RFID是新一代的自動識別技術(shù),在國內(nèi)的起步比較晚,最早在國內(nèi)的規(guī)?;瘧?yīng)用也是咱們國家相對閉環(huán)的一個鐵路系統(tǒng)。
所以,RFID的普及度不高,作為一個應(yīng)用工程師,我經(jīng)常會被我的客戶問到說,什么是RFID技術(shù),那么我通常會首先跟他們介紹條碼技術(shù)。
條碼技術(shù)起源于二十年代,在各行各業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。
包括大家都非常熟悉的商超,倉儲,快遞物流、供應(yīng)鏈管理以及一些工業(yè)過程控制中,它通過簡單的二進制數(shù)屬性,提供了可靠簡便的自動識別應(yīng)用,在傳統(tǒng)的手工抄錄作業(yè)模式下,大幅提高了企業(yè)資源管理的效率,因此得以迅速普及,在各個領(lǐng)域創(chuàng)造了非常成熟的應(yīng)用,也正因為如此,所以大家對它的技術(shù)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(shù)特性,在現(xiàn)代企業(yè)資源配置管理的過程中,已經(jīng)形成了明顯的制約。
包括早期的現(xiàn)代物流管理,以及剛剛提出的智能制造,工業(yè)4.0等等,實際上是形成了一個,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展倒逼技術(shù)革新這樣一個局面,自動識別領(lǐng)域迫切需要一個新的技術(shù),能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,形成一個更廣泛,更高效,更安全的應(yīng)用技術(shù),實現(xiàn)簡便的識別,更豐富的應(yīng)用。
這實際上就是我們今天在討論的RFID技術(shù),確切的說是超高頻RFID技術(shù)。
說到汽車工廠,其實我們關(guān)注的還是智能制造。
當(dāng)前,智能制造成為全球業(yè)界關(guān)注的熱點。
首先,是因為它是多個國家當(dāng)前的戰(zhàn)略目標。
包括國內(nèi)的中國制造2025,德國的工業(yè)4.0等等。
上升到國家戰(zhàn)略以后,意味著會有更多的政策扶持、資金支持,對促進技術(shù)的實際應(yīng)用落地有重大的推進作用。
所以在當(dāng)前制造行業(yè)中,RFID技術(shù)的應(yīng)用是擁有一個較好的政策土壤的。
就技術(shù)本身而言,目前讀寫器的發(fā)展趨于成熟穩(wěn)定,標簽和芯片的價格呈現(xiàn)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(lǐng)域更多環(huán)節(jié)中的應(yīng)用:
包括倉儲管理、過程管理、配送供應(yīng)鏈等等。
以rfid技術(shù)推進制造企業(yè)實現(xiàn)“標準化”,智能化升級,降低生產(chǎn)成本,靈活應(yīng)對市場變化,更好地滿足客戶需求,就迎來了良好的發(fā)展契機。
汽車相對來說是一個比較精密的制造,設(shè)計到的工藝、制程比較復(fù)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(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天,已經(jīng)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(chǎn)原料件,它的庫存統(tǒng)計的準確性,出入庫信息的實時跟蹤是很必要的,對企業(yè)均衡生產(chǎn)與供應(yīng),制定科學(xué)的生產(chǎn)計劃與資源調(diào)度,具有重要意義。
噴涂車間主要是給汽車噴涂顏色,環(huán)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(fā)動機、座椅、內(nèi)外飾等等的裝配,不同環(huán)節(jié)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(xiàn)資源的科學(xué)分配。
所以,不同的車間有不同的需求,RFID系統(tǒng)在實施的時候,就需要根據(jù)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(chǎn)數(shù)量、庫存數(shù)量,和出庫數(shù)量,實現(xiàn)這些環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流精確統(tǒng)計,就可以為整個生產(chǎn)管理系統(tǒng)的智能調(diào)度和科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。
我們基本的實現(xiàn)思路是,在轉(zhuǎn)運沖壓原料件的料架上安裝電子標簽。
在生產(chǎn)線尾、倉庫入庫、出庫口部署RFID讀取節(jié)點。
沖壓件在生產(chǎn)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?shù)絺}庫,在倉庫入庫安裝讀取設(shè)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(shè)備。
我們可以再看一下現(xiàn)場實施的圖片。基本與我們的設(shè)計方案是一樣的。
這樣一套系統(tǒng)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(tǒng)計的數(shù)據(jù)流,很好的改善了生產(chǎn)計劃的制定,達到了供求關(guān)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(guān)鍵位置的機運滾床上部署RFID讀取節(jié)點,
滑橇在將車體運輸?shù)疥P(guān)鍵位置后,讀取設(shè)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(dǎo)完成相關(guān)作業(yè)。
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(jié)點安裝RFID讀取設(shè)備,來指導(dǎo)工藝的進行。
舉個例子說明,RFID在智能制造中的應(yīng)用模式。
這是一個可以在很多制造企業(yè)中看到的作業(yè)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(yè)的模式,來完成一個產(chǎn)品的生產(chǎn)。
傳統(tǒng)采用紙張作業(yè)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(chǎn)進度的停滯。
所以,借助RFID技術(shù),原材料、零部件、半成品和在制品上的電子標簽使得生產(chǎn)計劃管理人員能夠?qū)ζ溲杆俣ㄎ?、了解原材料的耗損情況,這將大大提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。
同時,RFID技術(shù)還能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行信息的收集、處理,幫助生產(chǎn)人員輕松掌握整個生產(chǎn)線的運作情況和實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)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(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)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(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機時間,促進生產(chǎn)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(yè)工單,通過在生產(chǎn)線各工位部署RFID采集設(shè)備,以智能生產(chǎn)排程為基線的計劃信息流管理,確保資源優(yōu)化、成本有效控制,完整解決印刷生產(chǎn)排程、工單排產(chǎn)難題;全面解決繁瑣的印刷生產(chǎn)過程管理難題。
將所有生產(chǎn)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(shè)備,完成對工藝過程的顯示指導(dǎo)。
這兩張圖顯示了實際現(xiàn)場的一個設(shè)備安裝圖,代表了兩個不同總裝環(huán)節(jié)的應(yīng)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(shù),實現(xiàn)物物信息的精準和快速識別,幫助后端的MES系統(tǒng)進行科學(xué)的決策,從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率,改善組織,縮短生產(chǎn)周期,提高企業(yè)的綜合競爭力。
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