RFID在離散制造企業(yè)中的應(yīng)用

處于智能制造轉(zhuǎn)型、改造和升級階段的企業(yè)，或多或少都聽說過RFID技術(shù)，然而，網(wǎng)上信息冗雜、眾說紛紜、各有側(cè)重，讓人眼花繚亂，無從判斷。

對離散制造企業(yè)來說，RFID到底是什么呢？到底能勾應(yīng)用在哪些方面？，需要有什么前提？，又能帶來為企業(yè)的發(fā)展帶來哪些提升?除了少數(shù)專門研究過的企業(yè)之外，相信大多數(shù)企業(yè)目前仍然處在比較茫然的初級階段。

本文將深度總結(jié)RFID在離散制造業(yè)中的應(yīng)用，希望能給大家?guī)硪恍﹩l(fā)和思考。

一. 何為RFID技術(shù)

RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。RFID是傳統(tǒng)條碼技術(shù)的繼承者，又稱為“電子標(biāo)簽”。

RFID主要由電子標(biāo)簽(Tag)、天線(Antenna)、閱讀器(Reader)、控制軟件組成，簡單理解，閱讀器通過無線電波技術(shù)，無接觸式快速批量獲取標(biāo)簽內(nèi)的信息。

RFID讀寫器、RFID標(biāo)簽等按不同的維度具有不同的分類，如RFID標(biāo)簽分為有源/無源標(biāo)簽、抗金屬/非抗金屬標(biāo)簽、可擦寫/只讀標(biāo)簽等，對RFID各相關(guān)設(shè)備的描述不在本文詳細(xì)展開，感興趣的話，大家可以在網(wǎng)上詳細(xì)了解。

目前RFID在零售商業(yè)上已有很多成熟的應(yīng)用，例如超市防盜報警、無人超市，本文將著眼于制造業(yè)，詳細(xì)描述RFID的各種應(yīng)用場景。

二. 立庫容器RFID應(yīng)用

為自動化立庫中的料箱或者托盤安裝RFID標(biāo)簽，在立庫出入口、輸送線、堆垛機/穿梭車等位置安裝RFID閱讀器，當(dāng)容器經(jīng)過RFID閱讀器，能自動被讀取掃描。

自動化立庫中的RFID應(yīng)用，通常與自動化輸送線結(jié)合使用，提高容器標(biāo)簽讀取的準(zhǔn)確性和高效性，相比于傳統(tǒng)貼碼方式，RFID對容器位置擺放、角度等的要求較低。

在立體庫中使用RFID技術(shù)的好處在于：

提高容器出入庫掃描的效率和準(zhǔn)確性;

輔助實現(xiàn)容器具位置、狀態(tài)、使用情況的實時透明化跟蹤;

能夠幫助倉庫進(jìn)行快速盤點，提升效率;

與自動化生產(chǎn)線結(jié)合應(yīng)用，實現(xiàn)倉儲、物流、生產(chǎn)的一體化，為未來自動化、無人化、智能化工廠奠基。

三. 人工庫RFID應(yīng)用

在非自動化的倉庫，無論是平面庫還是高層貨架倉庫，只要在倉庫中使用容器(托盤、料箱、料架等)作為存儲和裝運的單元，同樣能夠應(yīng)用RFID技術(shù)進(jìn)行管理。

人工庫中，除了需要對容器安裝RFID標(biāo)簽外，可以考慮對貨位安裝RFID標(biāo)簽，還可能需要對叉車改造、需要使用手持PDA、需要物流門的應(yīng)用等，叉車改造主要指在叉車上安裝RFID閱讀器、天線、工業(yè)車載電腦等，手持PDA需裝有RFID識別模塊，能夠掃描RFID標(biāo)簽，物流門將在下一章節(jié)詳細(xì)講述。

常在快速周轉(zhuǎn)的成品庫中應(yīng)用RFID技術(shù)，且對應(yīng)的成品容器能夠回收利用。

在人工庫使用RFID技術(shù)的好處為：

減少對叉車的人工調(diào)度，解決數(shù)據(jù)錯亂、調(diào)用不及時的情況等，提高叉車的利用率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性;

可以使用RFID標(biāo)簽標(biāo)識貨位，通過叉車上的無線終端及讀寫器讀取到的RFID貨位標(biāo)簽號，能保證貨物放在正確的位置。

四. 物流門應(yīng)用

在倉庫或者車間出入庫口安裝物流門，物流門內(nèi)集成安裝了RFID閱讀器、RFID天線、光電開關(guān)、三色警示燈等，可以自動且批量識別經(jīng)過的車輛、容器、物料上安裝的RFID標(biāo)簽信息。

物流門主要應(yīng)用在物流領(lǐng)域，實現(xiàn)標(biāo)簽信息的無人、自動、批量識讀，常用于原材料、成品的收發(fā)貨過程，以及材料的生產(chǎn)配送過程等，需要與生產(chǎn)/倉儲物流管理系統(tǒng)配合使用。

使用物流門的好處：

物流門自動識別，實現(xiàn)物料/容器/車輛的快速出入;

免人工核對，大幅提升效率和準(zhǔn)確率;

減少出入庫崗位人員投入，節(jié)省人力成本;

可以實現(xiàn)聲音、燈光等報警提醒方式，符合嘈雜作業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場要求。

五. 進(jìn)出廠車輛物流

給進(jìn)出廠車輛配發(fā)RFID標(biāo)簽，并且關(guān)聯(lián)車輛送貨信息，在車輛進(jìn)出口、車輛卸貨位安裝RFID標(biāo)簽，用以識別車輛是否能夠放行、車輛是否到達(dá)正確的卸貨位。

進(jìn)出廠車輛RFID管理適用于車輛進(jìn)出廠頻繁、卸貨位有限、需要及時調(diào)度及監(jiān)控的場景。

對進(jìn)出廠車輛使用RFID的好處在于：

實現(xiàn)供應(yīng)車輛的自動放行、卸貨位的自動分配和指引、卸貨位空閑狀態(tài)的實時監(jiān)控和顯示、卸貨超時及時提醒等功能。

六. 智能工具箱應(yīng)用

在智能工具箱內(nèi)部集成RFID讀寫器、RFID 天線、安卓一體機、IC卡刷卡設(shè)備、溫濕度控制器等智能設(shè)備，對柜內(nèi)貼有RFID電子標(biāo)簽的工具進(jìn)行智能自動管理。

員工掃描IC員工卡打開柜門→取出/歸還工具→關(guān)門自動確認(rèn)借出/歸還，系統(tǒng)提示借出人員、工具明細(xì)、借出時間等信息。還有日檢查，月檢查等操作模式，可以實時掌握各級單位工具的數(shù)量、種類、狀態(tài);采集數(shù)據(jù);做到工具的高效化、智能化管理。

使用智能工具箱的好處：

省去人工掃描、盤點、錄入等繁瑣工序，實現(xiàn)快速、批量管理;

自動化+信息化代替手工作業(yè)，計算機自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，大大節(jié)約了人力成本，提高了工作效率;

工具實時監(jiān)測，記錄每項工具參數(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)生命周期可視化;

當(dāng)工具未及時歸還時，系統(tǒng)將自動報警并生成報表發(fā)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人。

七. 生產(chǎn)裝配過程中的應(yīng)用

在生產(chǎn)過程中也能使用RFID技術(shù)，將產(chǎn)品放置于托盤/工裝，安裝于生產(chǎn)線的RFID閱讀器自動識別托盤/工裝的RFID標(biāo)簽，并與MES系統(tǒng)實時對接，完成關(guān)重件綁定跟蹤管理，零配件識別、加工工序自動識別，檢測設(shè)備自動對接等功能。

在生產(chǎn)裝配環(huán)節(jié)使用RFID的優(yōu)點：

實現(xiàn)物料防錯確保裝配的準(zhǔn)確性，提高裝配效率和質(zhì)量;

實現(xiàn)對在制品的自動識別與跟蹤;

節(jié)省人力投入，自動防錯，提升對環(huán)境的耐用性。

八. 機加工刀具RFID應(yīng)用

在刀具上安裝RFID標(biāo)簽，在數(shù)控機床等設(shè)備主機上安裝RFID閱讀器，通過RFID閱讀器識別刀具RFID標(biāo)簽，將刀具參數(shù)傳遞給機臺，供加工程序調(diào)用，刀具加工完成后，將刀具的使用時間寫入刀具RFID標(biāo)簽中，實現(xiàn)刀具實時信息采集，刀具狀態(tài)跟蹤等功能。

刀具使用RFID管理，能夠：

實現(xiàn)刀具全生命管理，實現(xiàn)刀具整個壽命周期的記錄和數(shù)據(jù)分析，提高壽命;

實現(xiàn)各類刀具的自動識別、有效降低加工設(shè)備準(zhǔn)備時間;

還可以實現(xiàn)刀具實時庫存盤點、實時追溯、到期提醒等功能。

九. 基于RFID的工步指引

在智能工作臺上安裝工位定置格、智能引導(dǎo)器、安燈、工位一體機等，定置格下面安裝RFID閱讀器，為定置格中的每種工具都綁定RFID標(biāo)簽，MES系統(tǒng)集成所有的設(shè)備，并在每個工步下配置了使用的工具類型。

工步執(zhí)行時，將在工位一體機展示需要執(zhí)行的任務(wù)，引導(dǎo)器指引應(yīng)拿取的工具，RFID閱讀器校驗是否拿取了正確的工具，安燈系統(tǒng)通過不同顏色的燈光顯示每個環(huán)節(jié)的執(zhí)行的正確性。

使用智能工作臺的好處在于：

人工依據(jù)各項指引操作，無需記憶復(fù)雜的操作流程;

智能指引、智能校驗、智能提醒、智能數(shù)據(jù)采集，減少人工失誤，提升操作效率與準(zhǔn)確性。

十. 設(shè)備點檢應(yīng)用

為設(shè)備安裝RFID標(biāo)簽，手持PDA上裝有RFID識別模塊，與設(shè)備管理系統(tǒng)結(jié)合使用，手持PDA識別到設(shè)備RFID標(biāo)簽后，才能執(zhí)行對應(yīng)的點檢、巡檢任務(wù)。

設(shè)備點檢使用RFID的好處在于：

確保人員到位，提高對點檢執(zhí)行力度的監(jiān)督;

電子化的點檢結(jié)果，便于對點檢結(jié)果分析，實現(xiàn)預(yù)防性維修策略。

上述列舉了幾種RFID在離散制造業(yè)的主要應(yīng)用場景，實際項目中，RFID具體在哪些業(yè)務(wù)場景中應(yīng)用，RFID標(biāo)簽、天線、閱讀器等如何選型，如何部署與安裝通常需要由專業(yè)人員進(jìn)行。

另外，RFID只是作為一種自動化的數(shù)據(jù)采集手段，必須要與相關(guān)的業(yè)務(wù)軟件系統(tǒng)，如WMS系統(tǒng)、LES系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等結(jié)合應(yīng)用，才能切實滿足數(shù)據(jù)自動批量采集上傳、自動校驗、自動反饋等業(yè)務(wù)需求。