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“工业4.0”?与RFID何干? [ 2014-12-09 15:14:35 ]

工业4.0实际是德国强国战略。德国是老牌制造业强国,但在信息化浪潮中却相比美国落了下风,目前全球市值最大20个互联网企业中没有欧洲企业,欧洲的互联网市场基本被美国企业垄断。为了振兴德国制造业,并在美国互联网和制造业巨头联合重新定义制造业的背景下,德国利用自身在工业软件、工业电子和制造技术方面的优势,推出了工业4.0计划。

第一次工业革命由蒸汽机实现工厂的机械化;第二次工业革命用电力来实现大规模化批量生产;第三次工业革命通过电气和信息技术实现制造业的自动化。接下来的,就是第四次工业革命,工业4.0。

 


工业4.0解析:打造制造业+物联网融合新模式。工业4.0可以想象为物联网从消费服务领域向工业生产领域的扩展。最终形成了终端需求(定制需求)、智能产品、智能工厂、智能物流的完整链条。

那么,RFID在以智能生产制造为为核心的工业4.0的浪潮中扮演什么样的角色呢?

最新研究表明,在八个应用领域中,生产制造业是RFID应用的第二大领域,目前在生产制造业中尽管已有部分应用案例,但仍处于初级阶段。McBeath的报告显示,275家受访企业仅10%已应用RFID,大约58%的企业处于正在实施或计划实施RFID项目的阶段。通过网络初整理了以下较大型的实际应用案例:
                                     


                                    
生产制作过程中的应用
1,在制品自动识别管理
对于按订单生产的制造过程,需及时准确地识别出生产线上的在制品(Work-in-Progress,wip)信息,以保证在正确的工位装配正确的零部件。目前国内外先进制造企业大多采用条形码识别WIP信息,但条码易磨损且严重依赖于人工识读等缺点,给WIP管理带来了极大的成本压力。RFID技术可以通过无线方式自动准确高效地跟踪和识别WIP信息,能够有效解放人力,实现智能制造。
2,生产过程控制
RFID技术不仅能够识别生产对象,还可用于辅助完善生产计划和物流控制,改善生产过程效率,实现生产过程的柔性自动化、智能化和透明可视化。利用实时信息的采集和存储,可以进行质量监控,识别产品是否合格,并能及时停止不合格产品的后续加工装配。
3,生产状态监控及可视化
通过对制造资源的自动识别与跟踪定位,企业管理者可以实时掌握车间生产进度,发现生产瓶颈和浪费现象,识别机器故障、生产序列调整等生产扰动突发状况,改善生产过程,实现整个生产过程的稳定均衡。
4,闭环的生产计划与控制
如何对实时采集到的生产状态数据进行适宜的处理,并及时反馈给管理层辅助生产决策,实现闭环的生产计划与控制,是RFID应用于生产制造过程中最有意义也是最具难点的问题。
RFID技术在生产制造过程中的应用,最具价值之处在于对生产现场突发状况和实际生产情况的实时监控与反馈,据此对生产计划和调度进行再调整,实现闭环的生产管控,也应是未来应用研究的重点方向。
5,车间物流控制优化
将RFID技术应用于车间生产监管,可实现物料配送过程的动态优化。,RFID技术对车间物流控制优化的好处不仅在于车间资源和生产过程的可视化、物料消耗和物流过程的监测,更重要的是如何根据透明化的制造信息对生产进度进行精确的预估和掌控,从而主动地实施精准的物料配送,避免线边物料堆积或缺料的发生,这种新思路有别于传统的根据原有生产计划进行的静态物料配送,或根据线边库存被动地响应生产需求,这也是目前研究较为欠缺的地方。
6,质量信息采集和监控
根据RFID可识别和存储信息的功能,将其应用于生产制造过程,实现每一环节质量信息实时准确的采集和存储,并能辅助管理人员及时监测到存在质量问题的产品。当产品生产结束时,可根据采集到的产品质量的数据形成完整的质量信息文档,有效解决条码等无法实现数据动态写入、采集效率低下等问题,便于质量问题追溯,这也是RFID技术在生产制造过程中应用的一大方向和侧重点。

生产制造供应链管理过程中的应用
1,精准化物料配送管理
通过使用RFID技术,生产制造企业可实时掌握整个车间的生产进度和生产动态,并能更好地与供应商共享物料需求信息,从而指导供应商根据车间物料消耗和未来需求进行精准的物料配送,降低车间线旁库存和制造供应链的牛鞭效应,提高库存精度,并在配送上线时快速准确地识别与匹配物料,避免了人工采集物料需求及收货验货操作费时费力、易出错等问题,极大地提高了生产效率。
2,仓储可视化管理
企业设置库存主要是为应对生产波动、保证生产稳定,但库存成本长期居高不下的困境已日益成为大多数制造企业的梦魇。将RFID技术应用于生产制造过程,可实现原材料、成品及WIP的库存可视化,以及供应链的透明化和库存数据共享,为制造供应链有效合理地处理库存难题提供了新的解决思路,这也是RFID技术应用可行并能发挥出巨大价值的领域。
3,制造供应链RFID应用整合
通过RFID应用建立制造商上下游产业联盟,如构建面向制造供应链的信息系统,建立面向配件生产厂商联盟的基于RFID的产品服务系统,通过这一公共服务平台,各厂商可获取基于RFID的实时服务,极大地降低了这些中小型厂商启动新技术的应用成本和技术压力,加速了应用实施进程,可更好地应对JIT(IT(JustInTime,准时生产,又译实时生产系统)敏捷响应及客户化定制的要求。

产品服务过程中的应用
1,产品溯源与回收管理
鉴于RFID标签可收集存储信息的特点,RFID技术已逐渐应用于产品全生命周期管理,实现对原材料、成品等在生产制造供应链中的追踪和查询,使整个供应链可视化、透明化。
2,维护、维修和大修服务
RFID技术不仅能够实现生产过程监控、产品质量控制与追溯管理,还可用于监控加工设备状态,有效统计设备的使用维护信息,为企业制定合理的维护策略提供参考。

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