我們都經(jīng)歷了革命性的沖擊，自上世紀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)，導致缺乏供應鏈內(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射頻識別技術(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自動識別技術(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自動識別系統(tǒng)在制造業(yè)的應用多數(shù)屬于閉環(huán)應用，芯片可回收、可重復使用，不存在成本問題，應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自動識別系統(tǒng)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自動識別技術(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)過程的全自動跟蹤，可以把產(chǎn)品的全部操作信息程寫入 RFID電子標簽，RFID電子標簽將獲取到的數(shù)據(jù)信息傳給UR6258電子標簽讀寫器，RFID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：
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)、銷售和物料供應的實時信息，影響了企業(yè)的科學管理。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。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，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射頻識別技術(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：
精確和實時的預測能明顯提高供應鏈的性能，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)計劃提供科學的依據(jù)。
RFID射頻識別技術(shù)的應用將會對制造業(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自動識別技術(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射頻識別技術(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自動識別系統(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自動識別系統(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射頻識別系統(tǒng)后，可將不同型號的產(chǎn)品進行編碼，寫入 RFID電子標簽內(nèi)，當不同型號的產(chǎn)品進入加工點時，通過UR6258讀取 RFID電子標簽內(nèi)的信息，即可以確認加工哪種型號的產(chǎn)品，應該執(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自動識別系統(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自動識別系統(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射頻識別系統(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自動識別系統(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)品在哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題。
如果由于疏忽，導致有質(zhì)量問題的產(chǎn)品進入市場。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)標簽以便提供生產(chǎn)線上設備的運行狀態(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，科學地安排生產(chǎn)線上設備的養(yǎng)護和維修，把設備的工作性能調(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)品在供應鏈和制造過程的實時準確信息，就成為企業(yè)進行科學管理和科學規(guī)劃的關(guān)鍵。RFID射頻識別系統(tǒng)可以實現(xiàn)產(chǎn)品的物料供應、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，科學地規(guī)劃物料供應，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。
我們都經(jīng)歷了革命性的沖擊，自上世紀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)將成為一個重要組成部分。
