RFID技術在工業(yè)4.0中的幾類應用方案簡介

RFIDRFID技術在工業(yè)4.0中的幾類應用方案簡介四川凱路威電子四川凱路威電子二0一五年四月目錄TOC\o"1-3"\h\u30091一、RFID在制造行業(yè)的應用背景324120二、RFID在制造行業(yè)中應用方案 46774〔一〕、方案概述 48862〔二〕、基于RFID的生產(chǎn)線治理 6134201、RFID在日用品行業(yè)的應用治理675212、酒類生產(chǎn)線RFID應用系統(tǒng)11286273、RFID煙葉生產(chǎn)線治理系統(tǒng)1422329〔三〕、基于RFID技術的數(shù)字化車間16124891、工裝車間的RFID智能化治理 17125472、RFID生產(chǎn)設備治理185377〔四〕、基于RFID技術的制造物流智能化19227091、RFID集裝箱治理1996022、RFID物品智能租賃治理系統(tǒng)20655〔五〕、方案核心技術與產(chǎn)品 2016249三、凱路威公司簡介22RFID在制造行業(yè)的應用背景智能制造旨在將專家的知識和體會融入感知、決策、執(zhí)行等制造活動中，賦予產(chǎn)品制造在線學習和知識進化的能力，實現(xiàn)高品質(zhì)制造。其關鍵技術包括智能感知技術、人工智能技術、智能驅(qū)動技術、智能數(shù)控技術、智能物流技術等。智能制造技術外延廣泛，包括智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)、智能制造效勞等，會聚了廣泛的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群，成為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重要方向。智能制造技術將逐步減少高品質(zhì)產(chǎn)品制造對專家的依賴性，徹底改變現(xiàn)有生產(chǎn)方式和制造業(yè)競爭格局，引起興盛國家的高度重視。在制造業(yè)中，生產(chǎn)車間作為產(chǎn)品制造的中心場所、成品物流和供應物流的起訖節(jié)點，車間的制造能力和其內(nèi)部物流能力對企業(yè)的生產(chǎn)能力起到了決定性的作用。制造執(zhí)行系統(tǒng)〔ManufacturingExecutionSystem，MES〕作為承接ERP〔EnterpriseResourceSystem，企業(yè)資源方案〕系統(tǒng)、協(xié)調(diào)SCM〔SupplyChainManagement，供應鏈治理〕系統(tǒng)、調(diào)度底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)的樞紐，在車間生產(chǎn)過程中起到了重要的作用。劇烈的市場競爭對現(xiàn)代制造業(yè)提出了進一步的要求：少量多種類的生產(chǎn)模式，不斷縮短的生產(chǎn)周期，對客戶多變需求的及時響應。這些都要求現(xiàn)代制造業(yè)具備更高的自動化和信息化程度。在國家“兩化融合〞的政策指導下，加快生產(chǎn)制造業(yè)的智能制造、聰明加工、綠色生產(chǎn)的開展進程，以信息化帶開工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化的開展路線中，研究應用RFID技術，探索重組企業(yè)信息流，更大限度地發(fā)揮我國制造業(yè)現(xiàn)有資源優(yōu)勢，推動企業(yè)技術進步及傳統(tǒng)制造業(yè)的升級換代的可行方案與模式，已成為當務之急。而將RFID技術融入MES系統(tǒng)之中，是促進傳統(tǒng)制造業(yè)開展升級的眾多途徑之一。RFID在制造行業(yè)中應用方案〔一〕、方案概述智能制造智能制造“互聯(lián)網(wǎng)+〞的生產(chǎn)治理模式智能化生產(chǎn)管控平臺智能化生產(chǎn)管控平臺核心系統(tǒng)：MES、ERP、PLM智能化的生產(chǎn)物流體系智能倉儲智能化的生產(chǎn)物流體系智能倉儲智能化物料分揀自動化現(xiàn)場物流智能化工位治理產(chǎn)品大數(shù)據(jù)平臺設備根底機器換人設備自動化改造設備根底機器換人設備自動化改造治理根底生產(chǎn)流程改造精益生產(chǎn)技術根底物聯(lián)網(wǎng)〔RFID〕移動互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)云計算以物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算為技術根底，以生產(chǎn)流程改造、精益生產(chǎn)為治理根底，以機器換人、設備自動化改造打造設備根底，著力建設智能化生產(chǎn)管控平臺、智能化的生產(chǎn)物流體系和產(chǎn)品大數(shù)據(jù)平臺，形成“互聯(lián)網(wǎng)+〞的生產(chǎn)治理模式，最終實現(xiàn)互聯(lián)、智能、精益、高效的聰明工廠，通過建立多種基于RFID應用的信息化治理系統(tǒng)。將核心業(yè)務治理功能〔生產(chǎn)過程、摘購、庫房、訂單、銷售、供應商及銷售渠道、終端銷售、財務〕以及擴展功能〔防偽認證、防竄貨、售后、會員等〕，結合先進的RFID技術，提升企業(yè)生產(chǎn)過程、銷售過程、售后保護過程的全流程信息化治理能力。系統(tǒng)由治理系統(tǒng)軟件和RFID相關設備組成。治理系統(tǒng)軟件，摘用SOA思想，BS架構以及多層結構進行設計，實現(xiàn)各應用功能模塊和通信接口實時對接、外部系統(tǒng)通信擴展、系統(tǒng)人機交互。利用RFID設備完成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的智能摘集，自動實時提交到治理系統(tǒng)中。通過中間件技術實現(xiàn)軟硬件之間的數(shù)據(jù)溝通，提供靈活的軟硬件組合能力。通過RFID技術，實現(xiàn)對生產(chǎn)制造過程中的原料、配件、半成品以及成品的批量自動識別與治理，降低了以往企業(yè)在治理過程中通過手工錄入數(shù)據(jù)所帶來的誤差，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時通過在產(chǎn)品中植入RFID芯片，為企業(yè)的產(chǎn)品防偽、銷售渠道治理、售后效勞治理提供了有效的識別技術。為企業(yè)產(chǎn)品的市場推廣，企業(yè)品牌建設提供了技術保障。在制造過程中應用RFID技術具有以下優(yōu)勢：〔1〕實現(xiàn)各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)摘集的自動化和實時化，彌補企業(yè)方案層與控制層之間的“信息斷層〞，及時掌握生產(chǎn)方案和生產(chǎn)線生產(chǎn)狀態(tài)。〔2〕有效跟蹤、治理和控制生產(chǎn)所需資源和在制品，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的透明化和可視化治理?！?〕加強生產(chǎn)現(xiàn)場物料配送的及時性和準確性，降低裝配過失率；加強生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)控和跟蹤能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)線整體生產(chǎn)效率。〔二〕、基于RFID的生產(chǎn)線治理RFID正在進入制造過程的核心。通過在工廠車間層逐步摘用RFID技術，制造商可以無縫且不間斷地獲取從RFID捕獲的信息并鏈接到現(xiàn)有的、已驗證和工業(yè)加強的控制系統(tǒng)根底結構，與配置RFID功能的供應鏈協(xié)調(diào)，不需要更新已有的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)和制造信息系統(tǒng)(MIS)，就可以發(fā)送準確、可靠的實時信息流，從而創(chuàng)造附加值，提高生產(chǎn)率和大幅度地節(jié)省投資。典型應用：1、RFID在日用品行業(yè)的應用治理河南尼羅河實業(yè)與我公司達成共識，啟動了“聰明產(chǎn)品生產(chǎn)流通治理系統(tǒng)〞工程。在基于RFID防偽技術之上，整合多種國內(nèi)外先進的信息治理技術、網(wǎng)絡技術、軟件技術等形成了一整套針對汽車坐墊生產(chǎn)行業(yè)的綜合信息治理系統(tǒng)解決方案。客戶通過客戶治理、半成品庫存治理、摘購治理、倉庫治理、銷售治理、生產(chǎn)治理、車輛治理、財務治理、財務統(tǒng)計、自助查詢系統(tǒng)、防偽防竄貨系統(tǒng)等功能。運用RFID技術與相關設備，大大降低了治理本錢，提高了生產(chǎn)效率，通過RFID識別技術實現(xiàn)了產(chǎn)品防偽、產(chǎn)品追溯、防竄貨的治理。同時向各個經(jīng)銷商提供了信息化治理工具，加強了企業(yè)和市場凝聚力與號召力?！渤跏紨?shù)據(jù)錄入〕企業(yè)生產(chǎn)方案的治理人員通過將生產(chǎn)方案數(shù)據(jù)進行錄入，生產(chǎn)班組對原料進行領用后即可開始生產(chǎn)，RFID芯片簽入到坐墊內(nèi)部，每一道工序的操作員工在進行操作前進行標簽的讀取并寫入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)不僅記錄了改產(chǎn)品所經(jīng)歷的工序，同時也記錄了工序的負責人?！残∨浼悄茇浖堋硞}庫操作人員在RFID系統(tǒng)中根據(jù)出庫憑證輸入相關信息，系統(tǒng)進行查詢到符合出庫憑證的貨品，符合要求的生成揀選單，含領料單號、揀選倉位、代碼、箱號、目的地、整包裝數(shù)量，倉位的揀選按照預先設定的規(guī)那么自動指示生成圖形界面提示，允許操作人員在系統(tǒng)中手工指定。提貨人員根據(jù)聲光引導系統(tǒng)揀選貨單貨物做出相應的出庫準備?！采a(chǎn)線〕產(chǎn)品下線以后，質(zhì)量治理人員以及生產(chǎn)治理人員通過下線處的RFID讀寫設備以及MES系統(tǒng)可以準確的查詢每一個產(chǎn)品的工序是否完成，工作人員的計件數(shù)量等工作。同時能夠讓質(zhì)檢部門快速的找到出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)或個人?！曹囬g出入庫〕使用智能容器〔帶有HF&UHFRFID雙頻電子標簽的容器〕進行物料的現(xiàn)場運轉。將物料放置于智能容器中，并寫入相關物品數(shù)據(jù)。在各車間門口安裝出入庫管控裝置，當智能容器從1號車間轉移到2號車間的時候，出入庫管控裝置就能識別到智能容器轉移的時間和目前所在的位置。〔手持讀寫設備〕在出庫、銷售、防偽查詢等環(huán)節(jié)，通過手持設備快速的識別產(chǎn)品真?zhèn)?、銷售區(qū)域，產(chǎn)品批次等信息，解決了客戶以往完全依靠專業(yè)人員進行人工識別的方式。以低本錢保障了企業(yè)的聲譽，提高了企業(yè)的效率?！参锪献R別分揀〕在車間打釘處和包裝處的自動懸掛流水線附近位置，安裝RFID讀寫器天線系統(tǒng)設備。每一個懸掛在自動懸掛流水線上的箱包都綁定了一張RFID電子標簽，箱包在經(jīng)過RFID讀寫器系統(tǒng)時，綁定的RFID電子標簽被感應到，系統(tǒng)從后臺數(shù)據(jù)庫根據(jù)該電子標簽的ID號查詢到對應的合同號。此時，RFID讀寫器天線系統(tǒng)聯(lián)動自動懸掛流水線進行分揀，假設該箱包的RFID電子標簽屬于A合同，那么該箱包在設定的固定位置懸掛的智能離合吊環(huán)自動脫離懸掛流水線。智能棧板智能叉車倉庫治理人員按照合同號在系統(tǒng)中定位好入庫貨物的堆放位置，并描繪好電子地圖。根據(jù)生產(chǎn)方案和出庫方案，配合倉庫虛擬空間計算系統(tǒng)，結合聲光引導系統(tǒng)，實現(xiàn)定區(qū)、定位、定堆垛入庫，從而大大提高倉庫治理人員的效率。2、酒類生產(chǎn)線RFID應用系統(tǒng)瀘州仙潭酒是國內(nèi)外知名的白酒企業(yè)，在中檔酒市場占有較大的市場份額，我公司充分利用RFID技術解決了客戶在生產(chǎn)過程中質(zhì)量監(jiān)管、防偽追溯、出入庫盤點、銷售監(jiān)管等一系列的問題，幫助客戶提高了生產(chǎn)治理效率，同時降低了勞動力本錢，為企業(yè)的市場宣傳拓展起到了積極作用。系統(tǒng)主要由賦碼系統(tǒng)、噴碼系統(tǒng)、出入庫盤點系統(tǒng)、銷售出庫系統(tǒng)、防偽驗真系統(tǒng)組成?！矠o州仙潭酒集團RFID初始化賦碼系統(tǒng)〕賦碼系統(tǒng)將原始數(shù)據(jù)信息寫入到封到盒內(nèi)的RFID標簽當中，用于后續(xù)生產(chǎn)信息的讀取和自動化生產(chǎn)，以及銷售、物流運輸?shù)淖R別，同時用于市場上對產(chǎn)品防偽，以及銷售防竄貨的治理?！布す鈬姶a系統(tǒng)〕通過建立在生產(chǎn)線上的讀寫設備，實施讀取盒內(nèi)RFID標簽存儲的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)與激光噴碼機進行交互，將標簽內(nèi)加密的防偽碼噴印在瓶身與包裝盒外表。〔產(chǎn)品包裝〕〔自動盤點入庫〕工人將包裝好的產(chǎn)品進行打包，并通過自動入庫盤點設備進行入庫。銷售階段，工作人員通過手持設備進行快速的出庫盤點，并驗證產(chǎn)品批次、品種等信息。3、RFID煙葉生產(chǎn)線治理系統(tǒng)〔煙草行業(yè)RFID應用〕〔云南某片煙生產(chǎn)線賦碼系統(tǒng)〕通過在煙葉包裝箱兩側貼上RFID標簽，利用生產(chǎn)線的讀寫設備進行數(shù)據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)寫入，并統(tǒng)計每日生產(chǎn)情況。貼標機、讀寫器、傳送帶實現(xiàn)一體化控制。標簽內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)包括：生產(chǎn)廠家、批次、日期、品名、等級、生產(chǎn)線編號等信息?！矡o人智能叉車運輸〕在運輸過程中，通過智能機器人叉車與讀寫設備識讀取箱子上的標簽，并記錄運輸數(shù)量，種類、等級以及其他關鍵信息。〔卷煙生產(chǎn)線〕信息寫入后，在后續(xù)生產(chǎn)卷煙的過程中，機器能夠自動識別產(chǎn)品，并根據(jù)生產(chǎn)方案進行自動配料，并將剩余量的信息寫入標簽。生產(chǎn)線讀取標簽后，將追溯數(shù)據(jù)通過內(nèi)部系統(tǒng)進行交互傳遞，實現(xiàn)對卷煙原料的追溯。大大提高了生產(chǎn)效率，增強了數(shù)據(jù)傳遞的準確性?！踩?、基于RFID技術的數(shù)字化車間RFID在數(shù)字化車間中的應用主要包括設備智能保護、車間混流制造。摘用RFID技術可實現(xiàn)設備與主機之間的信息交互、設備的可視化跟蹤治理、設備壽命定量監(jiān)控與預測。此外，通過集成RFID技術的智能傳感器在線監(jiān)測設備關鍵部位運轉情況，并通過網(wǎng)絡與后臺效勞器通信，實現(xiàn)加工設備性能特征的在線監(jiān)測、運行狀態(tài)評估與風險預警、設備早期故障診斷與專家支持。通過工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡與MES等系統(tǒng)集成，從而實現(xiàn)工藝路線、加工裝備、加工程序等智能選擇、加工/裝配狀態(tài)可視化跟蹤以及生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控。在國家重大專項的支持下，國內(nèi)已有制造企業(yè)正在開展這方面的有益嘗試。基于RFID技術的智能產(chǎn)品全生命周期治理。智能化是機電產(chǎn)品的未來開展的重要方向和趨勢，產(chǎn)品智能化的關鍵之一在于如何實現(xiàn)其全生命周期信息的快速獲取和共享。RFID技術與傳感器技術的有效集成能實時、高效地獲取產(chǎn)品在加工、裝配、服役等階段狀態(tài)信息，同時通過網(wǎng)絡傳輸使生產(chǎn)商及時掌握所生產(chǎn)的產(chǎn)品全生命周期的工況信息，為制造企業(yè)后臺效勞支撐、遠程指令下達以及用戶的個性化設計改進提供有力的數(shù)據(jù)支持。目前，這一技術已經(jīng)在工程機械、智能家電等領域得到成功應用，展現(xiàn)出良好的應用前景。典型應用：1、工裝車間的RFID智能化治理〔RFID工裝車間治理方案〕因為車間中每一個工人都負責多個生產(chǎn)工序，工人在拿到工裝板后無法得知哪些工序已經(jīng)做過。通過在工裝車間的工裝線上安裝讀寫設備與提示設備，將RFID安裝在工裝板上，每經(jīng)過一個工序，提示設備自動告知操作人員應該裝配何種配件，實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升?！查L虹工裝車間生產(chǎn)線〕隨著機器人技術的不斷開展，通過RFID進行的數(shù)據(jù)快速存儲與傳遞將成為智能裝配機器人的眼睛與耳朵，為機器人決策提供數(shù)據(jù)根底。2、RFID生產(chǎn)設備治理〔四川某民爆企業(yè)生產(chǎn)線RFID設備〕1、針對生產(chǎn)、檢測的關鍵設備，貼裝RFID標簽，賦予唯一的ID號，建立設備的電子檔案：2、生產(chǎn)廠家和監(jiān)管部門可實時查看設備的檔案信息，掌握設備狀態(tài)；3、實時掌握設備的質(zhì)量信息和歷史檢修記錄，實現(xiàn)全壽命期的質(zhì)量監(jiān)管；4、對需要檢測的設備，可設置一定的提前時間自動進行提醒，確保設備按時檢測，保證設備平安可靠的工作狀態(tài)?！菜摹?、基于RFID技術的制造物流智能化將RFID系統(tǒng)與制造企業(yè)自動立庫系統(tǒng)集成，可實現(xiàn)在制品/貨品出入庫自動化與貨品批量識別。另外，RFID技術和GPS技術的集成可以實現(xiàn)制造企業(yè)在制品精確定位，同時通過網(wǎng)絡傳輸，實現(xiàn)物流信息共享與產(chǎn)品全程監(jiān)控，從而優(yōu)化企業(yè)摘購過程。通過摘用中間件技術將智能物流系統(tǒng)與企業(yè)ERP、MES系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)快速響應并減低庫存，提升制造企業(yè)在制品物流治理的智能化水平。典型應用：RFID集裝箱治理〔大連某碼頭集裝箱治理〕集裝箱頂部裝有該箱信息的UHF標簽，讀寫穩(wěn)定，讀取距離遠，適用于金屬物品的識別，該標簽可回收重復利用，節(jié)約企業(yè)本錢；塔式起重機底部安裝車載式閱讀器，系統(tǒng)對到貨港口的集裝箱信息進行自動識別，加快了港口貨物運轉速度，提高了信息摘集的準確率，減少了工作人員在惡劣環(huán)境下的手工作業(yè)；可實現(xiàn)自動獲取標簽信息，準確摘集集裝箱信息和時間，并通過網(wǎng)絡將信息傳輸至企業(yè)信息治理系統(tǒng)，可實現(xiàn)實時跟蹤處理變化情況；2、RFID物品智能租賃治理系統(tǒng)將RFID電子標簽植入到物品中，記載物品的詳細信息，對物品的入庫、調(diào)撥、出租、回收、配貨、鑒別、維修、報表統(tǒng)計、信息查詢等進行全流程智能化治理?！参濉?、方案核心技術與產(chǎn)品基于凱路威XLPM?存儲器技術的高頻〔HF〕、超高頻〔UHF〕系列RFID芯片，可廣泛用于制造和物流運輸行業(yè)特種標簽中。結合特殊材料和工藝的二次封裝技術，滿足耐高溫、強酸堿腐蝕等惡劣環(huán)境的自動信息摘集需求，并根據(jù)不同標簽安裝要求提供多樣化的成品標簽封裝形式?！奥斆鳟a(chǎn)品制造流通治理系統(tǒng)〞是凱路威自主研發(fā)設計的適合生產(chǎn)制造企業(yè)的基于RFID的信息化生產(chǎn)治理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要特點包括：1〕本系統(tǒng)摘用先進的RFID技術，實現(xiàn)生產(chǎn)制造和銷售流通全過程的跟蹤治理，具有傳統(tǒng)條碼治理方式無法比擬的優(yōu)勢。系統(tǒng)摘用了先進的RFID技術，具有全球唯一性〔防偽〕、更強的環(huán)境適應能力，具有非接觸、非可視、穿透識別能力，以及良好的群讀能力等。由于RFID的大容量存儲特性，系統(tǒng)可以在離線情況下對配備了RFID標簽的零配件等物品進行離線識讀與數(shù)據(jù)寫入，系統(tǒng)設計與規(guī)劃能力更強。2〕本系統(tǒng)通過軟硬件系統(tǒng)的有機配合，為客戶減少不必要的操作，在保證各環(huán)節(jié)得到有效治理的同時，提高工作效率，有效實現(xiàn)企業(yè)效益的提升。3〕系統(tǒng)設計立足于金蝶的企業(yè)治理體會，可與金蝶ERP系統(tǒng)無縫對接，融匯了上千家公司的治理聰明，使企業(yè)在治理上站得更高開展得更好。4〕系統(tǒng)基于SOA思想進行設計，可根據(jù)客戶實際需要進行系統(tǒng)之間的融合、系統(tǒng)的定制，為客戶量身定做，更能滿足客戶的實際情況。5〕內(nèi)外結合，提升公司及品牌價值。通過本系統(tǒng)在做好企業(yè)治理的同時，可以通過在門店、經(jīng)銷商等處部署查詢機系統(tǒng)，該查詢機系統(tǒng)可提供企業(yè)介紹、產(chǎn)品展示、防偽查詢以及VIP會員治理功能?？梢宰屪罱K消費客戶更多的了解企業(yè)情況、產(chǎn)品信息，有助于提升公司知名度和產(chǎn)品銷量；提供的防偽查詢、會員查詢等功能為最終消費者提供便利。凱路威公司簡介四川凱路威電子成立于2001年，是一家專注于集成電路芯片設計與應用研究的高科技公司，致力于為業(yè)界提供最平安、最可靠、最優(yōu)本錢的RFID