RFID是新一代的自動識別技術,在國內的起步比較晚,最早在國內的規模化應用也是咱們國家相對閉環的一個鐵路系統。
所以,RFID的普及度不高,作為一個應用工程師,我經常會被我的客戶問到說,什么是RFID技術,那么我通常會首先跟他們介紹條碼技術。
條碼技術起源于二十年代,在各行各業的應用已經非常成熟。
包括大家都非常熟悉的商超,倉儲,快遞物流、供應鏈管理以及一些工業過程控制中,它通過簡單的二進制數屬性,提供了可靠簡便的自動識別應用,在傳統的手工抄錄作業模式下,大幅提高了企業資源管理的效率,因此得以迅速普及,在各個領域創造了非常成熟的應用,也正因為如此,所以大家對它的技術特性也都非常了解。
比如它是可見光,典型識別距離在50cm左右,只能單個讀取,不具備穿透讀取的能力,存儲容量低,安全性差等等,這些技術特性,在現代企業資源配置管理的過程中,已經形成了明顯的制約。
包括早期的現代物流管理,以及剛剛提出的智能制造,工業4.0等等,實際上是形成了一個,產業的發展倒逼技術革新這樣一個局面,自動識別領域迫切需要一個新的技術,能夠克服現有技術的缺陷,形成一個更廣泛,更高效,更安全的應用技術,實現簡便的識別,更豐富的應用。
這實際上就是我們今天在討論的RFID技術,確切的說是超高頻RFID技術。
說到汽車工廠,其實我們關注的還是智能制造。
當前,智能制造成為全球業界關注的熱點。
首先,是因為它是多個國家當前的戰略目標。
包括國內的中國制造2025,德國的工業4.0等等。
上升到國家戰略以后,意味著會有更多的政策扶持、資金支持,對促進技術的實際應用落地有重大的推進作用。
所以在當前制造行業中,RFID技術的應用是擁有一個較好的政策土壤的。
就技術本身而言,目前讀寫器的發展趨于成熟穩定,標簽和芯片的價格呈現不斷下降的趨勢,而類型與性能卻保持著不斷上升,因此,這也促進了rfid在制造領域更多環節中的應用:
包括倉儲管理、過程管理、配送供應鏈等等。
以rfid技術推進制造企業實現“標準化”,智能化升級,降低生產成本,靈活應對市場變化,更好地滿足客戶需求,就迎來了良好的發展契機。
汽車相對來說是一個比較精密的制造,設計到的工藝、制程比較復雜,
但總的來說,可以分為沖壓、焊接、涂裝和總裝四個大的流程。
汽車制造產業發展到今天,已經非常成熟,制造的汽車也越來越高端,性能越來越好,但實際上,在它這四個制程里面,還是存在不可避免的一些問題,或者我們說是存在可以提升的空間。
比如在沖壓車間。
沖壓車間主要是將一塊一塊的鋼板通過大型模具,一體沖壓成型,做出我們看到的汽車上的車門、車架、車頂蓋等等這些骨架。
所以,沖壓實際上是生產原料件,它的庫存統計的準確性,出入庫信息的實時跟蹤是很必要的,對企業均衡生產與供應,制定科學的生產計劃與資源調度,具有重要意義。
噴涂車間主要是給汽車噴涂顏色,環境非常劣勢,不適合人員去操作,所以對自動識別有迫切要求;
總裝車間是完成發動機、座椅、內外飾等等的裝配,不同環節不同的工藝,不同汽車不同的配件,所以較為繁瑣,車體的自動識別將有助于提高總裝的效益,減少出錯率,實現資源的科學分配。
所以,不同的車間有不同的需求,RFID系統在實施的時候,就需要根據這些不同的需求,制定不同的解決方案。
比如在沖壓和焊接車間,我們就重點管控沖壓原料件的生產數量、庫存數量,和出庫數量,實現這些環節的數據流精確統計,就可以為整個生產管理系統的智能調度和科學決策提供數據支撐。
我們基本的實現思路是,在轉運沖壓原料件的料架上安裝電子標簽。
在生產線尾、倉庫入庫、出庫口部署RFID讀取節點。
沖壓件在生產完成并裝載到料架上的時候,會將信息自動寫入料架標簽中完成信息綁定。
之后會由叉車運輸到倉庫,在倉庫入庫安裝讀取設備,通過讀取電子標簽,定位到料架上的原料信息,完成入庫信息記錄。
同樣的原料,我們在出庫口部署讀取設備。
我們可以再看一下現場實施的圖片。基本與我們的設計方案是一樣的。
這樣一套系統能很好的解決沖壓到焊接這一端原料件的庫存透明度,實時自動統計的數據流,很好的改善了生產計劃的制定,達到了供求關系的一個良好平衡,得到了用戶的肯定。
涂裝車間主要是運輸車體的滑橇上安裝電子標簽,
車體在被放到滑橇上的時候會完成車體信息的錄入,
在車間關鍵位置的機運滾床上部署RFID讀取節點,
滑橇在將車體運輸到關鍵位置后,讀取設備會讀取到滑橇上的電子標簽信息,從而來定位車體的身份信息,并將信息傳輸給PLC,來指導完成相關作業。
在總裝車間,一個焊接噴繪好后的車體,要進行諸多工序,
包括車架組裝、底盤懸掛,動力合成等等,
因此,通過將一個電子標簽安裝在車體某一個固定的位置,類似于車頭,
這個標簽會跟隨整個車體的總裝全流程,
并在不同的節點安裝RFID讀取設備,來指導工藝的進行。
舉個例子說明,RFID在智能制造中的應用模式。
這是一個可以在很多制造企業中看到的作業流水線。
原料從前端流進,通過各種不同的工序組合,以順序作業的模式,來完成一個產品的生產。
傳統采用紙張作業工單,或人工記錄,或掃描條碼,一方面是效率低下,另一方面過多人為的參與,難免出錯,造成生產進度的停滯。
所以,借助RFID技術,原材料、零部件、半成品和在制品上的電子標簽使得生產計劃管理人員能夠對其迅速定位、了解原材料的耗損情況,這將大大提高生產的效率和質量。
同時,RFID技術還能夠對產品進行信息的收集、處理,幫助生產人員輕松掌握整個生產線的運作情況和實現產品的生產進度進一步加快。
由于RFID的可讀寫特性,其可提供不斷更新的實時數據流。與制造執行系統互補,RFID所提供的信息可用來保證正確地使用勞動力、機器、工具和部件。
從而實現無紙化生產和減少停機時間,促進生產物流的順利進行。
這可以看以RFID電子標簽作為信息載體,取代紙張之作業工單,通過在生產線各工位部署RFID采集設備,以智能生產排程為基線的計劃信息流管理,確保資源優化、成本有效控制,完整解決印刷生產排程、工單排產難題;全面解決繁瑣的印刷生產過程管理難題。
將所有生產過程信息寫入到電子標簽中進行存儲,通過工位終端顯示設備,完成對工藝過程的顯示指導。
這兩張圖顯示了實際現場的一個設備安裝圖,代表了兩個不同總裝環節的應用情況,其基本的共性:
通過RFID這樣一個簡便的自動識別技術,實現物物信息的精準和快速識別,幫助后端的MES系統進行科學的決策,從而提高企業生產效率,改善組織,縮短生產周期,提高企業的綜合競爭力。
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