埃林哲研究院 | RFID在制造行业的应用场景

  RFID是物联网中的重要感知技术,RFID的成熟和广泛应用,促进了智能制造技术的发展。制造过程中应用RFID技术,可有效提升产品制造的品质、效率和企业管理水平。

 

一、RFID的基本原理

  RFID(Radio Frequency Identification),是无线射频识别的英文缩写。RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。

 

  读写器通过天线发出含有信息的一定频率的调制信号;当电子标签进入到读写器的工作区时,其天线通过耦合产生感应电流,从而为电子标签提供相应的能量,此时标签根据读写器发来的信息决定是否响应,是否发送数据;当读写器接收到电子标签发送过来的信号,经过解调和解码之后,将标签内部的数据识别出来。

 

   

  RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。具有非接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点,可广泛应用于诸如生产管理、物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域。

 

二、RFID在制造行业中的应用场景

  借助RFID技术在识别、感知、联网、定位等方面的强大功能,将其应用于制造行业,其价值主要体现在制造流程、仓储、运输三个环节中。在制造业的库存管理和供应链管理方面,RFID可以帮助企业减少缺货现象、实现精细化生产控制、快速准确获得物流信息,同时还可以把整个供应链在此基础上进行规划从而达到降低成本、提高效率的目的。

 

 

下面列举一部分具体应用场景,供制造行业管理者参考借鉴:

1、仓库管理

  应用场景:

  在仓库的货物上面粘贴电子标签,给每件货物一个标识,或者对托盘进行标识,让货物与托盘相联;在进出仓库的大门处架装天线与读写器,当货物托盘经过大门时,标签会被读写器读到,从而通过计算标签的数量知道进出的货物数量,再通过仓储软件来自动处理进出库,完成自动出入库的操作。

 

  在货架上面粘贴标签来标识货架,同时在叉车上面加装读写器和车载电脑,就能实现货物与货架的关联;通过叉车读写器读取货架与货物的标签,既能确切地记录货物的存放位置,同时还能提供叉车在仓库里的位置信息,从而来调配叉车。

 

  盘点的过程使用手持机来完成,由员工拿着手持机在所要盘点的货物上面读取数据,巡查完所要盘点的货物,同时可以通过读取标签知道货物的相关信息,还可以输入货物名称来查找货物在仓库里面的位置。

 

  应用价值:

  在制品/产品出入库自动化与产品批量识别,制造企业在制品精确定位,物流信息共享与产品全程监控,减少库存,提升在制品物流管理的智能化水平。

 

2、基于RFID技术的工序流转卡(适用于生产工序较多、加工周期较长的产品)

  应用场景:

  在离散型生产制造过程中,基于外部客户的质量追溯要求以及内部质量控制的目的,需要对每道工序的生产过程进行记录,传统的方式一般是采用纸质的“生产流转卡”或者“工序流转卡”进行手工记录,效率低、随意性大。设置基于RFID的卡片,在产品加工过程中,使用RFID手持设备扫描放置在周转箱上的RFID电子标签,记录工序加工数量、质量和加工时间等信息,并将这些信息通过手持设备更新到后台MES或者ERP系统中。

  应用价值:

  采用RFID技术,用内嵌的RFID芯片代替纸质流转卡,可以提高数据采集效率,实现生产过程的实时掌控。

 

3、齐套性检查(产品价值高、质量要求高、批次管理要求高的装配工序)

  应用场景:

  对于大型设备的总装,任何一个部件的缺失都无法完成装配,传统的方式进行物料齐套性检查耗时耗力,影响生产执行效率;基于质量追溯方面的诉求,要对核心零部件进行标识。如果对核心部件配置RFID标签,在装配之前通过固定或者手持的读取设备采集零部件信息,并与MES或ERP系统的工单进行匹配,如果缺少则进行提醒。

 

  应用价值:

  快速准确地进行齐套性检查,缩短生产物料准备时间。

 

4、产品防伪与质量追溯

  应用场景:

  将RFID标签内置在产品或者核心零部件中,在产品出现质量问题需要进行维修和定责时,可以快速识别产品信息,并与ERP等管理系统中的信息匹配,判定产品的真伪,以及该产品生产过程的加工信息和质量检验信息记。

 

  应用价值:

  帮助制造商跟踪和追溯产品的历史信息,提升生产过程质量跟踪能力和监控水平。

 

5、工装量具管理

  应用场景:

  对企业内的每个工装、计量器具都配置唯一的RFID标签,可以对其位置、可用性状态、性能特征等信息进行管理,并与MES系统对接,与具体的生产任务进行匹配,优化资源使用效率。

 

  应用价值:

  基于这些信息的使用、维护过程进行管理,有助于提高资产价值,优化资产性能和最大化资产利用率。

 

6、高价值物料管理

  应用场景:

  类似工装量具的管理,在库房内,给高价值的物料配置RFID标签。实时监控物料的在库状态和出库状态。当物料被非法领用、破损或者在库状态异常,系统及时报警。

 

  应用价值:

  减少资产损失风险。

 

7、辅助产量登记、计件

   应用场景

  使用RFID代替纸质流转票(菲票),在流水线操作的模式下,每个工位自动感应生产物料的RFID标签,快速登记产量,并完成工人的计件登记。

 

  应用价值:

  产量登记及时、准确,减少产量统计人员成本。

 

三、RFID在制造行业应用的挑战

  虽然RFID产品在制造行业应用范围广泛,但还是受制于一些客观条件限制:

 

1、应用环境恶劣

  在一些制造行业,高温、强电池、腐蚀性强、粉尘大、强振动等因素给标签的运用带来了很大的困难,标签材料、标签固定方式以及系统工作方式都需要认真设计和考虑。

 

2、投入产出模糊

  RFID技术应用需要一定的成本投入,如果不能对RFID技术在本行业可以在那些地方发挥作用、如何发挥作用、总体拥有成本(TCO)的构成和费率、以及所产生的收益有明确的认识,那么盲目采用RFID技术则会带来一定的投资风险。站在企业决策者的角度,在理论分析计算的投资收益率(ROI)的基础上,再加上风险成本,往往意味着否定性的判断,从而阻碍了RFID技术的应用。

 

3、信息化基础薄弱

RFID虽然有强大的功能,但它毕竟只是一种自动识别数据采集手段,只有与企业管理信息系统很好地相互融合才能发挥出应有的作用,为企业创造出实实在在的效益。如果企业基本的管理信息系统如MES、WMS、SCM、ERP等,应用情况不好或者没有部署,那么就不具备采用RFID技术的前提条件。