近日,科技部發(fā)布《“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》,強化對《中國制造2025》的科技創(chuàng)新支撐,推動產(chǎn)業(yè)結構向中高端邁進,強化制造業(yè)創(chuàng)新、重塑制造業(yè)競爭新優(yōu)勢,滿足我國經(jīng)濟轉型升級戰(zhàn)略需要。《專項規(guī)劃》指出,“十三五”期間,先進制造領域重點從“系統(tǒng)集成、智能裝備、制造基礎和先進制造科技創(chuàng)新示范工程”四個層面,圍繞13個主要方向開展重點任務部署,包括增材制造、激光制造、智能機器人、先進制造科技創(chuàng)新示范工程等。
這是繼《中國制造2025》之后,我國政府對制造業(yè)改革發(fā)展的又一強力支持,智能制造已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略層面,伴隨著工業(yè)技術改革,最新的科技手段將涌入該領域。那么,借智能制造的東風,RFID能否在工業(yè)制造領域拓展規(guī)模?
工業(yè)制造向智能化轉型帶來的機遇
21世紀是一個由綠色智能制造引領“智能經(jīng)濟,智慧世界”時代,自2013年德國聯(lián)邦政府提出《德國工業(yè)4.0》戰(zhàn)略以來,各國政府、跨國制造業(yè)巨頭都未雨綢繆,加速布局本國制造轉型之路。當前,以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命正在席卷全球。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用場景及系統(tǒng)構建
智能制造具有戰(zhàn)略性、高附加值、技術密集和先導作用等特點,對經(jīng)濟增長具有多方面作用。表現(xiàn)為:一是直接推動作用,智能制造的生產(chǎn)效率更快、產(chǎn)品質量更好、規(guī)模效應更大,產(chǎn)品價值更高,能夠快速和直接生產(chǎn)出各類中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品,直接增加國民產(chǎn)出;二是間接帶動作用,智能制造往往通過信息、通信、工業(yè)技術整合聯(lián)通整個產(chǎn)品制造過程和產(chǎn)業(yè)鏈條,對上下游企業(yè)和關鍵產(chǎn)業(yè)具有重要帶動作用;三是具有極強的技術溢出。
而要實現(xiàn)智能制造,柔性化生產(chǎn)是最關鍵的一環(huán),其特點是強調客戶的個性化和定制化。從理論上說,就是將原料、工廠、配送和客戶連接在一起??蛻糁恍枰l(fā)出一個訂單,工廠就會自動根據(jù)客戶個性化需求采購原料,安排生產(chǎn),然后再將貨物直接配送給客戶。
其中,物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)工業(yè)智能制造柔性化生產(chǎn)的重要技術基礎。在智能制造中,各個設備通過物聯(lián)網(wǎng)技術進行互聯(lián),各企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)進行互聯(lián),最終實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)融合;流程設計可快速匹配,生產(chǎn)流程可靈活調整,最終個性化需求能得到快速滿足;工廠整個價值鏈獲得增值,企業(yè)效益獲得提升,最終客戶可以得到良好的服務;各項資源能夠得到合理應用,工作生活能夠得到平衡,最終為決策者決策提供科學性依據(jù)。
數(shù)據(jù)顯示,2015年,我國智能制造產(chǎn)值在1萬億元左右,2020年有望超過3萬億元,年復合增長率約20%。智能制造快速的發(fā)展,將會間接帶動各種工業(yè)技術的繁榮。以RFID、物聯(lián)網(wǎng)為智能制造重要變革力量的先進技術,將隨著智能制造的不斷推進,市場也會逐步放大。
RFID能給制造業(yè)哪些改變
對于制造業(yè)來說,RFID的價值主要體現(xiàn)在制造流程、倉儲、運輸三個環(huán)節(jié)中。在制造業(yè)的庫存管理和供應鏈管理方面,RFID可以幫助企業(yè)減少短貨現(xiàn)象、實現(xiàn)差異化生產(chǎn)、快速準確獲得物流信息,同時還可以把整個供應鏈在此基礎上進行規(guī)劃從而達到降低成本、提高效率的目的。
其中,最為比較有名的就是紅領智慧工廠。在紅領智能化生產(chǎn)現(xiàn)場,每件衣服上都配有電子標簽。電子標簽中包含了此件產(chǎn)品的客戶信息、產(chǎn)品尺寸、顏色、縫紉線種類和顏色、扣子等配件種類、特殊工藝要求等信息。
員工通過刷電子標簽獲取自己所做的工序信息,員工的產(chǎn)量、生產(chǎn)進度等信息也由該電子標簽采集。手工作業(yè)和質檢環(huán)節(jié),員工刷電子標簽后,機位上配備的電子顯示屏會顯示出作業(yè)操作方法、質量要求等。
在成品分揀區(qū),配合吊掛線和RFID系統(tǒng),電子標簽還可以實現(xiàn)客戶西裝上衣和褲子的自動配套分揀。紅領從接單到出貨,規(guī)定最長用時為7天,較現(xiàn)行西裝定制周期時間(3至6個月)大大減少,銷售額也是翻倍增長。
RFID在工業(yè)領域的相關應用
而RFID在制造業(yè)中的功能不僅僅是這些,RFID在制造業(yè)中的影響是廣泛的,包括:信息管理、制造執(zhí)行、質量控制、標準符合性、跟蹤和追溯、資產(chǎn)管理、倉儲量可視化以及生產(chǎn)率等,以下分別做簡短介紹:
1、制造信息管理
將RFID和現(xiàn)有的制造信息系統(tǒng)如MES、ERP、CRM和IDM等相結合,可建立更為強大的信息鏈,以及在準確的時間及時傳送準確的數(shù)據(jù),從而增強生產(chǎn)力、提高資產(chǎn)利用率以及更高層次的質量控制和各種在線測量。通常從RFID獲取數(shù)據(jù)后,還需要中間件將這些數(shù)據(jù)進行處理,饋送到制造信息系統(tǒng)。
2、制造執(zhí)行、質量控制和標準的符合性
為支持精益制造和6 Sigma質量控制,RFID可提供不斷更新的實時數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補,RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動力、機器、工具和部件,從而實現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機時間。更進一步地,當材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時,可以實時進行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程,以保證可靠性和高質量。
制造生產(chǎn)需要符合國家標準和規(guī)范、RFID能提供附加的信息流,使制造執(zhí)行系統(tǒng)緊密地符合和通過標準的認證,包括符合美國藥品與食品管理局(FDA)的21 CFR 11。
3、跟蹤和追溯
要求符合FDA質量規(guī)范的呼聲不斷增強,促使消費用包裝品,食品、飲料企業(yè)在其整個供應鏈中要求精確地跟蹤和追溯產(chǎn)品信息。在這些方面,RFID能和現(xiàn)有的制造執(zhí)行系統(tǒng)互為補充,對大多數(shù)部件而言,制造執(zhí)行系統(tǒng)已能搜集如產(chǎn)品標識符,時間戳記、物理屬性、訂貨號和每個過程的批量等信息,這些信息可以被轉換成RFID編碼并傳送到供應鏈,幫助制造商跟蹤和追溯產(chǎn)品的歷史信息。
4、工廠資產(chǎn)管理
資產(chǎn)(設備)上的RFID提供其位置、可用性狀態(tài)、性能特征、儲存量等信息?;谶@些信息的生產(chǎn)過程,維護、勞動力調整等有助于提高資產(chǎn)價值,優(yōu)化資產(chǎn)性能和最大化資產(chǎn)利用率。由于減少停機時間和更有效地進行維護(規(guī)劃的和非規(guī)劃的),因此能積極地影響非常重要的制造性能參數(shù),例如裝置的整體有效性(Overall Equipment Effectiveness)。
5、倉儲量的可視化
由于合同制造(Contract Manufacturing)變得越來越重要,因而同步供應鏈和制造過程的清晰可見就成為關鍵。RFID適合于各種規(guī)模的應用系統(tǒng)(局部的或擴展到整個工廠)。RFID可以對進料、WIP、包裝、運輸和倉儲直到最后發(fā)送到供應鏈中的下一個目的地,全方位和全程的可視化,所有這些都和信息管理有關。
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