我們都經(jīng)歷了革命性的沖擊，自上世紀(jì)90年代初的互聯(lián)網(wǎng)沖擊了文化和商業(yè)，但很少人知道如何完成RFID射頻識別技術(shù)開發(fā)來迎接第四次工業(yè)革命，在接下來的二十年里，智能工廠的出現(xiàn)將成為一個(gè)重要組成部分。
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(dá)到理想狀態(tài)。
制造業(yè)由于無法實(shí)時(shí)傳輸生產(chǎn)績效和生產(chǎn)跟蹤的統(tǒng)計(jì)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(shí)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(fèi)、等待加工時(shí)間、大量移動(dòng)物料等問題。
解決這些問題的關(guān)鍵是如何采集實(shí)時(shí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，由于缺乏實(shí)時(shí)、精確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)源，企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng) ERP(Enterprise Resource Planning)的強(qiáng)大功能無法從真正意義上實(shí)現(xiàn)，反而造成其他管理部門工作量增加，帶來了新的浪費(fèi)。
RFID射頻識別技術(shù)與Web技術(shù)在過去的70年一直是獨(dú)立的發(fā)展。最早使用RFID自動(dòng)識別技術(shù)的事例，可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時(shí)的英國秘密項(xiàng)目開發(fā)的一個(gè)系統(tǒng)，用以確定過來方向的飛機(jī)是的朋友或敵人。第四次工業(yè)革命將看到這兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合，充分連接網(wǎng)絡(luò)和物理世界。
RFID射頻識別系統(tǒng)通過無線收發(fā)，可以在無人工操作的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識別和信息存儲，能夠解決生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。RFID自動(dòng)識別系統(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射頻識別技術(shù)這種“非接觸式”信息采集方式中，電子標(biāo)簽充當(dāng)了“移動(dòng)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自動(dòng)識別系統(tǒng)的一個(gè)直接作用就是解放勞動(dòng)力，消除生產(chǎn)過程中的人為因素，能夠準(zhǔn)確、快速、可靠地提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，明顯改進(jìn)和提高了制造過程的各項(xiàng)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(jì)效益十分突出。
物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻識別技術(shù)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(gè)生產(chǎn)崗位明確地表示產(chǎn)品的當(dāng)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自動(dòng)識別技術(shù)不僅可以在電子標(biāo)簽中讀出產(chǎn)品的當(dāng)前狀態(tài)(例如加工進(jìn)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射頻識別技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全自動(dòng)跟蹤，可以把產(chǎn)品的全部操作信息程寫入 RFID電子標(biāo)簽，RFID電子標(biāo)簽將獲取到的數(shù)據(jù)信息傳給UR6258電子標(biāo)簽讀寫器，RFID讀寫器通過中間件實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)更高層次的質(zhì)量控制，從而增強(qiáng)了生產(chǎn)力，同時(shí)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(gè)固定崗位都進(jìn)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(duì)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(cuò)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(yùn)行模式如下圖所示：
企業(yè)傳統(tǒng)的運(yùn)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(shí)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(gè)時(shí)間的延遲。由于無法獲得產(chǎn)品生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)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(bào)廢的零件時(shí)，無法及時(shí)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(shí)時(shí)傳送，管理部門無法了解生產(chǎn)、銷售和物料供應(yīng)的實(shí)時(shí)信息，影響了企業(yè)的科學(xué)管理。由于倉庫的人工記錄會(huì)有誤差，資產(chǎn)管理部門需要定期對庫房產(chǎn)品進(jìn)行盤點(diǎn)，這又浪費(fèi)了大量的人力。由于沒有生產(chǎn)和銷售的實(shí)時(shí)信息，同時(shí)又必須滿足生產(chǎn)安全存量的要求，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品存量過多，往往需要花費(fèi)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(gè)工作日才能傳給管理部門，由于管理部門沒有實(shí)時(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)信息，無法對生產(chǎn)線上的每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)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(gè)品批次的質(zhì)量，使得企業(yè)無法實(shí)施對產(chǎn)品質(zhì)量的精細(xì)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(huì)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(jìn)出信息，會(huì)大大降低企業(yè)的銷售效率。同時(shí)，由于管理部門無法獲得實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)得到生產(chǎn)線運(yùn)行的歷史資料，資產(chǎn)管理部門無法確定運(yùn)行設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)時(shí)間。由于沒有實(shí)時(shí)倉庫貨物信息和生產(chǎn)信息，資產(chǎn)管理部門無法及時(shí)準(zhǔn)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(cuò)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(yàn)資產(chǎn)，這種查驗(yàn)的過程要耗費(fèi)大量人工，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
采用RFID射頻識別技術(shù)后制造業(yè)的管理狀況
美國制造研究機(jī)構(gòu)在一份研究報(bào)告中指出：
精確和實(shí)時(shí)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自動(dòng)識別技術(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自動(dòng)識別系統(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(shí)時(shí)地獲取產(chǎn)品在生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中的信息，為企業(yè)制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃提供科學(xué)的依據(jù)。
RFID射頻識別技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)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(yuǎn)的影響，RFID自動(dòng)識別技術(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(shí)時(shí)管理。
對制造商來說，生產(chǎn)線及時(shí)且準(zhǔn)確的反饋信息是十分重要的。以往只能通過人工統(tǒng)計(jì)出這些信息，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不能做到非常精確。RFID射頻識別技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品全程跟蹤，自動(dòng)地記錄產(chǎn)品在生產(chǎn)線各個(gè)節(jié)點(diǎn)的操作信息，并能將這些信息實(shí)時(shí)地傳遞到后臺管理系統(tǒng)，這樣管理部門就能及時(shí)了解生產(chǎn)線的生產(chǎn)情況，甚至某個(gè)產(chǎn)品所在的位置，可以實(shí)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自動(dòng)識別系統(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(qiáng)大的信息鏈，管理部門可以隨時(shí)獲得生產(chǎn)線上產(chǎn)品的準(zhǔn)確信息，為企業(yè)制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃提供科學(xué)的依據(jù)，從而可以增強(qiáng)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自動(dòng)識別系統(tǒng)可以提供實(shí)時(shí)產(chǎn)品信息，有了這種及時(shí)準(zhǔn)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(jìn)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(jī)，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(fèi)了時(shí)間和人工，又延誤了工期。采用 RFID射頻識別系統(tǒng)后，可將不同型號的產(chǎn)品進(jìn)行編碼，寫入 RFID電子標(biāo)簽內(nèi)，當(dāng)不同型號的產(chǎn)品進(jìn)入加工點(diǎn)時(shí)，通過UR6258讀取 RFID電子標(biāo)簽內(nèi)的信息，即可以確認(rèn)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(dòng)生產(chǎn)率，又增加了企業(yè)效益。
(3)產(chǎn)品實(shí)時(shí)質(zhì)量控制。
RFID自動(dòng)識別系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)產(chǎn)品信息可以用來保證正確的使用勞動(dòng)力、機(jī)器、工具和部件。具體的講，就是當(dāng)材料和零部件通過生產(chǎn)線時(shí)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。RFID自動(dòng)識別系統(tǒng)還能提供附加的產(chǎn)品信息和對產(chǎn)品實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的要求，確保生產(chǎn)線上每個(gè)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射頻識別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的全程自動(dòng)跟蹤，可以自動(dòng)記錄產(chǎn)品在生產(chǎn)線各個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有信息。對于有質(zhì)量瑕癖的產(chǎn)品，通過 RFID自動(dòng)識別系統(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(gè)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(jìn)入市場。通過 RFID射頻識別系統(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)可通過MT5000手持終端識別資產(chǎn)標(biāo)簽以便提供生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)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(dòng)力的使用，科學(xué)地安排生產(chǎn)線上設(shè)備的養(yǎng)護(hù)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(jià)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(jìn)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(shí)時(shí)準(zhǔn)確信息，就成為企業(yè)進(jìn)行科學(xué)管理和科學(xué)規(guī)劃的關(guān)鍵。RFID射頻識別系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的物料供應(yīng)、生產(chǎn)過程、包裝、存儲、銷售和運(yùn)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(gè)合理的水平，減少企業(yè)的運(yùn)行成本，增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
我們都經(jīng)歷了革命性的沖擊，自上世紀(jì)90年代初的互聯(lián)網(wǎng)沖擊了文化和商業(yè)，但很少人知道如何完成RFID開發(fā)來迎接第四次工業(yè)革命，在接下來的二十年里，智能工廠的出現(xiàn)將成為一個(gè)重要組成部分。
