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RFID:超越供應(yīng)鏈

RFID:超越供應(yīng)鏈

——— RFID在工業(yè)自動(dòng)化、過程控制和制造業(yè)的潛力

  射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)通常被認(rèn)為是資產(chǎn)識(shí)別、追蹤類的應(yīng)用。這些是它通常的實(shí)用技術(shù),而RFID技術(shù)也越來越多的應(yīng)用于過程控制、離散制造業(yè)、設(shè)備操作,以及其他工業(yè)應(yīng)用中。

  和其他任何的技術(shù)一樣,RFID技術(shù)不可獨(dú)自實(shí)現(xiàn)。為了有效的應(yīng)用于任何零售業(yè)或工業(yè),RFID系統(tǒng)必須與其他硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng),進(jìn)行有效通訊及運(yùn)作。讓我們開始檢測RFID究竟為何物,以及它是如何運(yùn)作的開始說明。


RFID基礎(chǔ)概念

  射頻識(shí)別是一種在電磁波普中,通過無線電訊號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。RFID系統(tǒng)由以下幾部分組成:射頻收發(fā)器----既可以發(fā)送信號(hào)也可以接收信號(hào)、RFID“標(biāo)簽”形式的微型應(yīng)答器----內(nèi)置天線接收信號(hào)、包含RF電路及交換信息的微型芯片

  RFID與幾乎所有零售批發(fā)商店所運(yùn)用的條形碼技術(shù),有許多類似之處。然而,關(guān)鍵區(qū)別是RFID省去了掃描和瞄準(zhǔn)線數(shù)據(jù)讀取的需要。此外,RFID通訊可在超過90英尺(27.4米)的范圍進(jìn)行,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了條形碼技術(shù)所支持的距離。

  RFID已不是一種新技術(shù)了,于二戰(zhàn)時(shí)期興起,用于辨別敵友飛行器。同盟飛機(jī)裝配小型轉(zhuǎn)發(fā)器,以識(shí)別響應(yīng),回應(yīng)詢問信號(hào)。在六七十年代,基于RFID的解決方案,被不斷擴(kuò)展,作為安全運(yùn)輸及核物質(zhì)記錄地址使用的一種方式。同時(shí),RFID也被試用于各種控制以及牲畜追蹤。

RFID在當(dāng)今社會(huì)如何使用

  如今,RFID系統(tǒng)最廣泛應(yīng)用于物資辨識(shí)、追蹤、管理。在獨(dú)立的RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù),可辨識(shí)物資,并提供信息,例如擁有者、制造商、訂貨目的地、當(dāng)前位置、序列號(hào)、物流號(hào)以及處理指令。這些類型的應(yīng)用,經(jīng)常使用所謂“被動(dòng)的”RFID標(biāo)簽。在更多復(fù)雜的應(yīng)用中,有更多詳細(xì)的數(shù)據(jù),例如裝配指令,可包括在“主動(dòng)的”RFID標(biāo)簽中。例如,在自動(dòng)化工廠中根據(jù)RFID標(biāo)簽,當(dāng)汽車進(jìn)入產(chǎn)品線的油漆噴涂區(qū)域,可以自動(dòng)確定車身噴涂顏色。

  RFID也很頻繁用于辨識(shí)收費(fèi)付款,門禁控制應(yīng)用。在這些設(shè)置中,當(dāng)車輛靠近收費(fèi)廣場或者安全門時(shí),RFID標(biāo)簽進(jìn)行辨識(shí),然后,發(fā)送信號(hào)給車道控制器或者自動(dòng)鎖,則車輛可暢行通過。

  總之,當(dāng)安裝了RFID----一套完整的手法和標(biāo)簽系統(tǒng),您就可以在RF范圍內(nèi),查看任何物資。查看可幫助您建立起各種類型的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集功能,數(shù)據(jù)匯總,用于各種途徑。但是,如果RFID系統(tǒng)可以巧妙地整合設(shè)備的架構(gòu)層,即通過RFID接收的信息,設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)作,也許更多的應(yīng)用將成為現(xiàn)實(shí)。然而,這些都取決于RFID系統(tǒng)順利與所處環(huán)境中的其他軟硬件系統(tǒng)整合的能力。在工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境中,這些系統(tǒng)包括的設(shè)備,例如可編程邏輯控制器(PLC)、輸入/輸出(I/O)系統(tǒng)、可編程自動(dòng)化控制器(PAC)。


RFID為何如此流行

  正如前面所提到的,RFID已經(jīng)出現(xiàn)了大約四十年,但為何到現(xiàn)在才被廣泛傳播?為何美國最大零售商沃爾瑪授權(quán)供應(yīng)商使用RFID技術(shù),以提高庫存管理?為何社會(huì)安全管理部門使用RFID供應(yīng)(在一些區(qū)域替代)條形碼掃描系統(tǒng),用于倉庫管理的數(shù)據(jù)采集?為何RFID如今更多應(yīng)用于工業(yè)和制造業(yè)設(shè)置?

  這里有許多原因。比如,RFID技術(shù)相對(duì)便宜,并且具有驚人的多功能性。RFID標(biāo)簽尺寸小、成本低,尤其RFID系統(tǒng)價(jià)格的不斷的下降。另外,盡管RF環(huán)境由濕度、天氣、輻射以及其他干擾反相影響,它還是相對(duì)可靠的,并且作為通訊媒介,并不復(fù)雜。我們也會(huì)看到,低成本以及簡便性這兩個(gè)因素,使得RFID同尋找到一個(gè)丟失的寵物一樣的方式在裝配線上的分類區(qū)域,辨識(shí)出特定目標(biāo)。

  但也許RFID技術(shù)被越來越多人廣泛接受,最重要的原因,尤其是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,是它的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化包括RFID系統(tǒng)操作的頻率,也包括可辨認(rèn)和利用的密碼、協(xié)議。例如,產(chǎn)品電子代碼(EPC)----由UPC(通用產(chǎn)品碼)演變而來的,已成為零售行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。此外,將EPC與ISO標(biāo)準(zhǔn)整合,已經(jīng)取得重大的進(jìn)展并不斷前進(jìn)。

  這種標(biāo)準(zhǔn)化將繼續(xù)使RFID流行并且成為實(shí)際有效的技術(shù),加強(qiáng)解決工業(yè)應(yīng)用的能力。例如,許多制造業(yè)應(yīng)用,使用條形碼系統(tǒng),在裝配線上搬下產(chǎn)品。在每個(gè)連續(xù)的產(chǎn)品時(shí)期,條形碼閱讀器讀取一串標(biāo)簽,將信息發(fā)送的計(jì)算機(jī),決定下一步組裝。與它相類似,RFID也使數(shù)據(jù)采集更便利,發(fā)送更有效。在許多實(shí)例中,RFID系統(tǒng)天線到標(biāo)簽的通訊方式優(yōu)于條形碼,條形碼是利用詢問光束,需要熟練操作、接觸掃描條形碼。而RFID不僅排除了對(duì)光束的需要,也有同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽的能力,標(biāo)簽選擇也基于問題請(qǐng)求的某些標(biāo)準(zhǔn)。


RFID價(jià)值

  直到最近,RFID的主要價(jià)值是為運(yùn)輸及所搜集信息的共享,提供了便利,提高大量業(yè)務(wù)進(jìn)程。信息,總是一項(xiàng)業(yè)務(wù)中最重要的因素。越多了解業(yè)務(wù)中每個(gè)層面所發(fā)生的情況,越有利。在其他情況下,存取、總計(jì)、評(píng)估、校對(duì)數(shù)據(jù)的能力,讓您明白需要做出哪些決策,可以最優(yōu)化制造流程、管理存貨清單、員工行為、提高供應(yīng)鏈效率。由于這些原因,公司一般經(jīng)常將RFID用于基層解決方案。RFID為您提供通過正確決策的信息,對(duì)公司產(chǎn)生巨大影響。RFID數(shù)據(jù)總計(jì)、通訊的功能及其簡便性,以最高效率反饋給當(dāng)今的供應(yīng)鏈管理,及其他公司管理系統(tǒng)。這就是為什么沃爾瑪承辦這眾所周知的RFID項(xiàng)目,并且,主動(dòng)要求最重要的一百名供應(yīng)商(包括Gillette、Hewlett-Packard、Johnson&Johnson、Kraft等公司)在運(yùn)輸過程中,在箱子、貨盤上使用RFID標(biāo)簽。


超越供應(yīng)鏈

  為了超越物資管理/存貨追蹤/供應(yīng)鏈應(yīng)用,完整提升工業(yè)環(huán)境的價(jià)值,RFID需要大量傳感器、PLC、I/O系統(tǒng)、控制器、有線/無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議、軟件包,并應(yīng)用這些進(jìn)行設(shè)置。設(shè)想將包含在RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)與相關(guān)的傳感器、I/O系統(tǒng)傳動(dòng)界面,或其他工業(yè)設(shè)備聯(lián)系起來,也將成為可能。實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是,找到工業(yè)設(shè)備與RFID系統(tǒng)閱讀器/接收器通訊的方式。為此,許多RFID公司已經(jīng)超越了USB和藍(lán)牙連接技術(shù),如今,還包括自行制造的讀取器/接收器的Ethernet以太網(wǎng)端口。Intermec、Alien Technology、Symbol Technologies公司是幾家提供此類硬件的公司之一。Ethernet連接意義重大,它使RFID數(shù)據(jù)與整個(gè)公司應(yīng)用、PC中的數(shù)據(jù)庫通訊簡便了許多。同樣,Ethernet-based控制器與I/O系統(tǒng)可提供這臺(tái)PC關(guān)于機(jī)械制造、公用設(shè)備等的相關(guān)重要數(shù)據(jù)。

  讓我們來進(jìn)一步深入。在過去的十年中,Ethernet網(wǎng)絡(luò)作為工業(yè)應(yīng)用的通訊媒介,逐漸流行起來,很大一部分是歸因于Ethernet已經(jīng)能運(yùn)用于最底層。Ethernet已在眾多公司應(yīng)用中,牢固確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn),大多數(shù)公司的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)是基于Ethernet。值得注意的是,任何工業(yè)控制器、I/O系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),或其他Ethernet連接的設(shè)備,都可辨識(shí)并基于網(wǎng)絡(luò)工作。這樣,多虧Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口,您可以通過控制器運(yùn)行底層的系統(tǒng)及設(shè)備,再通過網(wǎng)絡(luò),發(fā)送并接收產(chǎn)品數(shù)據(jù)、警報(bào)消息、狀態(tài)信息,給計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上運(yùn)用的任意數(shù)據(jù)庫。這通常指的是基于PC的控制和數(shù)據(jù)采集。

  因此,在工業(yè)設(shè)置中我們已潛在掌握的是RFID標(biāo)簽與RFID讀取器/接收器之間的通訊,再給計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。我們也控制了工業(yè)設(shè)備(制造業(yè)系統(tǒng)、公用系統(tǒng)等),通過與工業(yè)控制器、I/O、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通訊來監(jiān)測,依次將數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通訊。還有什么遺漏?RFID系統(tǒng)與工業(yè)設(shè)備的直連。而建立這種連接具有很大的價(jià)值。

  例如,RFID標(biāo)簽可包括數(shù)據(jù)和控制器、I/O系統(tǒng)或其他設(shè)備執(zhí)行的指示。在這些場景中,建立連接在機(jī)器間的“通話”以及獨(dú)立運(yùn)行,而無需人工干預(yù)。因此,如有一個(gè)RFID標(biāo)簽包含關(guān)于特定制造或運(yùn)轉(zhuǎn)流程的信息,RFID讀取器便可讀取標(biāo)簽,I/O系統(tǒng)調(diào)查讀取器、獲取信息,給與制造或運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備恰當(dāng)?shù)闹噶?,進(jìn)行控制。

  再舉個(gè)例子:一個(gè)RFID標(biāo)簽依附在從裝配線上下來的獨(dú)立零件上,標(biāo)簽辨認(rèn)出該零件,將它與類似零件區(qū)分開,并為下一個(gè)裝配階段,提供特定的指示----例如扭矩控制。RFID讀取器從標(biāo)簽、I/O系統(tǒng)、PLC或其他智能設(shè)備,獲取信息。智能設(shè)備執(zhí)行必要的邏輯步驟,給機(jī)械設(shè)備的控制,恰當(dāng)?shù)闹甘?。在這個(gè)例子中,自動(dòng)螺絲刀接受正確的扭矩設(shè)置,并在應(yīng)用到零件上。


RFID應(yīng)用實(shí)例

  位于巴西Sao Paulo的Flextronics公司,幫助客戶設(shè)計(jì)、建造,將電子、計(jì)算、醫(yī)療、汽車等產(chǎn)品,運(yùn)輸?shù)绞澜绺鞯豋EM客戶手中。客戶包括Motorala、Dell、Microsoft、Xerox、Hewlett-Packard公司,Hewlett-Packard公司經(jīng)常只是包裝Flextronics公司制造的產(chǎn)品。例如,大多數(shù)客戶認(rèn)為HP的打印機(jī)來自其自己制造并運(yùn)輸。而實(shí)際上,所有的打印機(jī)都是由Flextronics公司裝配的,然后運(yùn)送給HP零售商。

  情況就是,F(xiàn)lextronics公司已不可避免的在倉庫和運(yùn)輸過程中應(yīng)用RFID技術(shù),(您無需懷疑Flextronics公司對(duì)OEM客戶的授權(quán),其同樣對(duì)之前提到的沃爾瑪及其他大型零售商提到的RFID需求做出回應(yīng))但Flextronics公司與其他公司的主要區(qū)別是,在該公司,RFID占據(jù)了裝配流程中的重要位置。所有印刷室,包括RFID標(biāo)簽,由UPM Rafsec制造,內(nèi)含打印機(jī)基礎(chǔ)信息----產(chǎn)品ID、原始制造日期等。當(dāng)打印機(jī)移動(dòng)到Flextronics裝配線上,各種元件(卷帶、托盤、轉(zhuǎn)軸等)就安裝到打印機(jī)。

  每個(gè)元件和步驟完成后,RFID收發(fā)器將數(shù)據(jù)添加到RFID標(biāo)簽,指示出元件已進(jìn)行的調(diào)整或測試。裝配過程有四個(gè)不同階段(最后階段是在運(yùn)輸前,進(jìn)行最終測試),RFID讀取器,讀取標(biāo)簽,再通過Ethernet將數(shù)據(jù)發(fā)送到Opto 22 SNAP 工業(yè)控制系統(tǒng)。

  Opto 22系統(tǒng)包含工業(yè)智能處理器,使用傳感接口連接,并與Flextronics打印機(jī)裝配線上大量機(jī)械、電子控制器、系統(tǒng)相互通訊。收到標(biāo)簽數(shù)據(jù)后,指示正確安裝元件,或產(chǎn)線上測試已成功完成,SNAP系統(tǒng)通過發(fā)送指令給傳送帶及其他系統(tǒng),來驗(yàn)證打印機(jī),再將打印機(jī)元件下放到裝配線進(jìn)入下一階段。如果,從SNAP系統(tǒng)獲取的標(biāo)簽數(shù)據(jù),顯示,有部分遺漏,或測試失敗、未執(zhí)行,SNAP 系統(tǒng)就設(shè)定打印機(jī)元件返回,再重新啟動(dòng)裝配流程。如果,如果出現(xiàn)嚴(yán)重的問題,SNAP系統(tǒng)內(nèi)置編程,將撤回整套打印機(jī)流程,并發(fā)送指令,將打印機(jī)元件傳送到有缺陷的目標(biāo)區(qū)域。


RFID的其他用途

  到目前為止,我們已經(jīng)向您敘述了兩個(gè)應(yīng)用,RFID可被擴(kuò)展用于超越供應(yīng)鏈、倉庫、物資追蹤,以更直接的方式,便利制造業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程?,F(xiàn)在,我們來驗(yàn)證RFID可以另一種途徑,應(yīng)用于工廠----認(rèn)證區(qū)域以及管理記錄。

  許多如石油天然氣、制藥、自動(dòng)化等的行業(yè),有適用于制造業(yè)和過程操作,嚴(yán)格的規(guī)范和流程(一些自行設(shè)定,或其他機(jī)構(gòu)強(qiáng)制)。例如,F(xiàn)DA需要制藥加工,以維持固定的電子器件記錄,證明藥物和未加工配料,均以恰當(dāng)?shù)臏囟却鎯?chǔ)。這意味著,需要不斷監(jiān)測制冷系統(tǒng)的溫度,并分類整理入數(shù)據(jù)庫。完成這個(gè)步驟的簡單方式是,將智能RFID貼到藥物上(或配料),再將工業(yè)I/O系統(tǒng),或用于監(jiān)測制冷器的設(shè)備,整合標(biāo)簽。

  僅需相對(duì)簡單的配置,監(jiān)測系統(tǒng)便可編程,獲取數(shù)據(jù),與RFID系統(tǒng)通訊。RFID系統(tǒng)將這些溫度數(shù)值寫入RFID標(biāo)簽中,包含每個(gè)單獨(dú)的冷凍機(jī)、倉庫、或被監(jiān)測的儲(chǔ)藏室。而方便這種整合手段的便是Ethernet。RFID標(biāo)簽在供應(yīng)鏈中可一直攜帶溫度數(shù)據(jù),以備FDA審查或者產(chǎn)品召回,便于快速追蹤大量貨品,驗(yàn)證存儲(chǔ)溫度。

  這類場景中----工業(yè)自動(dòng)化、控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無縫整合RFID系統(tǒng),數(shù)據(jù)自動(dòng)讀寫入標(biāo)簽,使RFID成為更有希望廣泛傳播的技術(shù)。值得注意的是,我們已經(jīng)有完成這項(xiàng)任務(wù)的基礎(chǔ)架構(gòu)了,我們擁有的設(shè)備(I/O 系統(tǒng)、PLC、PAC等等),可進(jìn)行必要的傳感激勵(lì)連接。我們擁有通訊協(xié)議和工業(yè)網(wǎng)絡(luò),將RFID的新應(yīng)用變成現(xiàn)實(shí)?,F(xiàn)在,我們需要做的是貫穿整個(gè)架構(gòu)的個(gè)體----從C層管理下到工廠經(jīng)理、操作人員,辨識(shí)出RFID的價(jià)值,以及它帶來的不僅僅是物資追蹤技術(shù)的影響。事實(shí)上,它可以用用于各種類的控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),由于它的獨(dú)特性能及特征,可以很好地與新型或者現(xiàn)有工業(yè)應(yīng)用相整合。


關(guān)于OPTO 22

  OPTO 22公司研發(fā)并制造軟硬件,應(yīng)用范圍包括工業(yè)自動(dòng)化及控制、能源管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集。OPTO 22產(chǎn)品使用高標(biāo)準(zhǔn)化的、商業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù),以其簡單易用、創(chuàng)新新、高品質(zhì)、高可靠性,聞名全球,而所有產(chǎn)品均在美國研制并制造。OPTO 22的客戶包括自動(dòng)化終端用戶、OEM、信息技術(shù)和操作人員,在全球有超過10,000的設(shè)備在運(yùn)作。公司創(chuàng)建于1974年,公司總部位于美國加州的Temecula。OPTO 22可以通過全球網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商處購買。預(yù)知更多信息,可聯(lián)系OPTO 22上海代表處:021-58358249,或訪問www.opto22.com.cn。

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