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應(yīng)用設(shè)計

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RFID迎接第四次工業(yè)革命

RFID迎接第四次工業(yè)革命

2016/7/25 9:32:07

  制造業(yè)作為我國工業(yè)的主體,面臨著國際和國內(nèi)市場的激烈競爭,近年來市場對制造業(yè)的要求逐漸苛刻,單純軟件管理已不能使制造業(yè)的生產(chǎn)達到理想狀態(tài)。

  制造業(yè)由于無法實時傳輸生產(chǎn)績效和生產(chǎn)跟蹤的統(tǒng)計數(shù)據(jù),導(dǎo)致缺乏供應(yīng)鏈內(nèi)的生產(chǎn)同步,管理部門無法對生產(chǎn)、倉儲和物料供應(yīng)等實施精確規(guī)劃,造成生產(chǎn)線上經(jīng)常出現(xiàn)諸如過量的制造、庫存的浪費、等待加工時間、大量移動物料等問題。

  解決這些問題的關(guān)鍵是如何采集實時產(chǎn)品數(shù)據(jù),由于缺乏實時、精確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)源,企業(yè)資源計劃系統(tǒng) ERP(Enterprise Resource Planning)的強大功能無法從真正意義上實現(xiàn),反而造成其他管理部門工作量增加,帶來了新的浪費。

 

  RFID技術(shù)與Web技術(shù)在過去的70年一直是獨立的發(fā)展。最早使用RFID技術(shù)的事例,可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時的英國秘密項目開發(fā)的一個系統(tǒng),用以確定過來方向的飛機是的朋友或敵人。第四次工業(yè)革命將看到這兩個技術(shù)的結(jié)合,充分連接網(wǎng)絡(luò)和物理世界。

  RFID 系統(tǒng)通過無線收發(fā),可以在無人工操作的情況下實現(xiàn)自動識別和信息存儲,能夠解決生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和實時統(tǒng)計。RFID 系統(tǒng)在制造業(yè)的應(yīng)用多數(shù)屬于閉環(huán)應(yīng)用,芯片可回收、可重復(fù)使用,不存在成本問題,應(yīng)用越多成本就降得越低。

  在 RFID 技術(shù)這種“非接觸式”信息采集方式中,電子標簽充當了“移動的信息載體”,這迎合了制造業(yè)生產(chǎn)流程和管理模式的需求。RFID 的一個直接作用就是解放勞動力,消除生產(chǎn)過程中的人為因素,能夠準確、快速、可靠地提供實時數(shù)據(jù),明顯改進和提高了制造過程的各項關(guān)鍵性能,這對大批量、高速生產(chǎn)的制造企業(yè)特別重要,經(jīng)濟效益十分突出。

 

  物聯(lián)網(wǎng)RFID在制造業(yè)中的作用

 

  隨著工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展,生產(chǎn)過程不斷優(yōu)化,需要在同一條生產(chǎn)線生產(chǎn)不同種類的商品,這就要求生產(chǎn)線能夠在每個生產(chǎn)崗位明確地表示產(chǎn)品的當前狀態(tài),以便能夠正確地執(zhí)行操作工序。

  流水線最初使用產(chǎn)品工藝卡在產(chǎn)品生產(chǎn)線上傳遞,操作人員通過工藝卡可以讀到自己生產(chǎn)崗位的所有信息,這種人工操作方式經(jīng)常出現(xiàn)誤差,影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。RFID 技術(shù)不僅可以在電子標簽中讀出產(chǎn)品的當前狀態(tài)(例如加工進度、質(zhì)量數(shù)據(jù)),而且還可以讀出產(chǎn)品以前執(zhí)行過的操作和產(chǎn)品以后將要執(zhí)行的操作。

  RFID 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全自動跟蹤,可以把產(chǎn)品的全部操作信息程寫入 RFID 標簽,RFID 標簽將獲取到的數(shù)據(jù)信息傳給RFID 讀寫器,讀寫器通過中間件實時將數(shù)據(jù)信息傳送給企業(yè)現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)。這樣企業(yè)就可以實現(xiàn)更高層次的質(zhì)量控制,從而增強了生產(chǎn)力,同時也提高了資產(chǎn)的利用率。

 

  制造企業(yè)傳統(tǒng)的管理狀況

  在傳統(tǒng)的制造企業(yè),在生產(chǎn)線的每個固定崗位都進行相同的工序,生產(chǎn)的都是功能和外形單一的產(chǎn)品。管理主要集中在產(chǎn)品管理、質(zhì)量管理、倉庫管理、車隊管理和售后服務(wù)管理等,這些部門通過人工記錄傳遞數(shù)據(jù),使得企業(yè)的生產(chǎn)過程產(chǎn)生了大量的錯誤數(shù)據(jù),影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。傳統(tǒng)企業(yè)的生產(chǎn)運行模式如下圖所示:

圖:傳統(tǒng)企業(yè)的生產(chǎn)運行模式

  企業(yè)傳統(tǒng)的運行模式產(chǎn)生的問題如下:

物料跟蹤

物料跟蹤需要人工記錄,資產(chǎn)管理部門收到的記錄資料在時間上存在延遲。資產(chǎn)管理部門根據(jù)記錄資料提出的解決方案,通過人工傳送到生產(chǎn)層,又產(chǎn)生一個時間的延遲。由于無法獲得產(chǎn)品生產(chǎn)過程的實時信息,資產(chǎn)管理部門無法科學(xué)地配給生產(chǎn)線所需的物料,經(jīng)常產(chǎn)生物料供給不足或物料過剩的現(xiàn)象,增加了生產(chǎn)成本。由于人工記錄經(jīng)常出現(xiàn)誤差,在生產(chǎn)線上出現(xiàn)報廢的零件時,無法及時追溯,影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。

倉儲管理

倉庫貨物的存儲和出入都依靠人工記錄,倉庫的信息不能實時傳送,管理部門無法了解生產(chǎn)、銷售和物料供應(yīng)的實時信息,影響了企業(yè)的科學(xué)管理。由于倉庫的人工記錄會有誤差,資產(chǎn)管理部門需要定期對庫房產(chǎn)品進行盤點,這又浪費了大量的人力。由于沒有生產(chǎn)和銷售的實時信息,同時又必須滿足生產(chǎn)安全存量的要求,這會導(dǎo)致產(chǎn)品存量過多,往往需要花費更高的成本。

數(shù)據(jù)采集

人工采集的數(shù)據(jù)通常在下一個工作日才能傳給管理部門,由于管理部門沒有實時產(chǎn)品生產(chǎn)信息,無法對生產(chǎn)線上的每個產(chǎn)品進行管理和監(jiān)控,只能通過對產(chǎn)品抽樣的方式來檢查某個品批次的質(zhì)量,使得企業(yè)無法實施對產(chǎn)品質(zhì)量的精細管理。如果生產(chǎn)線上生產(chǎn)的是不同型號的產(chǎn)品,人工記錄產(chǎn)品信息的方式對物料的供應(yīng)和產(chǎn)品的質(zhì)量影響會更大。

銷售管理

產(chǎn)品的銷售過程涉及到倉庫管理的出貨、換貨和退貨,如果依靠人工的方式記錄銷售信息和貨物的進出信息,會大大降低企業(yè)的銷售效率。同時,由于管理部門無法獲得實時的銷售信息,管理部門也無法科學(xué)地安排生產(chǎn),這降低了企業(yè)現(xiàn)金的周轉(zhuǎn)周期,增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

資產(chǎn)管理

由于不能實時得到生產(chǎn)線運行的歷史資料,資產(chǎn)管理部門無法確定運行設(shè)備的維修養(yǎng)護時間。由于沒有實時倉庫貨物信息和生產(chǎn)信息,資產(chǎn)管理部門無法及時準確安排生產(chǎn)線的物料供應(yīng)。人工記錄的資產(chǎn)信息出現(xiàn)差錯的可能性較大,資產(chǎn)品種的數(shù)量與位置關(guān)系不能相互對應(yīng),因此經(jīng)常需要查驗資產(chǎn),這種查驗的過程要耗費大量人工,增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。

 

  采用RFID技術(shù)后制造業(yè)的管理狀況

 

美國制造研究機構(gòu)在一份研究報告中指出:

精確和實時的預(yù)測能明顯提高供應(yīng)鏈的性能,可以減少 15%的庫存量,完成的訂單率可以提高 17%,現(xiàn)金循環(huán)周期可以縮短 35%。

RFID 技術(shù)正在改變制造業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,通過 RFID 中間件將 RFID 系統(tǒng)與企業(yè)現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)和制造信息管理系統(tǒng)連接,制造商可以實時地獲取產(chǎn)品在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)中的信息,為企業(yè)制定合理的生產(chǎn)計劃提供科學(xué)的依據(jù)。

RFID 技術(shù)的應(yīng)用將會對制造業(yè)的信息管理、質(zhì)量控制、產(chǎn)品跟蹤、資產(chǎn)管理以及倉儲量可視化管理產(chǎn)生深遠的影響,RFID 技術(shù)將大幅度地提高生產(chǎn)率和節(jié)省生產(chǎn)成本。

 

(1)制造信息實時管理。

對制造商來說,生產(chǎn)線及時且準確的反饋信息是十分重要的。以往只能通過人工統(tǒng)計出這些信息,費時費力,且不能做到非常精確。RFID 技術(shù)可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品全程跟蹤,自動地記錄產(chǎn)品在生產(chǎn)線各個節(jié)點的操作信息,并能將這些信息實時地傳遞到后臺管理系統(tǒng),這樣管理部門就能及時了解生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況,甚至某個產(chǎn)品所在的位置,可以實現(xiàn)更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測量。

 

通過 RFID 中間件,制造商可以將 RFID 系統(tǒng)與企業(yè)現(xiàn)有的制造管理系統(tǒng)相連接,可以建成功能更為強大的信息鏈,管理部門可以隨時獲得生產(chǎn)線上產(chǎn)品的準確信息,為企業(yè)制定合理的生產(chǎn)計劃提供科學(xué)的依據(jù),從而可以增強生產(chǎn)力,提高資產(chǎn)的利用率。

 

(2)同一生產(chǎn)線制造不同種類的產(chǎn)品。

RFID 系統(tǒng)可以提供實時產(chǎn)品信息,有了這種及時準確的產(chǎn)品信息,使產(chǎn)品的合同化生產(chǎn)變得簡單方便。如果有一批甚至數(shù)批合同產(chǎn)品,需要在同一流水線進行加工生產(chǎn),按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,先生產(chǎn)同型號的產(chǎn)品,然后將生產(chǎn)線停機,調(diào)整生產(chǎn)線后再生產(chǎn)另一型號的產(chǎn)品,這樣即浪費了時間和人工,又延誤了工期。采用 RFID 系統(tǒng)后,可將不同型號的產(chǎn)品進行編碼,寫入 RFID 標簽內(nèi),當不同型號的產(chǎn)品進入加工點時,通過讀取 RFID 標簽內(nèi)的信息,即可以確認加工哪種型號的產(chǎn)品,應(yīng)該執(zhí)行怎樣的操作,這樣即提高了勞動生產(chǎn)率,又增加了企業(yè)效益。

 

(3)產(chǎn)品實時質(zhì)量控制。

RFID 系統(tǒng)提供的實時產(chǎn)品信息可以用來保證正確的使用勞動力、機器、工具和部件。具體的講,就是當材料和零部件通過生產(chǎn)線時,可以進行實時控制。RFID 系統(tǒng)還能提供附加的產(chǎn)品信息和對產(chǎn)品實施在線測試,從而保證了對產(chǎn)品執(zhí)行的操作滿足生產(chǎn)標準的要求,確保生產(chǎn)線上每個產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

 

(4)產(chǎn)品跟蹤和質(zhì)量追溯。

RFID 系統(tǒng)可實現(xiàn)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的全程自動跟蹤,可以自動記錄產(chǎn)品在生產(chǎn)線各個節(jié)點的所有信息。對于有質(zhì)量瑕癖的產(chǎn)品,通過 RFID 系統(tǒng)提供的產(chǎn)品信息以及產(chǎn)品在線測量的結(jié)果,很容易發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題。

 

如果由于疏忽,導(dǎo)致有質(zhì)量問題的產(chǎn)品進入市場。通過 RFID 系統(tǒng)提供的產(chǎn)品生產(chǎn)和流通信息,質(zhì)量管理部門就可以查詢到該產(chǎn)品的生產(chǎn)廠商、生產(chǎn)日期、合同號、原料來源和生產(chǎn)過程等信息,從而可以采取相應(yīng)的措施改善產(chǎn)品的質(zhì)量。

(5)資產(chǎn)管理。

RFID 系統(tǒng)可提供生產(chǎn)線上設(shè)備的運行狀態(tài)、工作性能和安放位置等信息,資產(chǎn)管理部門可以根據(jù)這些信息合理調(diào)配勞動力的使用,科學(xué)地安排生產(chǎn)線上設(shè)備的養(yǎng)護和維修,把設(shè)備的工作性能調(diào)整到最佳工作狀態(tài),有助于提高資產(chǎn)的價值、優(yōu)化資產(chǎn)的性能、最大化地提高資產(chǎn)的利用率。

(6)倉儲量可視化。

隨著工業(yè)化進程的加快,企業(yè)按合同制造變得越來越重要。能否獲得產(chǎn)品在供應(yīng)鏈和制造過程的實時準確信息,就成為企業(yè)進行科學(xué)管理和科學(xué)規(guī)劃的關(guān)鍵。RFID 系統(tǒng)可以實現(xiàn)產(chǎn)品的物料供應(yīng)、生產(chǎn)過程、包裝、存儲、銷售和運輸全程可視化,管理部門可以根據(jù)這些信息,科學(xué)地規(guī)劃物料供應(yīng),合理地安排生產(chǎn)線的生產(chǎn),保證倉儲量在一個合理的水平,減少企業(yè)的運行成本,增強企業(yè)的經(jīng)濟效益。

來源:《物聯(lián)網(wǎng)射頻識別(RFID)核心技術(shù)詳解》

審核編輯(
王靜
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