Rūpnieciskā ražošana
Kā ražošanas rūpnīcas var izmantot RFID, lai nodrošinātu ražošanas caurspīdīgumu un aktīvu izsekošanu
Rūpnieciskās ražošanas scenārijos tradicionālās svītrkodu sistēmas arvien vairāk nespēj apmierināt reāllaika datu vākšanas-vajadzības saistībā ar augstas-frekvences plūsmu, sarežģītiem procesiem un vairāku-staciju sadarbību. Īpaši tādās nozarēs kā automobiļu detaļu ražošana, mehāniskā apstrāde, veidņu ražošana, elektroniskā montāža, iesmidzināšana, kabeļi, akumulatori, kā arī noliktavu un loģistika, daudzi uzņēmumi atkārtoti novērtē RFID (Radio Frequency Identification) izvietošanas vērtību rūpnieciskos apstākļos.
Ražošanas uzņēmumiem RFID nav vienkārši jauninājums "svītrkoda skeneru aizstāšanai", bet gan pamata datu vākšanas sistēma, kas nodrošina automātisku identifikāciju un datu atgriezenisko saiti "sagatavēm, iekārtām, personālam, instrumentiem, pusfabrikātiem un WIP (darbs procesā)."
Xminnov jau sen ir nodrošinājis RFID tagus, rūpnieciskos lasītājus, pret-metāla tagus, augstas-temperatūras izturīgas etiķetes un automatizētus identifikācijas risinājumus rūpnieciskās ražošanas nozarei. Tālāk sniegtajā analīzē tiks izjaukta specifiskā RFID lietojuma loģika rūpnieciskajā pārvaldībā, sākot no reāliem-pasaules rūpnieciskās ražošanas scenārijiem.
Kāpēc rūpnieciskā ražošana arvien vairāk ir atkarīga no RFID?
Datu nepilnības ražotnēs parasti rodas šādos posmos: nespēja apstiprināt sagataves kustību reāllaikā, sistēmas datu aizkave, neprecīzi izstrādājumu daudzumi, neizsekojamas veidņu un instrumentu pozīcijas, kā arī augsts neatbildēto skenēšanas gadījumu skaits manuālās svītrkoda skenēšanas laikā. Tas jo īpaši attiecas uz vairāku-procesu ražošanas cehiem, kur var tikt veikta viena apstrādājamā detaļa: izejmateriāls → CNC apstrāde → tīrīšana → termiskā apstrāde → krāsošana → montāža → pārbaude → iepakošana.
Ja manuālā svītrkoda skenēšana joprojām ir galvenā metode, rodas daudzas problēmas: nokavētas skenēšanas darbstacijās, svītrkoda piesārņojums, datu augšupielādes aizkave un partijas izsekojamības nepilnības.
RFID galvenā vērtība ir tā automātiskā partijas identificēšana bez nepieciešamības pēc vizuālas izlīdzināšanas. Tas nozīmē, ka RFID sistēmas joprojām var nodrošināt stabilu datu vākšanu pat ātrgaitas konveijeru līnijās, automatizētās ražošanas līnijās, AGV apstrādes un slēgtās apgrozības kastēs.
Tipiski RFID pielietojuma scenāriji rūpnieciskajā ražošanā
1. Iedarbiniet-procesu (WIP) izsekošanu-
Tradicionālo MES sistēmu lielākā problēma ir tā, ka sistēmā reģistrētais ražošanas statuss neatspoguļo faktisko{0}}uz vietas statusu. Piemēram, sistēma var parādīt, ka apstrādājamā detaļa ir iekļuvusi krāsošanas stacijā, bet tā joprojām var būt iestrēdzis termiskās apstrādes zonā, parasti tāpēc, ka tā netika skenēta manuāli.
RFID risinājumos sagataves paletes vai apgrozāmās kastes ir iesietas ar unikāliem EPC kodiem. Kad apstrādājamā detaļa ar RFID marķējumu šķērso lasītāju, sistēma automātiski atjaunina tās pašreizējo atrašanās vietu. Ražošanas uzraugi reāllaikā var redzēt pašreizējo procesu, aiztures laiku, neparastas aizkaves, ražošanas cikla laiku un darba-procesa daudzumu-, kas ir ļoti svarīgi, lai samazinātu ražošanas līniju pārslodzi.
2. Instrumentu un armatūras pārvaldība
Ražošanā bieži sastopamas problēmas ir pazaudētas veidnes un neatbilstoši instrumenti, īpaši automobiļu metināšanas, iesmidzināšanas, CNC apstrādes un pres{0}}liešanas darbnīcās. Daudzas instrumentu armatūras ilgstoši tiek pakļautas videi ar eļļu, metālu traucējumiem, augstām temperatūrām un triecieniem, tāpēc parastās atzīmes nav piemērotas ilgstošai lietošanai.
Tāpēc rūpnieciskās vietās parasti tiek izmantoti pret-metāla RFID tagi, augstas Pēc katras veidnes unikālā ID noteikšanas tas nodrošina: lietojumu skaita statistiku, apkopes cikla atgādinājumus, aizņemšanās un atgriešanas ierakstus un nepareizas veidņu ražošanas novēršanu.
Dažas automobiļu rūpnīcas pat saista RFID ar MES (ražošanas izpildes sistēmu); ja tiek konstatēts, ka darbstacijā iekļūst nepareizs pelējums, iekārta nekavējoties tiek novērsta.
3. AGV un loģistikas plānošana
AGV kļūst arvien izplatītāki rūpnieciskajā ražošanā. Tomēr AGV plānošanas galvenā problēma ir, kā automātiski identificēt mērķa transportlīdzekļus un to atrašanās vietas.
RFID izvietošana tādās vietās kā orientieri, kastes, paliktņi un buferzonas ļauj AGV pēc RFID atzīmju nolasīšanas automātiski veikt tādus uzdevumus kā pozicionēšana, uzdevuma apstiprināšana, ceļa pārslēgšana un materiāla identifikācija.
4. Rūpniecisko aktīvu pārvaldīšana
Daudzi ražošanas uzņēmumi cīnās nevis ar krājumiem, bet ar "kustīgiem aktīviem", kas bieži tiek pārvietoti.
Tradicionālā Excel pārvaldība bieži rada tādas problēmas kā trūkstošs aprīkojums, dublēti pirkumi un beidzies kalibrēšana.
RFID līdzekļu pārvaldībā parasti tiek izmantoti UHF pretmetāla tagi, fiksētie lasītāji un rokas plaukstdatori, lai automatizētu krājumu pārbaudes, piekļuves zonai trauksmes signālus, aprīkojuma kalpošanas laika ierakstus un lietotāju reģistrāciju. Dažās rūpnīcās krājumu efektivitāti var samazināt no 6 stundām līdz 20 minūtēm.
Kā ieviest RFID sistēmu rūpnieciskajā ražošanā
1. darbība: apstipriniet lasīšanas attālumu un vidi
Daudzas rūpnieciskās RFID projektu kļūmes nav saistītas ar programmatūras problēmām, bet gan ar nepareizu tagu izvēli.
Pirms tagu atkārtotas izvietošanas ir jāapstiprina:
Vai tā ir metāliska vide?
Vai tas ir augstā temperatūrā?
Vai ir šķidrums?
Vai ir nepieciešama tāls{0}}lasīšana?
Vai tā ir liela{0}}ātruma pārvietošanās vide?
*Vai ir elektromagnētiski traucējumi?
Tas palīdzēs izvēlēties pareizo atzīmes veidu.
2. darbība: nosakiet frekvenču joslu.
Kopējās frekvenču joslas rūpnieciskajā ražošanā:
UHF RFID (860–960 MHz)
Piemērots noliktavām, WIP izsekošanai, AGV un loģistikas vadībai.
Priekšrocības: Liels nolasīšanas attālums, atbalsta partijas identifikāciju, piemērots automatizācijai.
HF/NFC (13,56 MHz)
Piemērots: Tuva{0}}diapazona darbstacijas apstiprināšanai, nepareizas darbības novēršanai, instrumentu saistīšanai.
Priekšrocības: stabilāks pret šķidruma traucējumiem, kontrolējams lasīšanas laukums.
3. darbība: izvietojiet lasītājus.
Fiksētie nolasītāji parasti tiek uzstādīti tādās vietās kā konveijeru līnijas, noliktavu durvis, automatizētas uzglabāšanas un izguves sistēmas (AS/RS) un AGV stacijas rūpnieciskos apstākļos.
Rokas PDA izmanto pārbaudei, līdzekļu uzskaitei un anomāliju pārbaudei.
FAQ: Tehniskās problēmas rūpnieciskās ražošanas RFID projektos
J: Kāpēc nolasīšanas attālums pēkšņi samazinās, ja uz metāla sagataves ir uzstādīts RFID marķējums?
A: Šī ir tipiska antenas atskaņošanas problēma. Parasto RFID tagu darbība ir atkarīga no antenas rezonanses.
Kad marķējums atrodas tuvu metālam: elektromagnētiskais lauks tiek absorbēts un atspoguļots metālā, kā rezultātā rodas: antenas pretestības izmaiņas, rezonanses frekvences nobīde un vājināta atbalss.
Risinājumi parasti ietver: pret-metāla tagu izmantošanu, izolējošu putu slāņu pievienošanu, keramikas antenu konstrukciju izmantošanu un uzstādīšanas virziena pielāgošanu.
Rūpnieciskos apstākļos dažādiem metāla materiāliem (alumīnijam, nerūsējošajam tēraudam, oglekļa tēraudam) ir atšķirīga ietekme uz lasīšanas veiktspēju.
J: Kāpēc RFID joprojām nolasa pēc pārklājuma, bet lasīšanas ātrums ievērojami samazinās?
A. Daudzos pārklājuma materiālos ir metāla pulveris vai vadoši materiāli uz oglekļa{0}} bāzes, kas ietekmē RF izplatīšanos. Turklāt pārklājuma biezuma izmaiņas arī maina attālumu starp etiķeti un metāla virsmu.
Izplatītākie risinājumi ietver lasīšanas loga rezervēšanu pirms pārklāšanas un augsta{0}}pastiprinājuma tagu izmantošanu.
J. Kāpēc RFID izmaiņas notiek ātrgaitas konveijera{0}}vidēs?
A. Trūkstošie nolasījumi liela ātruma{0}}scenārijos parasti nav atzīmes problēma, bet gan atzīme, kas pārāk īsu laiku nonāk antenas efektīvajā laukā, it īpaši, ja konveijera ātrums pārsniedz 2 m/s.
Risinājumi parasti ietver: vairāku antenu izmantošanu pārklājuma nodrošināšanai, lasīšanas zonas samazināšanu, sesijas kontroles uzlabošanu, Q-vērtības parametru pielāgošanu un šaura-staru antenu izmantošanu.
Dažos rūpnieciskos projektos ir iekļauti arī fotoelektriskie sensori, lai aktivizētu rādījumus.
J. Vai daudzu metāla plauktu klātbūtne rūpnieciskos apstākļos novedīs pie krustojuma-lasīšanas?
A: Jā, īpaši noliktavas vidē.
RF signāli pēc metāla atstarošanas izplatīsies pa vairākiem ceļiem. Tā rezultātā atzīmes var tikt nolasītas no citiem apgabaliem, kas nav mērķa apgabals.
Risinājumi ietver: antenas polarizācijas regulēšanu, pārraides jaudas samazināšanu, absorbējošu materiālu pievienošanu, virziena antenu izmantošanu un lasīšanas zonas pārveidošanu.
Uzņēmums Xminnov mums vairāk rūp{0}}RFID ilgtermiņa stabilitāte sarežģītās rūpnieciskās vidēs, nevis tikai laboratorijas parametri. Jo tas, kas patiešām nosaka rūpnieciskā projekta ilgtermiņa darbību, bieži ir:
Birkas iepakojuma struktūra
Metāla pielāgošanās spēja
Augstas{0}}temperatūras stabilitāte
Lauka pret{0}}traucējumu dizains
Vairāku{0}}ierīču kopīga lasīšanas iespēja
Šī ir arī lielākā atšķirība starp rūpnieciskajiem RFID projektiem un parastajiem noliktavas tagu projektiem.