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RFID技術(shù)應(yīng)用幫助企業(yè)快速發(fā)展
作者:RFID世界網(wǎng) 收編
來源:e-works 梁曦
日期:2010-10-29 09:07:27
摘要:采用RFID技術(shù)結(jié)合條碼,在一段時間內(nèi),將會成為企業(yè)首選的數(shù)據(jù)采集解決方案。
隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展被提高到國家戰(zhàn)略層面,作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重點與基礎(chǔ),伴隨著國家信息化工程的推動,RFID技術(shù)已得到了更多關(guān)注,迎來了新的發(fā)展,勢頭強勁。而目前在制造企業(yè)中,RFID也已應(yīng)用于物流追蹤、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控,質(zhì)量追溯,自動化生產(chǎn)、倉儲管理、資產(chǎn)管理等環(huán)節(jié)。與目前企業(yè)大多使用的條碼技術(shù)相比,RFID技術(shù)有著采集快速、準(zhǔn)確等優(yōu)勢,但同時也存在著成本、使用環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面的限制。RFID主要構(gòu)成部分包括射頻標(biāo)簽、讀寫器、天線、中間件等等,面對市場眼花繚亂的產(chǎn)品,制造企業(yè)在選擇應(yīng)用RFID產(chǎn)品時,該如何下手,本文將為您揭開RFID技術(shù)的面紗,幫助制造企業(yè)擦亮眼睛,選擇最佳的解決方案。
一、何為RFID?
在20世紀(jì)中,無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。1948年哈里.斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識別 RFID的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,如今,RFID技術(shù)理論日趨成熟,產(chǎn)品種類也越來越豐富。
從概念上來說,RFID(Radio Frequency Identification,射頻識別)技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù),通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽,操作快捷方便。
1、RFID組成
RFID領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一個標(biāo)準(zhǔn)是EPC標(biāo)準(zhǔn),它將RFID系統(tǒng)分成了四個層次,包括物理層、中間層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
物理層是整個系統(tǒng)的物理環(huán)境構(gòu)造,包括標(biāo)簽、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表等硬件設(shè)備。
中間層是信息采集的中間件和應(yīng)用程序接口,負(fù)責(zé)對讀卡器所采集到的標(biāo)簽中的信息進(jìn)行簡單的預(yù)處理,然后將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層的數(shù)據(jù)接口。
網(wǎng)絡(luò)層是系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系紐帶,各種信息在其上交互傳遞。
應(yīng)用層則是EPC后端軟件及企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。在明晰的系統(tǒng)層次上,EPC標(biāo)準(zhǔn)還統(tǒng)一了數(shù)據(jù)的報文格式,并規(guī)范了輸出傳輸流程。這樣,RFID系統(tǒng)的部署就會變的嚴(yán)謹(jǐn)有序。
通常我們所說的RFID產(chǎn)品處于物理層,其最基本的組成部分包括:
射頻標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器等)
射頻標(biāo)簽也可稱作射頻卡,它由耦合元件及芯片組成,含有物品唯一的標(biāo)識體系,包含著一系列的數(shù)據(jù)和信息,比如產(chǎn)地,日期代碼和其他關(guān)鍵的信息等,這些信息儲存在一個小的硅片中,利用閱讀器,可以及時方便的了解精確的信息。射頻標(biāo)簽?zāi)軆Υ鎻?12字節(jié)到4兆不等的數(shù)據(jù),由系統(tǒng)的應(yīng)用和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)決定,射頻標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點,支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理等。
按照不同的方式,射頻卡有以下幾種分類:
表1. 射頻標(biāo)簽的分類
在RFID系統(tǒng)中,信號接收設(shè)備一般叫做閱讀器(或讀卡器)。閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?,讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。在RFID相關(guān)產(chǎn)品中,讀卡器的含金量是最高的,因為它是半導(dǎo)體技術(shù)、射頻技術(shù)、高效解碼算法等多種技術(shù)的集合。
閱讀器從外形上大體上可分為手持式或固定式,從工作方式來看,閱讀器種類也非常的繁多,按工作頻率可分為超高頻、高頻、低頻閱讀器,通常低頻閱讀器的讀寫距離則不超過0.5米,高頻閱讀器的讀寫距離約為1m,超高頻閱讀器讀寫距離通常在1~10米,而讀卡器的讀寫距離通常還會受到環(huán)境干擾以及讀卡器的穩(wěn)定性等影響而有所改變,此外,若采用有源標(biāo)簽,則讀取距離可達(dá)到100米。按配置可分為帶CPU、預(yù)裝操作系統(tǒng)的PAD閱讀器與普通閱讀器;按傳輸方式可分為無線或者是有線閱讀器等。
射頻天線
射頻天線主要用來在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID系統(tǒng)中包括兩類天線,一類是RFID標(biāo)簽上的天線,和RFID標(biāo)簽集成為一體;另一類是讀寫器天線,既可以內(nèi)置于讀寫器中,也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。天線在 RFID系統(tǒng)中的重要性往往被人們所忽視,在實際應(yīng)用中,天線設(shè)計參數(shù)是影響RFID系統(tǒng)識別范圍的主要因素。高性能的天線不僅要求具有良好的阻抗匹配特性,還需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的特點對方向特性、極化特性和頻率特性等進(jìn)行專門設(shè)計。在選擇天線的時候的主要考慮:天線的類型;天線的阻抗等。
2、RFID工作原理
簡而言之,在工作時,RFID讀寫器通過天線持續(xù)發(fā)送出一定頻率的信號,當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入磁場時,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag,無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽);隨后讀寫器讀取信息并解碼后,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
表2. RFID領(lǐng)域及應(yīng)用
RFID技術(shù)在國外得到了飛速的發(fā)展,據(jù)ABI公司根據(jù)預(yù)測,預(yù)計到2013年全球RFID規(guī)模將達(dá)到98億美元,2003-2013年均復(fù)合增長率為 19%。在我國,在RFID技術(shù)與應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作上已有一定基礎(chǔ),2006年6月9日,科技部等十五部委制定出臺了《中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書》;此外,依據(jù)ISO/IEC 15693系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本完成國家標(biāo)準(zhǔn)的起草工作;參照ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)制定國家標(biāo)準(zhǔn)的工作已列入國家標(biāo)準(zhǔn)制訂計劃。
但是,相較于歐美等發(fā)達(dá)國家或地區(qū),我國在RFID產(chǎn)業(yè)上發(fā)展較晚并較為落后。在超高頻RFID方面,產(chǎn)品的核心技術(shù)基本掌握在國外公司的手中,國外公司占有絕對的優(yōu)勢;不過,在低頻領(lǐng)域,我國由于發(fā)展較早,技術(shù)較為成熟,產(chǎn)品應(yīng)用廣泛,已具有了與國外產(chǎn)品一決高下的能力,在市場上處于完全競爭狀況。另外,國內(nèi)低頻讀寫器生產(chǎn)加工技術(shù)非常完善,生產(chǎn)經(jīng)營的企業(yè)很多,也有較為成熟的解決方案。
應(yīng)用方面,在交通、物流、防偽、制造、零售、煤礦等等行業(yè),都有RFID技術(shù)的身影,雖然某些應(yīng)用還不是特別的完善,但在國家的大力扶持與推進(jìn)下, RFID技術(shù)在我國將會全面開花,得到更多、更完善的應(yīng)用。
三、RFID能為制造企業(yè)帶來什么?
在制造業(yè),RFID,歸根結(jié)底,可以看做一種數(shù)據(jù)采集方式,而目前很多制造企業(yè)已經(jīng)采用了條碼技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,并結(jié)合MES、ERP等信息化軟件,對企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行有效管理。而很多企業(yè)不禁會問,既然條碼應(yīng)用已十分的成熟廣泛,為什么還要使用RFID技術(shù)呢?
我國制造業(yè)正面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)
當(dāng)前,中國制造企業(yè)面臨著白熱化的激烈競爭,很多行業(yè)都處于產(chǎn)能過剩的狀態(tài);同時,勞動力成本的上升給制造企業(yè)帶來了越來越大的成本壓力;同時,各制造行業(yè)都面臨著越來越嚴(yán)厲的環(huán)保法規(guī)遵從要求;客戶需求越來越個性化,產(chǎn)品的生命周期越來越短,企業(yè)的生產(chǎn)品種越來越多,批量越來越小。這些都為制造企業(yè)保持競爭力和盈利帶來了極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),制造企業(yè)如何保持競爭力和盈利?
應(yīng)對挑戰(zhàn),構(gòu)建實時企業(yè)勢在必行
面對激烈的競爭,制造企業(yè)必須做出改變,消除一切浪費出發(fā),實現(xiàn)精益管理;應(yīng)用閉環(huán)的企業(yè)級信息集成系統(tǒng),實現(xiàn)信息的及時反饋;實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程和供應(yīng)鏈可追溯;有效利用企業(yè)的設(shè)備和人力資源;全面提升產(chǎn)品質(zhì)量;有效掌控產(chǎn)品實際成本。而做出改變的前提在于對企業(yè)生產(chǎn)管理信息的快速收集和實時處理,從而實現(xiàn)信息集成、可追溯,有效的利用資源、提高質(zhì)量、控制成本,從而構(gòu)建實時企業(yè)。
破解難點,實時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集成為關(guān)鍵
構(gòu)建實時企業(yè),關(guān)鍵在于實時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。生產(chǎn)現(xiàn)場信息及時準(zhǔn)確的采集,是破解制造業(yè)信息化難點問題的關(guān)鍵;在及時采集各個加工工序的人員與工時信息的基礎(chǔ)上,可以獲取準(zhǔn)確的實際生產(chǎn)成本信息;通過及時反饋加工質(zhì)量和設(shè)備信息,可以實現(xiàn)整個車間生產(chǎn)過程的可視化,從而實現(xiàn)制造過程的可追溯;RFID技術(shù)為及時準(zhǔn)確采集車間信息,實現(xiàn)“實時”企業(yè),提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
RFID技術(shù),實時數(shù)據(jù)采集的必要手段
傳統(tǒng)企業(yè)在數(shù)據(jù)采集時通常使用條碼標(biāo)簽,但條碼標(biāo)簽受到一定的局限性,在識別速度、讀取精度、使用環(huán)境等方面存在種種限制,關(guān)鍵在于,數(shù)據(jù)采集后并不能實時的反饋到相關(guān)人員。而RFID技術(shù)通過電子標(biāo)簽與閱讀器之間的射頻通信,能快速的識別目標(biāo)對象并且獲取其包含數(shù)據(jù),將生產(chǎn)現(xiàn)場信息及時準(zhǔn)確的采集,賦予企業(yè)相關(guān)的跟蹤能力和實時控制能力,減少人為錯誤,幫助企業(yè)在實際提高效率和利潤的同時能夠滿足客戶的需要和法規(guī)要求。
RFID數(shù)據(jù)采集方式能為制造企業(yè)帶來的便利:
1)在及時采集各個加工工序的人員與工時信息的基礎(chǔ)上,可以獲取準(zhǔn)確的實際生產(chǎn)成本信息。
2)通過及時反饋加工質(zhì)量和設(shè)備信息,可以實現(xiàn)整個車間生產(chǎn)過程的可視化,從而實現(xiàn)制造過程的可追溯。
3)RFID技術(shù)為及時準(zhǔn)確采集車間信息,實現(xiàn)“實時”企業(yè),提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
表3. RFID與傳統(tǒng)條碼采集方式之比較
四、制造企業(yè)如何正確的選擇和使用RFID?
縱然RFID技術(shù)有著許多的優(yōu)點,但面對RFID,企業(yè)必須有清醒的認(rèn)識,僅憑頭腦發(fā)熱便如同一窩蜂的上ERP等信息化軟件一樣,得不償失。
在制造企業(yè),RFID技術(shù)通常能很好的應(yīng)用于生產(chǎn)管理、員工管理、倉儲管理、物流管理、質(zhì)量管理等環(huán)節(jié),結(jié)合MES等信息化系統(tǒng),實現(xiàn)實時的控制管理。但由于RFID廠商的參差不齊,或者企業(yè)對于RFID概念的理解偏差,在某些企業(yè),RFID應(yīng)用也走進(jìn)了種種誤區(qū)。以下,將為您剖析,何種RFID解決方案才是您的企業(yè)最需要的呢?
1、有線 or 無線?
RFID無線射頻識別技術(shù),顧名思義,RFID數(shù)據(jù)的采集,是通過無線的識別進(jìn)行的,RFID標(biāo)簽通常附著于物料、生產(chǎn)設(shè)備、員工、以及需要采集的物體上,讀卡器對標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)進(jìn)行識別,而識別之后如何實時的傳輸給生產(chǎn)管理軟件比如MES系統(tǒng),則需要在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的部屬。如上文所說,讀卡器可通常分為手持式與固定式,有線讀卡器與無線讀卡器。手持式的讀卡器通常是無線的,固定式的讀卡器則有無線與有線兩種可選,這時,就需要企業(yè)根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇。
基于有線局域網(wǎng)的RFID解決方案:
基于無線局域網(wǎng)的RFID解決方案:
基于無線局域網(wǎng)的方案,即RFID設(shè)備通過接在計算機上的無線基站以無線通信的方式和計算機進(jìn)行通信。無線讀卡器閱讀RFID卡片上的數(shù)據(jù)信息后,通過無線基站,將數(shù)據(jù)信息上傳到中間件,中間件通過存儲過程與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。對于無線組網(wǎng)方式來說,優(yōu)點在于讀卡器與中間件所在的電腦組網(wǎng)布置靈活,省去布線的麻煩,并且技術(shù)成熟、網(wǎng)絡(luò)容量大,施工快速。相應(yīng)的,無線組網(wǎng)方式的缺點在于讀卡器與中間件之間具有一定距離限制,并且在某些車間環(huán)境下易受其他無線信號的干擾,因此,采用無線組網(wǎng)方式的RFID解決方案適用范圍雖然比較大,但更適合于其他無線信號干擾少,對工作環(huán)境整潔程度要求高的制造企業(yè)。
WiFi即無線局域網(wǎng),基于802.11a/b/g/n等協(xié)議,也是目前最常見的無線通信技術(shù)。
ZigBee是國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級網(wǎng)絡(luò),基于IEEE 802.15.4協(xié)議。是一種經(jīng)濟(jì)、高效、低數(shù)據(jù)速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/928MHz的無線通信技術(shù)。簡單的說,Zigbee是一個由可多到65000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信,這些傳感器只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴展。主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立。
表4. Wifi與Zigbee技術(shù)對比
2、RFID在不同環(huán)節(jié)的使用選擇
以上談了許多關(guān)于RFID的技術(shù)與適用場合,那么RFID是如何在企業(yè)中得到應(yīng)用的呢?
采用條碼方式采集生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)在手工計件的基礎(chǔ)上提高了企業(yè)的信息化水平,但條碼統(tǒng)計信息無法實時,待數(shù)據(jù)輸入至少滯后半天到一天的時間,其次,條碼的信息容量有限,無法監(jiān)測每個工序的情況,無法反應(yīng)每個員工的生產(chǎn)情況,責(zé)任不能落實到個人,質(zhì)量管理無法落實到實處,再次,條碼對應(yīng)用環(huán)境的要求高,許多場合下并不適用。因此,采用RFID技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集是有效的解決方案。
員工管理:對于員工管理,比如在服裝、玩具等制造企業(yè),可以為每位員工配發(fā)識別卡,應(yīng)用于考勤以及生產(chǎn)過程管理,對物料以及工作流程實時的加工數(shù)據(jù)采集能方便管理人員了解目前員工的生產(chǎn)工作狀態(tài),并且,可以根據(jù)員工的加工情況,對成品進(jìn)行追溯跟蹤,工時統(tǒng)計及產(chǎn)品質(zhì)量的跟蹤可以更好的方便企業(yè)對員工的績效情況進(jìn)行管理。
在員工管理過程中,可根據(jù)企業(yè)的實際需要來選擇RFID卡的性質(zhì),低成本的低頻無源卡往往更適合于員工管理。
倉儲管理:在企業(yè)的倉儲管理過程中,RFID技術(shù)能發(fā)揮極大的作用,以往,倉儲管理系統(tǒng)通常使用條碼標(biāo)簽或是人工倉儲管理單據(jù)等方式來進(jìn)行。但是條碼的易復(fù)制、不防污、不防潮等特點,和人工書寫單據(jù)的繁瑣性,容易造成人為損失,另外,條碼數(shù)據(jù)采集后,需要再次將數(shù)據(jù)錄入到電腦,不能及時反饋倉庫的最新動態(tài),這使得許多制造企業(yè)在倉儲管理時始終存在著缺陷。企業(yè)在引入RFID系統(tǒng)后,可以在RFID標(biāo)簽中寫入貨物的名稱、日期、存放位置等各類信息,并貼在每個物品的包裝上或托盤上。這樣,讀卡器能搞清楚的掃描到托盤上貨品的信息,并可以及時的將倉儲物流信息反饋到生產(chǎn)加工,指導(dǎo)生產(chǎn)。
在倉儲管理的過程中,企業(yè)應(yīng)選擇手持式的讀卡器,通過無線方式與中間件進(jìn)行連接,上傳至電腦及時獲取最新的倉儲情況,手持式的讀卡器不受人員以及地理位置的限制,具有小型化、便攜、使用靈活等特點,目前市場上也有許多帶PDA的手持式讀卡器供選擇,帶PDA手持式讀卡器具備CPU以及操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集完成后可直接顯示在液晶屏幕上,或存儲于PDA中,通過無線方式傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)平臺,某些讀卡器還可以對電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入,功能十分強大。
對于某些小型的制造企業(yè),可以選擇工作在低頻的RFID系統(tǒng),讀寫距離較短,技術(shù)成熟,并且價格便宜,但對于大型的制造企業(yè),工作在低頻的RFID系統(tǒng)將無法滿足企業(yè)的要求,應(yīng)選擇工作在高頻及超高頻,能讀取中長距離的讀卡器。
物流管理:企業(yè)物流方面,是RFID系統(tǒng)應(yīng)用最多的領(lǐng)域,制造企業(yè)內(nèi)物流可大體上分為供應(yīng)鏈物流與生產(chǎn)系統(tǒng)物流兩部分,在企業(yè)原材料的采購以及貨物入庫的過程中,通過在貨物或者貨箱上面安裝RFID標(biāo)簽,閱讀器自動識別標(biāo)簽中的數(shù)據(jù),不需要打開貨物,便知道里面貨物的情況,甚至不需要停留,就可以直接完成驗收工作,同時將數(shù)據(jù)記錄至數(shù)據(jù)庫,修改系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù),完成物料的入庫,大大提高工作效率。在入庫的過程中,RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還會根據(jù)標(biāo)簽所標(biāo)識的貨物的體積、大小和類別等,自動的選定庫位,將信息返回到入庫人員,對貨物進(jìn)行入庫存放。結(jié)合倉儲管理過程,對貨物進(jìn)行準(zhǔn)確及時的動態(tài)管理。幫助企業(yè)減少庫存積壓,降低運營成本。在此過程中,可以設(shè)置超高頻的RFID系統(tǒng)來進(jìn)行管理。
在生產(chǎn)系統(tǒng)物流方面,根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)單,利用RFID技術(shù),快速選取物料出庫,更新系統(tǒng)中相關(guān)的數(shù)據(jù),同時,在生產(chǎn)物料上附著標(biāo)識這物料信息的電子標(biāo)簽,跟隨物料進(jìn)入生產(chǎn)流程中的每道工序。通過各工位設(shè)置好的讀寫器閱讀標(biāo)簽信息,依次行進(jìn),減少錯誤率。在工序完成后,某些勞動密集型的企業(yè),RFID標(biāo)簽后還可以回收進(jìn)行再利用,節(jié)約以往打印條碼打印的成本。
在生產(chǎn)系統(tǒng)的物流過程中,RFID標(biāo)簽可根據(jù)企業(yè)實際情況設(shè)置,RFID讀卡器也可按企業(yè)實際情況選取?! ?
3、企業(yè)應(yīng)用誤區(qū)
目前,RFID雖已在許多企業(yè)得到了應(yīng)用,并且有著不錯的發(fā)展,但還存在著十分巨大的挑戰(zhàn),RFID是提升企業(yè)效率的手段,但不是必然的選擇,在某些情況下,RFID更適合企業(yè)信息化水平應(yīng)用較高的企業(yè)。
同時,隨著RFID系統(tǒng)在企業(yè)得到越來越多的應(yīng)用,也存在著一些誤區(qū),比如,某企業(yè)使用RFID技術(shù)對生產(chǎn)過程的追蹤控制,使用RFID標(biāo)簽標(biāo)識物料以及跟蹤產(chǎn)品的整個生產(chǎn)流程,結(jié)合MES以及電子看板進(jìn)行生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程控制,質(zhì)量管理,工位協(xié)調(diào)等工作,從而實現(xiàn)產(chǎn)品整個生命周期的有效管理及可控,整個 RFID方案設(shè)計完整,但是,在實際操作中,在生產(chǎn)線布置了工作在2.45G的超高頻RFID系統(tǒng),使用超高頻的RFID卡以及讀卡器,而其生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)并不需要長距離的讀寫,這樣就會造成資源的浪費,同時帶來成本的增加。
此外,某些企業(yè)在上信息化系統(tǒng)時一味求好,喜歡追求國際名廠產(chǎn)品,購買許多帶有CPU和操作系統(tǒng)的高配讀卡器應(yīng)用在條碼的讀寫過程中,而這種讀卡器,硬件配置極高,且在高頻領(lǐng)域,核心技術(shù)以及市場大多被國外知名公司占有,導(dǎo)致了讀卡器的價格高昂,甚至是國產(chǎn)產(chǎn)品的幾十倍。對于企業(yè)來說,部署整個企業(yè)的 RFID系統(tǒng),這將帶來一筆巨額的投資,以及殺雞用牛刀般的大材小用。
目前,雖然RFID技術(shù)發(fā)展迅猛,但與條碼相比,由于成本、使用環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面的限制,在一段時間內(nèi),還不能取代條碼的應(yīng)用,盡管RFID技術(shù)具有很多的優(yōu)勢,但RFID的優(yōu)勢主要建立在信息的采集以及信息共享上,并非所有的RFID實施案例都獲得了成功,企業(yè)選擇時尤其應(yīng)該慎重。
1)讀取精度。RFID標(biāo)簽主要附著在物料托盤和貨品集裝箱上,但是在某些行業(yè),比如電子制造企業(yè),元器件眾多,在生產(chǎn)的快速流轉(zhuǎn)中如何能保證每個標(biāo)簽都能被讀取,這是一個函待解決的問題。
2)環(huán)境影響。受到車間環(huán)境影響,在電磁環(huán)境復(fù)雜,干擾嚴(yán)重的企業(yè),RFID電子標(biāo)簽的正確讀寫,也是一個很大的問題,企業(yè)若想實施RFID,需要對在車間進(jìn)行測試,這樣又會影響到生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
3)實施模式。RFID系統(tǒng)的實施沒有通用的模式可以照搬,不同行業(yè)具有不同的應(yīng)用點和應(yīng)用需求,除了極少的行業(yè),并沒有完整的針對行業(yè)具體特征的合適的 RFID應(yīng)用模式和框架,企業(yè)選擇和實施時缺乏具有普遍指導(dǎo)意義的基本準(zhǔn)則和規(guī)范。
4)實施成本。從成本來看,目前標(biāo)簽的成本仍是偏高,尤其對于制造行業(yè),什么材料什么工序采用RFID系統(tǒng)也是一個重要的問題,并不是一言兩語可以說盡,需要進(jìn)行嚴(yán)密的計劃。
5)對業(yè)務(wù)流程的沖擊。適應(yīng)過程企業(yè)選擇實施RFID后,對企業(yè)業(yè)務(wù)流程,也會帶來一定的影響,RFID技術(shù)使得企業(yè)管理理念得到創(chuàng)新,企業(yè)中很多原本分離的工作實現(xiàn)了功能整合和重組,必然會導(dǎo)致企業(yè)業(yè)務(wù)流程的重組,企業(yè)是否能適應(yīng)這個過程又是一個問題。
6)數(shù)據(jù)安全。RFID的應(yīng)用,隱私和安全問題十分重要。RFID標(biāo)準(zhǔn)體系關(guān)系到物品信息控制權(quán)和RFID產(chǎn)業(yè)控制權(quán),RFID技術(shù)要得到廣泛的應(yīng)用和推廣制定符合中國國情、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系顯得特別重要,目前我國已開始相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,相信不久的未來,以上問題也會得到逐步的解決。
總的來說,采用RFID技術(shù)結(jié)合條碼,在一段時間內(nèi),將會成為企業(yè)首選的數(shù)據(jù)采集解決方案。
一、何為RFID?
在20世紀(jì)中,無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。1948年哈里.斯托克曼發(fā)表的“利用反射功率的通訊”奠定了射頻識別 RFID的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,如今,RFID技術(shù)理論日趨成熟,產(chǎn)品種類也越來越豐富。
從概念上來說,RFID(Radio Frequency Identification,射頻識別)技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù),通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信,達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽,操作快捷方便。
1、RFID組成
RFID領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一個標(biāo)準(zhǔn)是EPC標(biāo)準(zhǔn),它將RFID系統(tǒng)分成了四個層次,包括物理層、中間層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
物理層是整個系統(tǒng)的物理環(huán)境構(gòu)造,包括標(biāo)簽、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表等硬件設(shè)備。
中間層是信息采集的中間件和應(yīng)用程序接口,負(fù)責(zé)對讀卡器所采集到的標(biāo)簽中的信息進(jìn)行簡單的預(yù)處理,然后將信息傳送到網(wǎng)絡(luò)層或應(yīng)用層的數(shù)據(jù)接口。
網(wǎng)絡(luò)層是系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)聯(lián)系紐帶,各種信息在其上交互傳遞。
應(yīng)用層則是EPC后端軟件及企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。在明晰的系統(tǒng)層次上,EPC標(biāo)準(zhǔn)還統(tǒng)一了數(shù)據(jù)的報文格式,并規(guī)范了輸出傳輸流程。這樣,RFID系統(tǒng)的部署就會變的嚴(yán)謹(jǐn)有序。
通常我們所說的RFID產(chǎn)品處于物理層,其最基本的組成部分包括:
射頻標(biāo)簽(或稱射頻卡、應(yīng)答器等)
射頻標(biāo)簽也可稱作射頻卡,它由耦合元件及芯片組成,含有物品唯一的標(biāo)識體系,包含著一系列的數(shù)據(jù)和信息,比如產(chǎn)地,日期代碼和其他關(guān)鍵的信息等,這些信息儲存在一個小的硅片中,利用閱讀器,可以及時方便的了解精確的信息。射頻標(biāo)簽?zāi)軆Υ鎻?12字節(jié)到4兆不等的數(shù)據(jù),由系統(tǒng)的應(yīng)用和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)決定,射頻標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點,支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標(biāo)識別、定位及長期跟蹤管理等。
按照不同的方式,射頻卡有以下幾種分類:
表1. 射頻標(biāo)簽的分類
在RFID系統(tǒng)中,信號接收設(shè)備一般叫做閱讀器(或讀卡器)。閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?,讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。在RFID相關(guān)產(chǎn)品中,讀卡器的含金量是最高的,因為它是半導(dǎo)體技術(shù)、射頻技術(shù)、高效解碼算法等多種技術(shù)的集合。
閱讀器從外形上大體上可分為手持式或固定式,從工作方式來看,閱讀器種類也非常的繁多,按工作頻率可分為超高頻、高頻、低頻閱讀器,通常低頻閱讀器的讀寫距離則不超過0.5米,高頻閱讀器的讀寫距離約為1m,超高頻閱讀器讀寫距離通常在1~10米,而讀卡器的讀寫距離通常還會受到環(huán)境干擾以及讀卡器的穩(wěn)定性等影響而有所改變,此外,若采用有源標(biāo)簽,則讀取距離可達(dá)到100米。按配置可分為帶CPU、預(yù)裝操作系統(tǒng)的PAD閱讀器與普通閱讀器;按傳輸方式可分為無線或者是有線閱讀器等。
射頻天線
射頻天線主要用來在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID系統(tǒng)中包括兩類天線,一類是RFID標(biāo)簽上的天線,和RFID標(biāo)簽集成為一體;另一類是讀寫器天線,既可以內(nèi)置于讀寫器中,也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。天線在 RFID系統(tǒng)中的重要性往往被人們所忽視,在實際應(yīng)用中,天線設(shè)計參數(shù)是影響RFID系統(tǒng)識別范圍的主要因素。高性能的天線不僅要求具有良好的阻抗匹配特性,還需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的特點對方向特性、極化特性和頻率特性等進(jìn)行專門設(shè)計。在選擇天線的時候的主要考慮:天線的類型;天線的阻抗等。
2、RFID工作原理
簡而言之,在工作時,RFID讀寫器通過天線持續(xù)發(fā)送出一定頻率的信號,當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入磁場時,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag,無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag,有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽);隨后讀寫器讀取信息并解碼后,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胄畔⑾到y(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理。
表2. RFID領(lǐng)域及應(yīng)用
RFID技術(shù)在國外得到了飛速的發(fā)展,據(jù)ABI公司根據(jù)預(yù)測,預(yù)計到2013年全球RFID規(guī)模將達(dá)到98億美元,2003-2013年均復(fù)合增長率為 19%。在我國,在RFID技術(shù)與應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作上已有一定基礎(chǔ),2006年6月9日,科技部等十五部委制定出臺了《中國射頻識別(RFID)技術(shù)政策白皮書》;此外,依據(jù)ISO/IEC 15693系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)基本完成國家標(biāo)準(zhǔn)的起草工作;參照ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)制定國家標(biāo)準(zhǔn)的工作已列入國家標(biāo)準(zhǔn)制訂計劃。
但是,相較于歐美等發(fā)達(dá)國家或地區(qū),我國在RFID產(chǎn)業(yè)上發(fā)展較晚并較為落后。在超高頻RFID方面,產(chǎn)品的核心技術(shù)基本掌握在國外公司的手中,國外公司占有絕對的優(yōu)勢;不過,在低頻領(lǐng)域,我國由于發(fā)展較早,技術(shù)較為成熟,產(chǎn)品應(yīng)用廣泛,已具有了與國外產(chǎn)品一決高下的能力,在市場上處于完全競爭狀況。另外,國內(nèi)低頻讀寫器生產(chǎn)加工技術(shù)非常完善,生產(chǎn)經(jīng)營的企業(yè)很多,也有較為成熟的解決方案。
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應(yīng)用方面,在交通、物流、防偽、制造、零售、煤礦等等行業(yè),都有RFID技術(shù)的身影,雖然某些應(yīng)用還不是特別的完善,但在國家的大力扶持與推進(jìn)下, RFID技術(shù)在我國將會全面開花,得到更多、更完善的應(yīng)用。
三、RFID能為制造企業(yè)帶來什么?
在制造業(yè),RFID,歸根結(jié)底,可以看做一種數(shù)據(jù)采集方式,而目前很多制造企業(yè)已經(jīng)采用了條碼技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,并結(jié)合MES、ERP等信息化軟件,對企業(yè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行有效管理。而很多企業(yè)不禁會問,既然條碼應(yīng)用已十分的成熟廣泛,為什么還要使用RFID技術(shù)呢?
我國制造業(yè)正面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)
當(dāng)前,中國制造企業(yè)面臨著白熱化的激烈競爭,很多行業(yè)都處于產(chǎn)能過剩的狀態(tài);同時,勞動力成本的上升給制造企業(yè)帶來了越來越大的成本壓力;同時,各制造行業(yè)都面臨著越來越嚴(yán)厲的環(huán)保法規(guī)遵從要求;客戶需求越來越個性化,產(chǎn)品的生命周期越來越短,企業(yè)的生產(chǎn)品種越來越多,批量越來越小。這些都為制造企業(yè)保持競爭力和盈利帶來了極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),制造企業(yè)如何保持競爭力和盈利?
應(yīng)對挑戰(zhàn),構(gòu)建實時企業(yè)勢在必行
面對激烈的競爭,制造企業(yè)必須做出改變,消除一切浪費出發(fā),實現(xiàn)精益管理;應(yīng)用閉環(huán)的企業(yè)級信息集成系統(tǒng),實現(xiàn)信息的及時反饋;實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程和供應(yīng)鏈可追溯;有效利用企業(yè)的設(shè)備和人力資源;全面提升產(chǎn)品質(zhì)量;有效掌控產(chǎn)品實際成本。而做出改變的前提在于對企業(yè)生產(chǎn)管理信息的快速收集和實時處理,從而實現(xiàn)信息集成、可追溯,有效的利用資源、提高質(zhì)量、控制成本,從而構(gòu)建實時企業(yè)。
破解難點,實時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集成為關(guān)鍵
構(gòu)建實時企業(yè),關(guān)鍵在于實時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。生產(chǎn)現(xiàn)場信息及時準(zhǔn)確的采集,是破解制造業(yè)信息化難點問題的關(guān)鍵;在及時采集各個加工工序的人員與工時信息的基礎(chǔ)上,可以獲取準(zhǔn)確的實際生產(chǎn)成本信息;通過及時反饋加工質(zhì)量和設(shè)備信息,可以實現(xiàn)整個車間生產(chǎn)過程的可視化,從而實現(xiàn)制造過程的可追溯;RFID技術(shù)為及時準(zhǔn)確采集車間信息,實現(xiàn)“實時”企業(yè),提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
RFID技術(shù),實時數(shù)據(jù)采集的必要手段
傳統(tǒng)企業(yè)在數(shù)據(jù)采集時通常使用條碼標(biāo)簽,但條碼標(biāo)簽受到一定的局限性,在識別速度、讀取精度、使用環(huán)境等方面存在種種限制,關(guān)鍵在于,數(shù)據(jù)采集后并不能實時的反饋到相關(guān)人員。而RFID技術(shù)通過電子標(biāo)簽與閱讀器之間的射頻通信,能快速的識別目標(biāo)對象并且獲取其包含數(shù)據(jù),將生產(chǎn)現(xiàn)場信息及時準(zhǔn)確的采集,賦予企業(yè)相關(guān)的跟蹤能力和實時控制能力,減少人為錯誤,幫助企業(yè)在實際提高效率和利潤的同時能夠滿足客戶的需要和法規(guī)要求。
RFID數(shù)據(jù)采集方式能為制造企業(yè)帶來的便利:
1)在及時采集各個加工工序的人員與工時信息的基礎(chǔ)上,可以獲取準(zhǔn)確的實際生產(chǎn)成本信息。
2)通過及時反饋加工質(zhì)量和設(shè)備信息,可以實現(xiàn)整個車間生產(chǎn)過程的可視化,從而實現(xiàn)制造過程的可追溯。
3)RFID技術(shù)為及時準(zhǔn)確采集車間信息,實現(xiàn)“實時”企業(yè),提供了經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
表3. RFID與傳統(tǒng)條碼采集方式之比較
四、制造企業(yè)如何正確的選擇和使用RFID?
縱然RFID技術(shù)有著許多的優(yōu)點,但面對RFID,企業(yè)必須有清醒的認(rèn)識,僅憑頭腦發(fā)熱便如同一窩蜂的上ERP等信息化軟件一樣,得不償失。
在制造企業(yè),RFID技術(shù)通常能很好的應(yīng)用于生產(chǎn)管理、員工管理、倉儲管理、物流管理、質(zhì)量管理等環(huán)節(jié),結(jié)合MES等信息化系統(tǒng),實現(xiàn)實時的控制管理。但由于RFID廠商的參差不齊,或者企業(yè)對于RFID概念的理解偏差,在某些企業(yè),RFID應(yīng)用也走進(jìn)了種種誤區(qū)。以下,將為您剖析,何種RFID解決方案才是您的企業(yè)最需要的呢?
1、有線 or 無線?
RFID無線射頻識別技術(shù),顧名思義,RFID數(shù)據(jù)的采集,是通過無線的識別進(jìn)行的,RFID標(biāo)簽通常附著于物料、生產(chǎn)設(shè)備、員工、以及需要采集的物體上,讀卡器對標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)進(jìn)行識別,而識別之后如何實時的傳輸給生產(chǎn)管理軟件比如MES系統(tǒng),則需要在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的部屬。如上文所說,讀卡器可通常分為手持式與固定式,有線讀卡器與無線讀卡器。手持式的讀卡器通常是無線的,固定式的讀卡器則有無線與有線兩種可選,這時,就需要企業(yè)根據(jù)自己的需求進(jìn)行選擇。
基于有線局域網(wǎng)的RFID解決方案:
基于無線局域網(wǎng)的RFID解決方案:
基于無線局域網(wǎng)的方案,即RFID設(shè)備通過接在計算機上的無線基站以無線通信的方式和計算機進(jìn)行通信。無線讀卡器閱讀RFID卡片上的數(shù)據(jù)信息后,通過無線基站,將數(shù)據(jù)信息上傳到中間件,中間件通過存儲過程與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。對于無線組網(wǎng)方式來說,優(yōu)點在于讀卡器與中間件所在的電腦組網(wǎng)布置靈活,省去布線的麻煩,并且技術(shù)成熟、網(wǎng)絡(luò)容量大,施工快速。相應(yīng)的,無線組網(wǎng)方式的缺點在于讀卡器與中間件之間具有一定距離限制,并且在某些車間環(huán)境下易受其他無線信號的干擾,因此,采用無線組網(wǎng)方式的RFID解決方案適用范圍雖然比較大,但更適合于其他無線信號干擾少,對工作環(huán)境整潔程度要求高的制造企業(yè)。
WiFi即無線局域網(wǎng),基于802.11a/b/g/n等協(xié)議,也是目前最常見的無線通信技術(shù)。
ZigBee是國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級網(wǎng)絡(luò),基于IEEE 802.15.4協(xié)議。是一種經(jīng)濟(jì)、高效、低數(shù)據(jù)速率(<250kbps)、工作在2.4GHz和868/928MHz的無線通信技術(shù)。簡單的說,Zigbee是一個由可多到65000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信,這些傳感器只需要很少的能量,以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴展。主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立。
表4. Wifi與Zigbee技術(shù)對比
2、RFID在不同環(huán)節(jié)的使用選擇
以上談了許多關(guān)于RFID的技術(shù)與適用場合,那么RFID是如何在企業(yè)中得到應(yīng)用的呢?
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采用條碼方式采集生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)在手工計件的基礎(chǔ)上提高了企業(yè)的信息化水平,但條碼統(tǒng)計信息無法實時,待數(shù)據(jù)輸入至少滯后半天到一天的時間,其次,條碼的信息容量有限,無法監(jiān)測每個工序的情況,無法反應(yīng)每個員工的生產(chǎn)情況,責(zé)任不能落實到個人,質(zhì)量管理無法落實到實處,再次,條碼對應(yīng)用環(huán)境的要求高,許多場合下并不適用。因此,采用RFID技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集是有效的解決方案。
員工管理:對于員工管理,比如在服裝、玩具等制造企業(yè),可以為每位員工配發(fā)識別卡,應(yīng)用于考勤以及生產(chǎn)過程管理,對物料以及工作流程實時的加工數(shù)據(jù)采集能方便管理人員了解目前員工的生產(chǎn)工作狀態(tài),并且,可以根據(jù)員工的加工情況,對成品進(jìn)行追溯跟蹤,工時統(tǒng)計及產(chǎn)品質(zhì)量的跟蹤可以更好的方便企業(yè)對員工的績效情況進(jìn)行管理。
在員工管理過程中,可根據(jù)企業(yè)的實際需要來選擇RFID卡的性質(zhì),低成本的低頻無源卡往往更適合于員工管理。
倉儲管理:在企業(yè)的倉儲管理過程中,RFID技術(shù)能發(fā)揮極大的作用,以往,倉儲管理系統(tǒng)通常使用條碼標(biāo)簽或是人工倉儲管理單據(jù)等方式來進(jìn)行。但是條碼的易復(fù)制、不防污、不防潮等特點,和人工書寫單據(jù)的繁瑣性,容易造成人為損失,另外,條碼數(shù)據(jù)采集后,需要再次將數(shù)據(jù)錄入到電腦,不能及時反饋倉庫的最新動態(tài),這使得許多制造企業(yè)在倉儲管理時始終存在著缺陷。企業(yè)在引入RFID系統(tǒng)后,可以在RFID標(biāo)簽中寫入貨物的名稱、日期、存放位置等各類信息,并貼在每個物品的包裝上或托盤上。這樣,讀卡器能搞清楚的掃描到托盤上貨品的信息,并可以及時的將倉儲物流信息反饋到生產(chǎn)加工,指導(dǎo)生產(chǎn)。
在倉儲管理的過程中,企業(yè)應(yīng)選擇手持式的讀卡器,通過無線方式與中間件進(jìn)行連接,上傳至電腦及時獲取最新的倉儲情況,手持式的讀卡器不受人員以及地理位置的限制,具有小型化、便攜、使用靈活等特點,目前市場上也有許多帶PDA的手持式讀卡器供選擇,帶PDA手持式讀卡器具備CPU以及操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集完成后可直接顯示在液晶屏幕上,或存儲于PDA中,通過無線方式傳輸?shù)胶蠖讼到y(tǒng)平臺,某些讀卡器還可以對電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入,功能十分強大。
對于某些小型的制造企業(yè),可以選擇工作在低頻的RFID系統(tǒng),讀寫距離較短,技術(shù)成熟,并且價格便宜,但對于大型的制造企業(yè),工作在低頻的RFID系統(tǒng)將無法滿足企業(yè)的要求,應(yīng)選擇工作在高頻及超高頻,能讀取中長距離的讀卡器。
物流管理:企業(yè)物流方面,是RFID系統(tǒng)應(yīng)用最多的領(lǐng)域,制造企業(yè)內(nèi)物流可大體上分為供應(yīng)鏈物流與生產(chǎn)系統(tǒng)物流兩部分,在企業(yè)原材料的采購以及貨物入庫的過程中,通過在貨物或者貨箱上面安裝RFID標(biāo)簽,閱讀器自動識別標(biāo)簽中的數(shù)據(jù),不需要打開貨物,便知道里面貨物的情況,甚至不需要停留,就可以直接完成驗收工作,同時將數(shù)據(jù)記錄至數(shù)據(jù)庫,修改系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù),完成物料的入庫,大大提高工作效率。在入庫的過程中,RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)還會根據(jù)標(biāo)簽所標(biāo)識的貨物的體積、大小和類別等,自動的選定庫位,將信息返回到入庫人員,對貨物進(jìn)行入庫存放。結(jié)合倉儲管理過程,對貨物進(jìn)行準(zhǔn)確及時的動態(tài)管理。幫助企業(yè)減少庫存積壓,降低運營成本。在此過程中,可以設(shè)置超高頻的RFID系統(tǒng)來進(jìn)行管理。
在生產(chǎn)系統(tǒng)物流方面,根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)單,利用RFID技術(shù),快速選取物料出庫,更新系統(tǒng)中相關(guān)的數(shù)據(jù),同時,在生產(chǎn)物料上附著標(biāo)識這物料信息的電子標(biāo)簽,跟隨物料進(jìn)入生產(chǎn)流程中的每道工序。通過各工位設(shè)置好的讀寫器閱讀標(biāo)簽信息,依次行進(jìn),減少錯誤率。在工序完成后,某些勞動密集型的企業(yè),RFID標(biāo)簽后還可以回收進(jìn)行再利用,節(jié)約以往打印條碼打印的成本。
在生產(chǎn)系統(tǒng)的物流過程中,RFID標(biāo)簽可根據(jù)企業(yè)實際情況設(shè)置,RFID讀卡器也可按企業(yè)實際情況選取?! ?
3、企業(yè)應(yīng)用誤區(qū)
目前,RFID雖已在許多企業(yè)得到了應(yīng)用,并且有著不錯的發(fā)展,但還存在著十分巨大的挑戰(zhàn),RFID是提升企業(yè)效率的手段,但不是必然的選擇,在某些情況下,RFID更適合企業(yè)信息化水平應(yīng)用較高的企業(yè)。
同時,隨著RFID系統(tǒng)在企業(yè)得到越來越多的應(yīng)用,也存在著一些誤區(qū),比如,某企業(yè)使用RFID技術(shù)對生產(chǎn)過程的追蹤控制,使用RFID標(biāo)簽標(biāo)識物料以及跟蹤產(chǎn)品的整個生產(chǎn)流程,結(jié)合MES以及電子看板進(jìn)行生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程控制,質(zhì)量管理,工位協(xié)調(diào)等工作,從而實現(xiàn)產(chǎn)品整個生命周期的有效管理及可控,整個 RFID方案設(shè)計完整,但是,在實際操作中,在生產(chǎn)線布置了工作在2.45G的超高頻RFID系統(tǒng),使用超高頻的RFID卡以及讀卡器,而其生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)并不需要長距離的讀寫,這樣就會造成資源的浪費,同時帶來成本的增加。
此外,某些企業(yè)在上信息化系統(tǒng)時一味求好,喜歡追求國際名廠產(chǎn)品,購買許多帶有CPU和操作系統(tǒng)的高配讀卡器應(yīng)用在條碼的讀寫過程中,而這種讀卡器,硬件配置極高,且在高頻領(lǐng)域,核心技術(shù)以及市場大多被國外知名公司占有,導(dǎo)致了讀卡器的價格高昂,甚至是國產(chǎn)產(chǎn)品的幾十倍。對于企業(yè)來說,部署整個企業(yè)的 RFID系統(tǒng),這將帶來一筆巨額的投資,以及殺雞用牛刀般的大材小用。
目前,雖然RFID技術(shù)發(fā)展迅猛,但與條碼相比,由于成本、使用環(huán)境、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面的限制,在一段時間內(nèi),還不能取代條碼的應(yīng)用,盡管RFID技術(shù)具有很多的優(yōu)勢,但RFID的優(yōu)勢主要建立在信息的采集以及信息共享上,并非所有的RFID實施案例都獲得了成功,企業(yè)選擇時尤其應(yīng)該慎重。
1)讀取精度。RFID標(biāo)簽主要附著在物料托盤和貨品集裝箱上,但是在某些行業(yè),比如電子制造企業(yè),元器件眾多,在生產(chǎn)的快速流轉(zhuǎn)中如何能保證每個標(biāo)簽都能被讀取,這是一個函待解決的問題。
2)環(huán)境影響。受到車間環(huán)境影響,在電磁環(huán)境復(fù)雜,干擾嚴(yán)重的企業(yè),RFID電子標(biāo)簽的正確讀寫,也是一個很大的問題,企業(yè)若想實施RFID,需要對在車間進(jìn)行測試,這樣又會影響到生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
3)實施模式。RFID系統(tǒng)的實施沒有通用的模式可以照搬,不同行業(yè)具有不同的應(yīng)用點和應(yīng)用需求,除了極少的行業(yè),并沒有完整的針對行業(yè)具體特征的合適的 RFID應(yīng)用模式和框架,企業(yè)選擇和實施時缺乏具有普遍指導(dǎo)意義的基本準(zhǔn)則和規(guī)范。
4)實施成本。從成本來看,目前標(biāo)簽的成本仍是偏高,尤其對于制造行業(yè),什么材料什么工序采用RFID系統(tǒng)也是一個重要的問題,并不是一言兩語可以說盡,需要進(jìn)行嚴(yán)密的計劃。
5)對業(yè)務(wù)流程的沖擊。適應(yīng)過程企業(yè)選擇實施RFID后,對企業(yè)業(yè)務(wù)流程,也會帶來一定的影響,RFID技術(shù)使得企業(yè)管理理念得到創(chuàng)新,企業(yè)中很多原本分離的工作實現(xiàn)了功能整合和重組,必然會導(dǎo)致企業(yè)業(yè)務(wù)流程的重組,企業(yè)是否能適應(yīng)這個過程又是一個問題。
6)數(shù)據(jù)安全。RFID的應(yīng)用,隱私和安全問題十分重要。RFID標(biāo)準(zhǔn)體系關(guān)系到物品信息控制權(quán)和RFID產(chǎn)業(yè)控制權(quán),RFID技術(shù)要得到廣泛的應(yīng)用和推廣制定符合中國國情、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系顯得特別重要,目前我國已開始相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,相信不久的未來,以上問題也會得到逐步的解決。
總的來說,采用RFID技術(shù)結(jié)合條碼,在一段時間內(nèi),將會成為企業(yè)首選的數(shù)據(jù)采集解決方案。