Priemyselná výroba
Ako môžu výrobné závody využiť RFID na transparentnosť výroby a sledovanie aktív
V scenároch priemyselnej výroby tradičné systémy čiarových kódov čoraz viac nedokážu splniť{0}}potreby zhromažďovania údajov v reálnom čase-vysokofrekvenčného toku, zložitých procesov a spolupráce viacerých-staníc. Najmä v odvetviach, ako sú automobilové diely, obrábanie, výroba foriem, elektronická montáž, vstrekovanie, káble, batérie a skladovanie a logistika, mnohé spoločnosti prehodnocujú hodnotu nasadenia RFID (Radio Frequency Identification) v priemyselnom prostredí.
Pre výrobné podniky nie je RFID jednoduchou inováciou na „náhradu snímačov čiarových kódov“, ale skôr základným systémom zberu údajov, ktorý zavádza automatickú identifikáciu a spätnú väzbu údajov pre „obrobky, vybavenie, personál, nástroje, polotovary{0}}a WIP (Work in Process).
Xminnov už dlho poskytuje RFID štítky, priemyselné čítačky, anti{0}}kovové štítky, štítky odolné vysokým-teplotám a automatizované identifikačné riešenia pre priemyselný výrobný sektor. Nasledujúca analýza rozoberie špecifickú aplikačnú logiku RFID v priemyselnom riadení, počnúc od skutočných-scenárov priemyselnej výroby.
Prečo sa priemyselná výroba stále viac spolieha na RFID?
Chyby v údajoch vo výrobných závodoch sa zvyčajne vyskytujú v nasledujúcich fázach: neschopnosť potvrdiť pohyb obrobku v reálnom čase, oneskorenie údajov systému, nepresné množstvá produktov, nesledovateľné polohy foriem a nástrojov a vysoká miera zmeškaných skenov počas manuálneho snímania čiarových kódov. Platí to najmä vo viac{1}}procesných výrobných dielňach, kde môže jeden obrobok prejsť: surovina → CNC obrábanie → čistenie → tepelné spracovanie → lakovanie → montáž → kontrola → balenie.
Ak ručné skenovanie čiarových kódov zostáva primárnou metódou, vznikajú mnohé problémy: zmeškané skeny na pracovných staniciach, kontaminácia čiarových kódov, oneskorenia pri nahrávaní údajov a medzery v sledovateľnosti šarží.
Hlavná hodnota RFID spočíva v automatickej identifikácii šarže bez potreby vizuálneho zarovnania. To znamená, že systémy RFID môžu stále dosahovať stabilný zber údajov aj na-vysokorýchlostných dopravníkových linkách, automatizovaných výrobných linkách, manipulácii s AGV a uzavretých otočných boxoch.
Typické aplikačné scenáre RFID v priemyselnej výrobe
1. Sledovanie-v{2}}procese (WIP).
Najväčším problémom tradičných systémov MES je, že stav výroby zaznamenaný v systéme neodráža skutočný stav na-stránke. Systém môže napríklad ukázať, že obrobok vstúpil do lakovacej stanice, ale stále môže byť zaseknutý v oblasti tepelného spracovania, zvyčajne preto, že nebol naskenovaný manuálne.
V RFID riešeniach sú palety obrobkov alebo otočné boxy viazané jedinečnými EPC kódmi. Keď obrobok s RFID štítkom prejde čítačkou, systém automaticky aktualizuje jeho aktuálnu polohu. Vedúci výroby môžu vidieť aktuálny proces, čas zotrvania, abnormálne oneskorenia, čas výrobného cyklu a množstvo práce-v-procese v reálnom čase, čo je kľúčové pre zníženie preťaženia výrobnej linky.
2. Správa nástrojov a prípravkov
Vo výrobe sú stratené formy a nesprávne prispôsobené nástroje bežným problémom, najmä v dielňach na zváranie automobilov, vstrekovanie plastov, CNC obrábanie a -odlievanie. Mnoho nástrojov je dlhodobo vystavených prostrediam s olejom, kovovými interferenciami, vysokými teplotami a nárazmi, takže bežné štítky nie sú vhodné na dlhodobé-používanie.
Priemyselné závody preto zvyčajne používajú anti{0}}kovové štítky RFID, štítky odolné vysokým-teplotám a štítky na upevnenie skrutkami. Po vytvorení jedinečného ID pre každú formu umožňuje: štatistiku počtu použití, pripomenutie cyklu údržby, záznamy o požičiavaní a vrátení a predchádzanie nesprávnej výrobe foriem.
Niektoré automobilové závody dokonca spájajú RFID s MES (Manufacturing Execution System); ak sa na pracovisku zistí nesprávna forma, zariadenie sa okamžite nemôže spustiť.
3. AGV a plánovanie logistiky
AGV sú čoraz bežnejšie v priemyselnej výrobe. Hlavným problémom plánovania AGV je však to, ako automaticky identifikovať cieľové vozidlá a ich umiestnenie.
Nasadenie RFID v oblastiach, ako sú orientačné body, prepravné boxy, palety a nárazníkové zóny, umožňuje AGV automaticky vykonávať úlohy, ako je určovanie polohy, potvrdenie úlohy, prepínanie trasy a identifikácia materiálu po prečítaní štítkov RFID.
4. Správa priemyselných aktív
Mnohé výrobné spoločnosti zápasia nie so zásobami, ale s „pohyblivými aktívami“, ktoré sa často presúvajú.
Tradičná správa Excelu často vedie k problémom, ako je chýbajúce vybavenie, duplicitné nákupy a ukončené kalibrácie.
Správa aktív RFID zvyčajne používa anti{0}}kovové štítky UHF, pevné čítačky a ručné PDA na automatizáciu kontrol inventára, alarmov prístupu do oblasti, záznamov životnosti zariadení a registrácie používateľov. V niektorých továrňach môže byť efektivita zásob znížená zo 6 hodín na 20 minút.
Ako nasadiť systém RFID v priemyselnej výrobe
Krok 1: Potvrďte vzdialenosť čítania a prostredie
Mnoho zlyhaní priemyselných projektov RFID nie je spôsobených softvérovými problémami, ale skôr nesprávnym výberom štítkov.
Pred opätovným nasadením značiek je potrebné potvrdiť nasledovné:
Je to kovové prostredie?
Je to pri vysokej teplote?
Je prítomná kvapalina?
Vyžaduje sa čítanie na diaľku-?
Ide o prostredie s vysokou{0}}rýchlosťou pohybu?
*Dochádza k elektromagnetickému rušeniu?
Pomôže to vybrať správny typ značky.
Krok 2: Určite frekvenčné pásmo.
Bežné frekvenčné pásma v priemyselnej výrobe:
UHF RFID (860 – 960 MHz)
Vhodné pre skladovanie, sledovanie WIP, AGV a riadenie logistiky.
Výhody: Dlhá čítacia vzdialenosť, podporuje identifikáciu šarží, vhodné pre automatizáciu.
HF / NFC (13,56 MHz)
Vhodné pre: Potvrdzovanie-blízkeho dosahu pracovnej stanice, predchádzanie nesprávnej činnosti, viazanie nástrojov.
Výhody: Stabilnejší voči interferencii tekutín, kontrolovateľná čítacia plocha.
Krok 3: Nasaďte čítačky.
Pevné čítačky sú zvyčajne inštalované v oblastiach, ako sú dopravníkové linky, dvere skladov, automatizované skladovacie a zberné systémy (AS/RS) a AGV stanice v priemyselných prostrediach.
Ručné PDA sa používajú na kontrolu, inventarizáciu majetku a kontrolu anomálií.
FAQ: Technické problémy v projektoch priemyselnej výroby RFID
Otázka: Prečo sa čítacia vzdialenosť náhle zníži, keď je štítok RFID nainštalovaný na kovový obrobok?
Odpoveď: Toto je typický problém s rozladením antény. Bežné štítky RFID sa pri svojej činnosti spoliehajú na rezonanciu antény.
Keď je štítok blízko kovu: elektromagnetické pole je absorbované a odrážané kovom, čo má za následok: zmeny v impedancii antény, posun rezonančnej frekvencie a oslabenú ozvenu.
Riešenia zvyčajne zahŕňajú: použitie anti{0}}kovových štítkov, pridanie izolačných penových vrstiev, použitie keramických štruktúr antén a nastavenie smeru inštalácie.
V priemyselnom prostredí majú rôzne kovové materiály (hliník, nehrdzavejúca oceľ, uhlíková oceľ) rôzne účinky na výkon čítania.
Otázka: Prečo RFID stále číta po nanesení, ale rýchlosť čítania výrazne klesá?
Odpoveď: Mnoho náterových materiálov obsahuje kovový prášok alebo vodivé materiály na báze uhlíka{0}}, ktoré ovplyvňujú šírenie RF. Okrem toho zmeny hrúbky povlaku tiež menia vzdialenosť medzi štítkom a kovovým povrchom.
Bežné riešenia zahŕňajú rezervovanie okna na čítanie pred potiahnutím a používanie značiek s vysokým{0}}ziskom.
Otázka: Prečo dochádza k chybám RFID v prostredí vysokorýchlostných dopravníkov?-
Odpoveď: Chýbajúce čítania vo vysoko{0}}rýchlostných scenároch zvyčajne nie sú problémom značky, ale skôr značky, ktorá vstupuje do efektívneho poľa antény na príliš krátky čas, najmä ak rýchlosť dopravníka prekročí 2 m/s.
Riešenia zvyčajne zahŕňajú: použitie viacerých antén na pokrytie, zmenšenie oblasti čítania, zlepšenie kontroly relácie, úpravu parametrov Q-hodnoty a používanie antén s úzkym{1}}lúčom.
Niektoré priemyselné projekty tiež obsahujú fotoelektrické senzory na spúšťanie údajov.
Otázka: Povedie prítomnosť mnohých kovových políc v priemyselnom prostredí ku krížovému{0}}čítaniu?
Odpoveď: Áno, najmä v skladových prostrediach.
RF signály sa po odraze od kovu budú šíriť viacerými cestami. To môže viesť k tomu, že značky sa čítajú z iných oblastí, ako je cieľová oblasť.
Riešenia zahŕňajú: úpravu polarizácie antény, zníženie vysielacieho výkonu, pridanie absorbujúcich materiálov, použitie smerových antén a prerobenie oblasti čítania.
V prípade spoločnosti Xminnov nám ide skôr o dlhodobú-stabilitu RFID v zložitých priemyselných prostrediach, nielen o laboratórnych parametroch. Pretože to, čo skutočne určuje dlhodobú-prevádzku priemyselného projektu, je často:
Štruktúra balenia štítkov
Kovová prispôsobivosť
Vysoká-teplotná stabilita
Dizajn poľa proti-rušeniu
Možnosť spoločného čítania na viacerých{0}zariadeniach
Toto je tiež najväčší rozdiel medzi priemyselnými projektmi RFID a projektmi bežných skladových štítkov.