总部位于新加坡的合同制造商伟创力(Flextronics)在生产过程中使用了射频识别(RFID)技术,其客户包括惠普(Hewlett-Packard)、摩托罗拉(Motorola)和施乐(Xerox)。举例来说,在组装惠普打印机时,打印机外壳包括一个RFID标签,标签上印有产品ID、生产日期和所需的所有组件。当外壳沿装配线向下移动时,标签指示下一步需要添加什么组件。一旦组件被连接并测试,RFID收发器就会将数据写入标签,表明组件已经添加并进行了测试。
然后,数据通过以太网发送到Opto 22工业控制器,该控制器验证组件是否已经添加和测试。然后,控制器向传送带和其他系统发送命令,将打印机移动到下一个阶段。如果控制器接收到的标记数据表明某个部件丢失或测试失败—或者根本没有进行测试—控制器将返回打印机,重新开始组装过程。如果存在严重的问题,控制器将打印机送到指定的有缺陷的区域。
RFID系统捕捉错误的时间比人工系统更早。错误被记录在标签上,所以重新运行打印机通过一个错误的阶段可以在一个自动化的过程中纠正问题。如果错误需要干预,打印机就会被自动调到一个区域,在那里技术人员可以读取标签,并查明装配过程中究竟出了什么问题。欢迎来到制造业RFID的新世界。
深厚的历史
由于RFID最近在消费包装商品供应链中的应用,它在贸易媒体中得到了广泛的关注。但RFID有着悠久而深厚的历史,这一点在最近备受关注之前就已经存在了。该技术最早是在二战期间由美国空军开发和使用的,当时美国战机上安装了射频识别标签,以便地面操作人员将它们与敌机区分开来。
战争结束后,RFID技术进入了制造工厂。在过去的二十年中,RFID已被应用于许多行业,最显著的是汽车、半导体和航空航天制造。RFID在制造业中的好处包括对资产和在制品的跟踪和跟踪。最近的应用包括在装配过程中使用RFID,以确保正确的部分或过程在正确的时间准确完成,如伟创力的例子。RFID还被用于制药行业,以防止错误和阻止伪造。
标签有被动和主动两种形式。无源标签不发送信号,因此不需要电源。一些被动标签只是携带部件或容器的ID数据。许多被动标记还具有读写功能,这允许用户添加新信息。加拿大艾伯塔省埃德蒙顿市自动化供应商Matrikon公司制造解决方案总监Mark Hamblin说:“被动标签更加丰富,因为它们被用于制造过程中的进站物流和过程跟踪。”
主动标签会发出一个信号,即使它们没有靠近阅读器,操作员也能“看到”它们。主动标签更昂贵,通常用于跟踪昂贵的资产,如装满货物的拖车或昂贵的移动工厂设备。汉布林说:“由于主动标签更昂贵——每个标签25至85美元——它们用于的资产也会更昂贵。”“主动标签应用于油气行业,需要移动昂贵的设备,需要立即确定位置。”
2003年,沃尔玛超市(Wal-Mart Stores Inc.),阿肯色州本顿维尔市的巨头。该公司告诉100家顶级供应商,从2005年1月1日起,他们必须在托盘和纸箱上安装被动射频识别标签。美国国防部(DoD)和许多主要零售商遵循了他们自己的命令。由此产生的RFID供应链速成课程在降低成本的同时,提高了该技术的知名度。Symbol technology Inc.是一家位于纽约州霍尔茨维尔的自动识别和移动计算产品供应商,该公司制造解决方案高级主管Kevin Prouty说:“单个公司必须加快步伐,推动一项技术的采用,以使其腾飞。对于条形码,福特、通用和克莱斯勒都是如此。对于射频识别,沃尔玛和国防部是最佳选择。”在大型零售商和国防部的推动下,被动标签的价格下降到10到20美分,数量为数百万。
这些规定还引起了工厂经理对RFID的注意。也许在供应链中使用射频识别和在工厂中使用射频识别之间最重要的区别在于为什么要采用射频识别。在供应链中,供应商被迫采用其最大客户使用的技术。在工厂里,RFID正被采用,因为它的直接好处。位于马萨诸塞州戴德姆的ARC咨询集团公司制造咨询服务副总裁Chantal Polsonetti说:“供应链中的RFID和制造中的RFID最大的区别在于,供应链中的RFID是由授权驱动的,而制造中的RFID是由投资回报率(ROI)驱动的。”
RFID标准
直到最近,RFID几乎只在封闭的四墙网络中使用。然而,沃尔玛和国防部的应用需要一个开环网络,在这个网络中,供应商将托盘和纸箱传递给他们的零售商,两家公司必须能够读取和吸收数据。因此,标准变得至关重要。位于布鲁塞尔的RFID标准组织EPCglobal Inc.已经制定了两套标准——gen1和gen2,公司可以使用它们来共享RFID数据。“RFID在过去的一个问题是缺乏标准,这使得标签很难从供应商传递给制造商,”位于加州摩根希尔的RFID产品供应商Alien科技公司的RFID解决方案中心总经理Damon Bramble说,“EPCglobal已经在被动方面解决了这个问题。”
标准提供的新的互操作性为制造商提供了与供应商合作的新方式,这可能会增加合作并加快制造过程。位于马萨诸塞州切姆斯福德的布鲁克斯自动化公司旗下的布鲁克斯软件公司的硬件接口产品总监Dave Hanny说:“在波音公司,制造经理们有一个愿景,就是使用RFID与供应商合作,减少生产飞机所需的时间。”
汽车制造商丰田汽车公司(Toyota Motor Corp.)在其南非工厂使用RFID技术跟踪车辆从生产到发货的全过程。在生产过程中,丰田在每辆车上都应用了外星人的RFID标签。当汽车穿过装配厂进入配送场时,它们会被跟踪。准确的跟踪帮助丰田简化了车辆从生产到运输的过程,也加快了开发票的进程。
丰田使用的标签价格低廉,因为它们是被动的,不需要读写能力。这些标签使用EPCglobal标准,因此托运人和最终接收车辆的人都可以读取这些标签进行跟踪。丰田南非工厂的高级经理约翰·斯图普(John Stoop)预计,RFID系统将很快收回成本。“这将加速和简化车辆运输和发票,”Stoop说。“预计从时间到现金的节省将抵消该RFID项目的成本。”
其他主要的RFID跟踪和跟踪应用包括资产管理和生产过程中的货物跟踪。RFID被用于确保正确的材料在正确的时间以正确的数量到达正确的地点。在制药等敏感制造业中,带有rfid标签的供应品可以防止成本高昂且潜在危险的错误。RFID追踪还可以提供美国食品和药物管理局(FDA)要求的产品谱系信息。Alien公司的布兰布尔说:“射频识别技术在将正确的原料在正确的时间送到正确的地点方面肯定有一定的作用。”“使用被动射频识别技术,如果没有合适的成分,你可能会停止生产过程。”他指出,如果正确的剂量与正确的患者不匹配,制药行业正在使用RFID来停止销售。“RFID提供了一个密封的系统来终止错误,”布兰布尔争辩道。
数据链
当在生产线上使用时,RFID标签可以包含大量定制产品的数据,使制造过程更灵活,也更精简。“RFID标签可以成为工厂数据的支柱,”斑马科技公司的产品经理Matt Ream说,该公司位于伊利诺伊州弗农山,是一家为条形码标签打印产品的供应商,包括嵌入RFID标签的“智能标签”。“在汽车生产线的一开始,标签可以显示你想对车辆做的一切,包括漆的种类、座位,甚至车牌号。”
虽然RFID已经在制造业中使用了几十年,但随着沃尔玛的要求,人们对RFID产生了浓厚的兴趣,这催生了RFID在制造业中创新应用的新浪潮。RFID标签现在被用于跟踪资产、交付产品定制数据和跟踪过程中的产品。美国食品药品监督管理局(FDA)已推动RFID在制药生产中的应用,以帮助创建一个审计追踪系统,以防止伪造,同时确保正确的患者与正确的处方匹配。最后,新的RFID标准正在推动RFID作为制造商和供应商之间合作的工具。
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