺陷信息、预设的热处理信息和预设的缺陷原理关联信息；所述控制系统至少包括数据对比模块、数据匹配模块和数据运算模块。
[0007] 作为优选，还包括警报模块，所述控制系统连接警报模块。
[0008] 进一步的，实时品质管理系统还包括成品钢管品质管理系统，成品钢管品质管理系统包括带RFID标签的成品钢管、预存入成品钢管数据的数据库服务器、远程RFID扫描仪和远程输入终端；所述RFID人员身份卡还包括销售人员身份卡和安装人员身份卡；所述成品钢管销售数据通过销售人员身份卡在远程RFID扫描仪后，录入远程输入终端，远程输入终端连接所述工业计算机系统；所述成品钢管安装数据通过安装人员身份卡在远程RFID扫描仪后，录入远程输入终端。
[0009] 作为优选，所述探伤仪包括探伤模块、称重模块、尺寸测量模块和ID喷标模块，探伤仪的输出端连接工业计算机系统，将每支钢管ID和检验数据输入至数据库；钢管从框中陆续送入探伤仪时，探伤仪对单支钢管利用探伤模块探伤、称重模块称重、尺寸测量模块测量长度和直径，最后再利用喷标模块在钢管表面打上ID号；工业计算机系统录入每支同框钢管数据之后，工业计算机系统中的控制系统可以求和，并与所述钢管框号内的质量流转卡录入的数据匹配。这使得钢管探伤从最小流转单位的框号精细化到每支钢管，同时，提高质检和管理品质，减少出错率，利用做好钢管生产过程中的品质控制。
[0010] 进一步的，实时品质管理系统还包括工人退火操作管理系统，所述工人退火操作管理系统包括刷卡机和用于拍摄工人刷卡和退火操作的摄像头，所述刷卡机连接PLC的输入端，PLC的输出端连接摄像头；工人利用RFID人员身份卡刷卡时，刷卡机将刷卡
信号输入PLC，PLC实时控制摄像头抓拍人员刷卡、人员退火操作的图像和视频，同时将抓拍图像和视频数据输入至工业计算机系统。
[0011] 进一步的，实时品质管理系统还包括地磅物流系统，地磅物流系统包括入口信息录入系统、出口信息确认系统、装载系统、
门禁系统、地磅系统、带RFID标签的信息卡、RFID人员身份卡、RFID扫描仪、
数据中心、控制中心和在线显示终端；所述门禁系统包括入库门禁和出库门禁，地磅系统包括空磅机构和复磅机构，所述入库门禁、RFID扫描仪和空磅机构均位于入口信息录入系统内，复磅机构和出库门禁均位于出口信息确认系统内；装载系统包括装载控制机构、校验机构、运输机构和仓储，仓储内放置有多个的单元储箱，所述校验机构包括RFID扫描机和用于记录单元储箱内装载物品信息的带RFID标签的信息卡，带RFID标签的信息卡位于单元储箱的表面，所述装载控制机构连接数据中心，装载控制机构操作运输机构由仓储内移动单元储箱至载具上；所述数据中心连接、采集并处理RFID扫描机、空磅机构和复磅机构的反馈数据，数据中心连接控制中心并将
控制信号发送至控制中心；所述控制中心连接并控制入库门禁和出库门禁的启闭，控制中心连接装并控制载控制机构；所述在线显示终端与数据中心相连接。
[0012] 进一步的，所述地磅物流系统中的数据中心位于数据库服务器内，地磅物流系统中的控制中心是工业计算机系统中控制系统的一部分。
[0013] 进一步的，所述空磅机构和复磅机构是同一地磅；所述入库门禁和出库门禁是同一门禁。
[0014] 作为优选，所述喷标模块包括ID喷标模块和刻度喷标模块，所述刻度喷标模块与尺寸测量模块信号连接。
[0015] 采用了上述技术方案实时品质管理系统，利用RFID对钢管流转工序实时录入和管理，具有如下优点：
[0016] 首先，本发明在传统的工艺卡上结合条码技术与RFID标签技术，将工艺卡变成一个智能工艺卡。该卡片不失传统工艺卡的功能，且具备条码扫描与感应功能，在复杂的生产环境下承担着数据承载功能。系统设计是
智能卡感应为主，条码为辅，解决传统手写方式，避免手写的错误。简化员工对工艺卡的使用，上述带RFID标签的信息卡主要利用条码，上述RFID人员身份卡利用磁感应，这样结合标记钢管和人员，对整个流转工序进行管理，不仅具有很高的实时性和准确的追溯性，还可以利用工业计算机系统对这些标记的数据进行处理和分析，提高管理效率和生产效率，降低次品率。
[0017] 其次，由于钢管在检验过程中，有没有检验，客户是难以知道的。因此，本发明采用上述系统，可以采用该系统来约束所有的质检规范，使得客户实时可视其钢管的生产过程，钢管成品的质保书以及质保体系，也可以和本发明所提供系统的数据相关联，使得在销售环节也实现互联网化。让市场的购买者通过实时品质管理系统，能够在互联网上直接实时地看到钢管流转工序的生产规范，以及品质控制流程，能够对我公司的钢管生产规范，品质控制具有更强的信心。在生产管理上，也迫使企业的员工在该体系中有序运行，进而能够将员工的工作时间，工作效率以及出错率数据化和实时化。
[0018] 再其次，本发明采用上述系统，还能够对钢管质检出现的缺陷快速录入到工业计算机系统中，通过数据库对比结合控制系统运行，能够快速反馈大面积缺陷的成因，从而快速追溯生产工序中的设备、
控制器、工艺参数以及人员操作上的问题，便于快速追溯技术问题已经员工责任问题，从而不仅提高生产效率和管理效率，而且提供品质管理，进而减少损失。
[0019] 另外，作为本发明的优选方案，本发明引入成品钢管品质管理系统，还能让我们的钢管产品打上标签，通过
大数据管理，让我们公司能够实时地了解到钢管的销售时间、使用地点以及使用期限，从而通过网络手段保障钢管的使用安全和更换期限，不仅有利于本公司的销售，而且有利于解决钢管在销售后的超期服役的使用安全问题。
附图说明
[0021] 图2：本发明实施例的探伤过程的结构框图。
[0022] 图3：本发明实施例的工人退火操作管理系统的结构框图。
[0023] 图4：本发明实施例的地磅物流系统的结构框图一。
[0024] 图5：本发明实施例的地磅物流系统的结构框图二。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0026] 如图1所示的一种利用RFID对钢管流转工序的实时品质管理系统，它主要包括钢管生产设备、钢管检验设备、带RFID标签的信息卡、RFID人员身份卡、RFID扫描仪、工业计算机系统和在线显示终端。
[0027] 上述工业计算机系统包括人机交互系统、数据库服务器和控制系统，人机交互系统、数据库服务器和控制系统之间相互连接，它们信号相互传递。人机交互系统包括输入模块、数据输出显示界面和数据监控模块，其中输入模块连接数据输出显示界面，数据监控模块分别连接数据输出显示界面、数据库服务器和控制系统。RFID扫描仪直接或间接地通过输入模块连接人机交互系统。
[0028] 上述数据库服务器至少包括预设的原料信息、预设钢管缺陷信息、预设的热处理信息和预设的缺陷原理关联信息；所述控制系统至少包括数据对比模块、数据匹配模块和数据运算模块。
[0029] 带RFID标签的信息卡包括用于录入钢管检验预设规格数据的质量流转卡，RFID人员身份卡是钢管流转工序中用于唯一识别操作人员手工操作或录入数据的身份卡。
[0030] RFID扫描仪连接人机交互系统上的输入模块，钢管框号内的质量流转卡通过RFID扫描仪，自动录入钢管框号、钢管规格和其他预设的质量要求至人机交互系统上。上述涡流探伤仪对框号的钢管的探伤数据分为手工记录数据和自动记录数据。涡流探伤仪上的自动记录数据自动录入人机交互系统；操作人员的手工记录数据通过他的RFID人员身份卡经过RFID扫描仪扫描后，将手工记录数据手工录入至他名下的人机交互系统上。
[0031] 上述钢管生产设备包括冷轧控制设备、酸洗控制设备和热处理控制设备，冷轧控制设备包括PLC控制系统A和轧机；酸洗控制设备包括PLC控制系统B和酸洗设备；热处理控制设备包括PLC控制系统C和
退火炉；所述钢管检验设备包括涡流探伤仪。具体地，PLC控制系统A包括PLC#2和检测轧机上参数的各个
传感器以及改变轧机各个参数的执行器，PLC#2通过传感器来的信号，记录和保存数据，并且通过与预设的数据进行运行，反馈调节轧机。PLC#2同时又作为带RFID标签的一个控制器，或者说是带对应I D轧机的数据对工业计算机系统进行相互的数据传送。同理，PLC控制系统C包括PLC#1和检测退火炉上参数的各个传感器以及改变轧机各个参数的执行器，各个传感器诸如
温度、压
力、功率等数据，也是通过上述PLC#1对热处理过程进行反馈调节。酸洗控制设备也同理，不再赘述。上述钢管的生产设备输出的信号和质量流转卡一致，也都是带钢管框号的。另外，需要说明的是，上述钢管生产设备属于包括性的例举，其一定程度上对后续钢管的质量管理会产生一定影响。
[0032] 上述冷轧控制设备、酸洗控制设备和热处理控制设备分别通过各自的PLC数据连接工业计算机系统，用于将它们各自的工艺参数实时录至工业计算机系统中。在线显示终端通过网络连接工业计算机系统，实时抓取工业计算机系统中的生产工艺参数、检验数据和人员操作。因此，在线显示终端可以是PC、手机、平板等可以通过HTTP上网的终端设备或者通过联网的PC
软件、APP软件的的终端设备。
[0033] 进一步地，本发明还可以包括一些警报器，控制系统连接警报器，品质管理系统出现大面积异常时，即可报警，报警器的形式可以是软件的报警显示模块，也可以带声音提示的
硬件报警模块。
[0034] 实施例2：
[0035] 如图1所示，本实施例和实施例1的区别在于，本实施例还包括成品钢管品质管理系统，成品钢管品质管理系统包括带RFID标签的成品钢管、预存入成品钢管数据的数据库服务器、远程RFID扫描仪和远程输入终端；RFID人员身份卡还包括销售人员身份卡和安装人员身份卡。成品钢管销售数据通过销售人员身份卡在远程RFID扫描仪后，录入远程输入终端，远程输入终端连接所述工业计算机系统。图1中未示出远程RFID扫描仪，用实施例1的RFID扫描仪替代。成品钢管安装数据通过安装人员身份卡在远程RFID扫描仪后，录入远程输入终端。
[0036] 本实施例的另一个目的在于，本实施例不仅仅包括钢管生产环节的流转工序进行的品质管理，还包括后续的安装管理、质保服务以及服役期限监控，使得钢管的使用在全球范围内完成钢管物联建设，确保杜绝超期服役现象，而且能够快速追溯质保服务、也确保专人有序地控制安装管理。
[0037] 实施例3：
[0038] 如图1和图2所示，本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的探伤仪是集成探伤仪，它包括探伤模块、称重模块、尺寸测量模块和喷标模块，喷标模块包括ID喷标模块和刻度喷标模块，刻度喷标模块与尺寸测量模块信号连接。上述探伤仪的输出端连接工业计算机系统，将每支钢管ID和检验数据输入至数据库。钢管从框中陆续送入探伤仪时，探伤仪对单支钢管利用探伤模块探伤、称重模块称重、尺寸测量模块测量长度和直径，最后再利用ID喷标模块在钢管表面打上ID号。因为刻度喷标模块与尺寸测量模块信号连接，利用刻度喷标模块就可以很方便地在每支成品钢管上打上刻度，方便使用者截管安装。工业计算机系统录入每支同框钢管数据之后，工业计算机系统中的控制系统可以求和，并与所述钢管框号内的质量流转卡录入的数据匹配。这使得钢管探伤从最小流转单位的框号精细化到每支钢管，同时，提高质检和管理品质，减少出错率，利用做好钢管生产过程中的品质控制。另外，本实施例的最大优势在于，在钢管成品检验阶段，顺利地集成钢管参数测量模块，不仅一步将钢管的重量、长度进行测量，用于匹配框号中的质量流转数据，从而减少错误率，而且这些测量数据还用于品控，用于精细化管理将钢管品质管理至每支。尽管从框号到支的管理已经在现有钢管生产管理
水平中有了质的飞跃，可本实施例还做到了将这些测量数据实时应用于ID参数喷标和刻度喷标中。须知，这些检测数据和实施例1中出现的很多钢管数据、编号均是输入至数据库的。而本实施例中的喷标ID号可以带有数据库
访问地址信息，这样一来，每支钢管均可以通
过喷标模块喷出的ID信息来访问其所有的钢管信息。
[0039] 另外，如图3所示，本实施例和实施例1的区别还在于，本实施例还包括工人退火操作管理系统，工人退火操作管理系统包括刷卡机和用于拍摄工人刷卡和退火操作的摄像头，刷卡机连接PLC的输入端，PLC的输出端连接摄像头；工人利用RFID人员身份卡刷卡时，刷卡机将刷卡信号输入PLC，PLC实时控制摄像头抓拍人员刷卡、人员退火操作的图像和视频，同时将抓拍图像和视频数据输入至工业计算机系统。其中的PLC可以是PLC控制系统C中的PLC，工人退火操作管理系统的目的一方面能够实时有序地监控工人，让工人能够有序稳定地操作，提高钢管品质；第二方面可以将退火数据放到网络远端，让购买者能够看到退火过程。
[0040] 实施例4：
[0041] 如图1和图4所示，本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的还包括地磅物流系统，地磅物流系统包括入口信息录入系统1、出口信息确认系统3、装载系统2、门禁系统、地磅系统、带RFID标签的信息卡4、RFID人员身份卡、RFID扫描仪、数据中心、控制中心和在线显示终端，门禁系统包括入库门禁和出库门禁，地磅系统包括空磅机构的复磅机构。数据中心连接、采集并处理RFID扫描机、空磅机构和复磅机构的反馈数据，数据中心连接控制中心并将控制信号发送至控制中心。控制中心连接并控制入库门禁和出库门禁的启闭，控制中心连接装并控制载控制机构；在线显示终端与数据中心相连接。入口信息录入系统1包括入库门禁、RFID扫描仪和空磅机构，入口信息录入系统增设了载具识别及记录的功能，驾驶人员需携带RFID人员身份卡，RFID人员身份卡上记录有多种信息包括：载具牌照、型号、驾驶员身份信息以及载货量；当驾驶员将人员身份卡在RFID扫描机上扫描时，可以将人员身份卡的信息输送至数据中西进行核对，没有错误入库门禁打开，并将入库载具进行记录。
[0042] 出口信息确认系统3包括复磅机构和出库门禁；出口信息确认系统3用于最终清点出库，通过复磅机构对载具和货物进行称重，减去空磅机构称重得到的载具重量，获得载货重量数据并发送至数据中心，通过与理论值比较相差的重量在一定范围内时，则载货数量清点无误，打开出库门禁，完成清点出库。若误差超出范围，则需人工进行检查，找出误差原因。这样可以有效的降低清点时间，提高效率，并且保证出库时无多载或少载。
[0043] 装载系统2包括装载控制机构、校验机构、运输机构和仓储，仓储内放置有多个的单元储箱，校验机构包括RFID扫描机和带RFID标签的信息卡4，带RFID标签的信息卡4粘贴于单元储箱的表面，装载控制机构连接
数据处理中心，装载控制机构操作运输机构由仓储内移动单元储箱至载具上；
[0044] 仓储内的单元储箱用于装钢管，单元储箱内的钢管规格及数量并不完全相同，当货物放入单元储箱时，操作人员首先扫描单元储箱表面的RFID标签信息卡，在数据中心寻找到对应的单元储箱编号，在数据中心中将单元储箱内的钢管信息：如长度、管厚等规格，以及钢管的数量和单元储箱的摆放
位置，进行信息更改置换，最后保留在数据中心内等待调用。
[0045] 在装载环节中，驾驶员在进入入口信息录入系统1时，RFID扫描机读取到的RFID人员身份卡上的装货规格、数量信息，并发送至数据中心，数据中心将信息进行处理，将多个单元储箱进行组合完成配货：
[0046] 数据中心读取各个单元储箱的位置，数据中心通过控制中心操作装载控制机构启动运输机构，运输机构根据位置信息带着RFID扫描机对要装载的单元储箱上的信息卡进行信息读取，与数据中心内的编号进行校对，确认无误后将单元储箱运送至载具上。
[0047] 本实施例中的RFID扫描仪、在线显示终端均通过无线设备与数据中心连接，无线设备可以采用wifi或Bluetooth等常用的无线对接设备进行连接，时RFID扫描仪的摆放位置可以根据实际使用环境进行灵活的调节，甚至可以增设服务，保证使用者可以在局域网以外的网络进行远程控制。
[0048] 本实施例中的显示终端除了在线显示终端，还增设有网络显示终端，管理/操作人员可以远程进行监控，同时可以进行远程控制。
[0049] 装载系统2内设有清单
打印机，装载控制机构连接并控制清单打印机，当驾驶员持RFID人员身份卡进入时，RFID扫描机扫描信息，并生成一份清单表格，传送至装载控制机构，装载控制机构控制清单打印机打印货物清单表格，驾驶员取来表格并对载具上的单元储箱编号进行人工初步确认，并且使货物情况更清楚，易于后续处理。
[0050] 本实施例中的运输机构采用行车，载具采用普通的货车，但是并不限于货车，也可以是飞机、货轮等其他运输工具。
[0051] 实施例5：本实施例与实施例4的区别在于：本实施例的地磅物流系统中的数据中心位于数据库服务器内，地磅物流系统中的控制中心是工业计算机系统中控制系统的一部分。
[0052] 实施例6：如图5所示，本实施例与实施例4的区别在于：本实施例的空磅机构和复磅机构是同一地磅。入库门禁和出库门禁是同一门禁，大大减省了成本。而且磅的统一还提高了
精度，门禁的统一，减少了一个门禁口子，除了减省成本还提高了管理安全性。
