RFID在制造业中的应用

公司徽标RFID在制造业中的应用董丽华上海海事大学物流研究中心目录1.RFID在制造业中的应用2.RFID在流水线上的应用3.RFID在包装上的应用4.RFID在仓库管理中的应用5.RFID在配送中心的应用6.RFID在门禁系统中的应用7.RFID在产品防伪上的应用1.RFID在制造业中的应用RFID在制造业中的应用RFID对制造业产生的影响：1、制造信息管理2、制造执行、质量控制和标准的符合性3、跟踪和追溯4、工厂资产管理5、仓储量的可视化制造信息管理：将RFID和现有的制造信息系统如MES、ERP、CRM和IDM等相结合，可建立更为强大的信息链，以及在准确的时间及时传送准确的数据，从而增强生产力、提高资产利用率以及更高层次的质量控制和各种在线测量。通常从RFID获取数据后，还需要中间件将这些数据进行处理，馈送到制造信息系统。RFID在制造业中的应用制造执行、质量控制和标准的符合性：为支持精益制造和6Sigma质量控制，RFID可提供不断更新的实时数据流。与制造执行系统互补，RFID提供的信息可用来保证正确使用劳动力、机器、工具和部件，从而实现无纸化生产和减少停机时间。更进一步地，当材料、零部件和装配件通过生产线时，可以实时进行控制、修改甚至重组生产过程，以保证可靠性和高质量RFID在制造业中的应用跟踪和追溯：要求符合FDA质量规范的呼声不断增强，促使消费用包装品，食品、饮料企业在其整个供应链中要求精确地跟踪和追溯产品信息。在这些方面，RFID能和现有的制造执行系统互为补充，对大多数部件而言，制造执行系统已能搜集如产品标识符，时间戳记、物理属性、订货号和每个过程的批量等信息，这些信息可以被转换成RFID编码并传送到供应链，帮助制造商跟踪和追溯产品的历史信息。RFID在制造业中的应用工厂资产管理：资产（设备）上的RFID提供其位置、可用性状态、性能特征、储存量等信息。基于这些信息的生产过程，维护、劳动力调整等有助于提高资产价值，优化资产性能和最大化资产利用率。由于减少停机时间和更有效地进行维护（规划的和非规划的），因此能积极地影响非常重要的制造性能参数，例如装置的整体有效性（OverallEquipmentEffectiveness）。RFID在制造业中的应用仓储量的可视化：由于合同制造（ContractManufacturing）变得越来越重要，因而同步供应链和制造过程的清晰可见就成为关键。RFID适合于各种规模的应用系统（局部的或扩展到整个工厂）。RFID可以对进料、WIP、包装、运输和仓储直到最后发送到供应链中的下一个目的地，全方位和全程的可视化，所有这些都和信息管理有关。RFID在制造业中的应用传统制造企业的管理状况：在传统的制造企业中，管理主要集中在产品管理、质量管理、仓库管理、移动资产管理、现场移动管理、车队管理等。通常，这些部门通过人工输入数据，并且大多数使用纸和笔,这使得制造企业大部分职能部门面对大量的数据错误，并且，降低了生产力。传统模式下的生产企业运行模式如图所示。RFID在制造业中的应用RFID在制造业中的应用物料跟踪数据采集仓储管理销售管理资产管理发货区域包装区域收货区域加工区域仓储区域1.传统的物料跟踪物料在生产线上的移动过程是不可见的；当出现报费零件时无法追溯到其他产品，影响产品质量。2.传统的仓库操作库存在每一个功能库区中存储时间延长；仓库每一功能部门的效率很低；库存信息不能实时可见，为满足安全存量的要求，往往要花费更高的成本。3.传统的生产线数据采集数据的滞后，工位采集的数据通常在下一个工作日才能反映在生产数据库中。由于数据滞后，只能通过滞留样品来维持产品质量体系和产量控制。RFID在制造业中的应用4.传统的销售管理手工填写的销售方式大大降低了销售人员的销售效率，、准确率和每日访客数。销售单的再次输入再次降低了准确率，同时也影响了结算时间，降低了企业现金的周转周期。5.传统的资产管理不能得到历史资料的支持，影响设备的维修养护的时间和工程师的工作效率；现场需要的零配件和工具不能及时提供；资产品种数量和位置关系不能得到对应。RFID在制造业中的应用采用RFID技术后制造企业的管理状况：采用RFID技术可使企业管理水平和生产效率显著提高。生产企业运行模式如图所示。RFID在制造业中的应用RFID在制造业中的应用物料跟踪数据采集仓储管理销售管理资产管理发货区域包装区域收货区域加工区域仓储区域有线网络覆盖区域无线广域网的覆盖范围通过无线网络延伸工作者的工作区域1.仓库管理：通过条码、计算机和RFID技术实现仓库的实时化，减少安全库存量17%；提高员工的工作效率32%；减少操作过程中的差错；加快现金流的周转，降低企业成本。2.物料跟踪：生产线的工作人员通过条码扫描器和计算机进行数据采集；任何一件零配件从入库开始到流转，上生产线直到成为产品。每一步骤都可以被进行实时的跟踪；在生产工序中实时的校验零配件的加工或安装，建立流程控制体系。通过监控原材料的每一步骤提高产品质量，减少问题产品召回数量，保护企业的品牌形象；建立产品的质量追溯跟踪体系。RFID在制造业中的应用3.生产线数据采集：生产线上的数据被实时地采集并进入流程控制系统；SCADA和MES被实时反映在计算机上，管理人员能够最及时地做出对产品产量和质量控制的决定。通过对200条生产线的过程实施移动数据采集后发现平均提高生产效率22%；每天减少抽样样品价值35000美元；提高了产品质量和产量。RFID在制造业中的应用4.资产管理：减少耗时的纸面工作，提高技师的工作效率，技师的安排达到100%准确；可以实时获取设备资产的历史维修维护记录，便于最迅速的确定设备状态和制定维护计划；根据进度安排零配件和维修工具，降低零配件库存量，确保了机械设备的准时运行；提高工具和人员的效率，提高了生产线的正常运行时间。5.路线销售:通过计算机和无线广域网实现销售订单的实时化，减少日销售费用15%，提高司机和管理人员的效率15%，增加销售量9%，提高客户满意度。RFID在制造业中的应用2.RFID在流水线上的应用•流水线上应用条形码和RFID的对比•RFID技术应用于流水线的优点•RFID在汽车生产线上应用的实例2、RFID在流水线上的应用流水线上应用条形码和RFID的对比：条形码1)只识别一类产品2)必须对准扫描仪3)撕裂、污损或脱落4)需人工操作，易出现失误流水线RFIDtag1)识别多类产品2)感应式读取3)可以内置，不宜损毁4)无需人工操作，精确度高2、RFID在流水线上的应用RFID技术应用于流水线的优点：质量控制在现代化的生产线上，产品的质量是由分布在若干处的一些测试岗位来检测的。在生产结束时，产品验收之前必须能用该工件所有先前收集到的数据明确地表达其质量。利用产品上的射频标签可以很方便地做到这一点，因为在整个生产过程中所取得的质量数据已经随产品走下了生产线。系统安全将产品数据从中央计算机中转存到工件上将大大地提高系统的安全性。即使发生软件崩溃或中央计算机瘫痪，一个产品和它当前数据之间的关系也能随时建立起来。如果需要的话，还可以将工件从生产过程中取出，而不会丢失数据。日后如果要将此产品再次投入生产过程中，可以毫无问题地对它进行加工。2、RFID在流水线上的应用RFID技术应用于流水线的优点：数据安全通过校验和的方法来保证射频标签中存储的数据，从而确保读出数据的准确。错误的数据会被发现并被忽略掉。更加灵活可以更加灵活地控制产品的生产。例如，对于通用可编程的机器人和生产设备的设置数据，可以在预处理阶段写入到随各个工件运行的标签载体中，并且在需用处马上应用这些设置数据。利用这种技术可以生产最小批量为1的产品，而不必通过中央计算机与每个产品进行复杂的通信来交换信息。对环境条件要求不高2、RFID在流水线上的应用RFID在汽车生产线上应用的实例以某汽车公司的轿车生产为案例•该装配生产线属于典型的“S”型生产线，包括一段车辆上缓存区。为实现物料动态配送，需要实时、准确地获取整个生产线上的车辆为之和顺序信息。这里提出的系统整体架构包括车辆定位追踪、库存管理和配送调度优化三个部分。2、RFID在流水线上的应用2、RFID在流水线上的应用结束配送请求供应商物流配送单更新配送状态线旁库存管理手工更新信息结束配送员ＰＤＡ回填配送信息发送至配送员手持ＰＤＡ执行配送开始巡检员请求车辆追踪接收配送通知车辆追踪开始供应商YN紧急配送请求自动更新配送调度业务流车辆定位追踪：•在PBS（PaintedBodyStorage，涂装完成库存区)进车点、每段刚性线的起始点设置RFID阅读器，每辆汽车的挂具上安装RFID标签，并与每辆汽车的产品型号识别码相关联。RFID系统采集到车辆位置消息变化后，将变化数据上传至数据采集与监控软件，由系统计算出每一时刻进行装配生产线的每个车辆所在的具体工位区域。2、RFID在流水线上的应用物料库存管理：•在物料收发、盘点、内部转移等方面使用RFID进行管理，以保证数据采集准确，提高数据采集效率。在装配生产车间建立无线网络，信号范围覆盖所有物料库存区和装配生产线。通过手持读头扫描物料库存区和生产线旁物料的编码，进行物料库存和线旁库存的管理，RFID的系统通过无线通讯的方式，将数据发送至应用服务器，进行业务处理操作。2、RFID在流水线上的应用动态配送调度：•物料配送调图用于根据物料配送请求池内的物料配送请求序列，生产配送单（物料编组单），进行配送任务下达，并进行配送完成汇报处理。同时生产供应商和第三方物流的相关物料需求信息。2、RFID在流水线上的应用RFID在电器装配线中的应用作为沃尔玛的全球供货商之一，海尔特种冰箱事业部隶属海尔集团，本来已采用条码进行了生产控制和产品跟踪，由于人工交互操作存在的不足使得前端数据采集与后台生产执行系统的衔接不够紧密，不能够发挥严格的生产控制功能，在面临大量生产任务的情况下亟需改变现有的数据采集模式和生产控制方法。特种冰箱生产系统条码的工作流程中存在不少问题。各生产站点由人工登录生产执行系统进行扫描，人为操作现象严重，扫描时间、设备信息等由于现场操作的不可控而出现提前或延后扫描的情况，所以现场采集到的数据不能真实反映实际生产的进行情况。漏扫、误扫率偏高，造成生产信息丢失，无法追溯现场信息和责任人，更严重的会导致缺陷产品通过站点，造成严重的质量隐患，影响海尔品牌在消费者心目中的地位。2、RFID在流水线上的应用由于采用纸质条码，流程中多次粘贴条码，容易造成生产过程中的损坏，影响阅读效果。产品生产过程中使用的条码过多，条码的使用周期过短，材料消耗的成本非常高。另外，信息的复杂性造成信息的不一致性，无准确衡量、评定生产进行的情况，制订出针对欠产情况的修补对策。现场计算机的维护费用相对较高，条码扫描枪和相关设备的经常损坏，造成生产过程的被动。海尔特种冰箱事业部希望通过RFID技术支撑下的生产线管理实现自动采集生产数据，自动做WIP追踪及流程信息记录，实时掌握生产进行情况。动态报告、分析定单的进行情况和欠产信息，量化衡量生产完成指标。收集现场品质状况，实时统计分析，作为对策参考，防止再发生，以提高品质；现场品质看板实时回馈，降低不良率，减少修整工时；统一处理，免去人工登录造成的差异或错误。2、RFID在流水线上的应用系统的实施内容是在PDM系统支持下、基于RFID技术进行ERP系统的生产定单信息在生产车间内生产制造过程的数字化监控管理，减少人工干预，保证混流模式下定单的准时、正确执行，同时为物流、销售、售后服务建立全面的产品电子档案，真正实现产品的生命周期管理。系统的实施范围主要涉及企业的生产装配车间。在整条生产线上安装了十几个读写器，使用固定式读写器与手持式读写器相结合的方式，实现对各个工序的有效支持，涉及内胆预装，箱体预装、发泡检验、弯道检测、接跟单、包装等。在内胆上线时粘贴电子标签，经过各个工序后，最后在产品包装下线之前回收电子标签、送回到标签下发点重新写人信息循环使用。系统流程2、RFID在流水线上的应用还有：•戴尔公司在装配过