在自動化過程以人工追蹤或提供制程中零件與物料的可追溯性(traceability)在效率、精確性與生產現場環境已不可行,RFID與即時定位系統(Real-Time Locating Systems;RTLS)技術可滿足制程中自動辨識(identification)、追蹤(track)與追溯(trace)物件的需求。
據Automation World報導,工業辨識技術如RFID標簽可儲存被追蹤物體的辨識、狀況與程序數據,能標記所在位置、何時經過特定讀取點;工業定位技術如RTLS可即時辨識物體及其所在位置,賦予制程的透明度比RFID更高。兩者于在制品(WIP)的應用,主要取決于使用者對于追蹤精確性的要求,以及最佳化制程所需掌握的信息。
西門子(Siemens)表示,讓制程透明化有制程彈性、加速生產步驟、即時生產進料、自動文件制作、可追溯性,以及排除損害、錯誤與作業漏失、文件旅行等好處。此外制造商必須完整記錄與匯報制程,才能在出錯時達到100%產品可追溯性。
RFID系統與應用的開發商須了解目標使用者的應用場景、作業環境、欲追蹤物體的物理特性與組成。幾乎所有制造環境都用得上RFID技術,隨著使用者找出有效運用這些辨識技術的方式,其采用率也將隨之提升。
工業辨識與定位成為促進制造業數字化的關鍵技術。物體上安裝RFID標簽,制造商就能在生產現場辨識、追蹤與收集物體的數據。考量成本、利潤與時間,RFID于WIP的應用日益廣泛。飲料、食品、制藥產業運用RFID自動追蹤制程中容器、原料、消毒與清潔的程序等各個環節。
汽車制造商與各級供應商在制造與組裝也廣泛應用RFID。智慧機械產業運用RFID辨識與追蹤單一組裝線上的多種產品,以確認特定產品正在進行的工序。航太產業運用RFID取代以人工追蹤文件,以符合更高等級的制造可追溯性。較高端的消費性電子產品也開始在制造與組裝程序上運用RFID。
主動式(active)與被動式(passive)標簽各有所長,技術與成本取決于使用者的應用需求。主動式RFID標簽信號可達100英尺至數英里,可隨時掌握被追蹤物件的位置與狀況。一般運用約1至數小時發送一次信號,接收距離約20~30英尺,電池續航力可達數年無需經常更換。
被動式標簽不發送信號、無需電源,由讀取器在有效距離內偵測標簽,成本1個最低7~10美分,可隨產品出廠無須回收。應用于汽車生產線,可辨識車輛及特定工作站須進行的工序。
藍牙為主動式技術,適用系統監測等更高端的通訊應用,通常內嵌額外感測器與電池,成本較高。BLE beacon約1個15~20美元、壽命約5年,無法寫入或儲存數據,僅作為位置標示。適合低成本、低破壞性應用,只要將beacon安裝在欲追蹤物體附近的資產或設備提供距離感測,當該物體靠近beacon時即可被偵測,并觸發相應程序。
RTLS是Zebra Technologies MotionWorks的核心技術,提供制程中核心資產、貨品與人員的位置、狀況、性能表現等數據,整合運用6.5 GHz UWB主動式RFID、2.4GHz主動式RFID、低功耗藍牙(BLE) beacon、被動式RFID,以追蹤資產與原物料。
航太制造商運用MotionWorks即時掌握數千個人工制程的特殊工具與設備狀態,可提升使用率20%,減少因工具缺損的工作延遲80%與補足工具的資本支出50%,降低使用不合格工具的機率達30%。
西門子收購Agilion取得RTLS的關鍵超寬頻(UWB)技術,其Simatic RTLS運用3-7 GHz的頻率范圍、頻寬至少500MHz的UWB技術傳輸微弱無線信號,可避免與其他系統互相干擾,物體定位誤差僅10公分。
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原文標題:【傳感器】RFID與即時定位系統 擴大應用于制程辨識與追溯物件
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