RFID能在工業(yè)制造領(lǐng)域鋪可以大規(guī)模應(yīng)用嗎

近日，科技部發(fā)布《“十三五”先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》，強(qiáng)化對(duì)《中國制造2025》的科技創(chuàng)新支撐，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向中高端邁進(jìn)，強(qiáng)化制造業(yè)創(chuàng)新、重塑制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，滿足我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)戰(zhàn)略需要?！秾ｍ?xiàng)規(guī)劃》指出，“十三五”期間，先進(jìn)制造領(lǐng)域重點(diǎn)從“系統(tǒng)集成、智能裝備、制造基礎(chǔ)和先進(jìn)制造科技創(chuàng)新示范工程”四個(gè)層面，圍繞13個(gè)主要方向開展重點(diǎn)任務(wù)部署，包括增材制造、激光制造、智能機(jī)器人、先進(jìn)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(duì)制造業(yè)改革發(fā)展的又一強(qiáng)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(shù)改革，最新的科技手段將涌入該領(lǐng)域。那么，借智能制造的東風(fēng)，RFID能否在工業(yè)制造領(lǐng)域鋪開規(guī)模？

21世紀(jì)是一個(gè)由綠色智能制造引領(lǐng)“智能經(jīng)濟(jì)，智慧世界”時(shí)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(zhuǎn)型之路。當(dāng)前，以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命正在席卷全球。

浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)系主任文雁兵在接受記者采訪時(shí)表示，智能制造具有戰(zhàn)略性、高附加值、技術(shù)密集和先導(dǎo)作用等特點(diǎn)，對(duì)經(jīng)濟(jì)增長具有多方面作用。表現(xiàn)為：一是直接推動(dòng)作用，智能制造的生產(chǎn)效率更快、產(chǎn)品質(zhì)量更好、規(guī)模效應(yīng)更大，產(chǎn)品價(jià)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(dòng)作用，智能制造往往通過信息、通信、工業(yè)技術(shù)整合聯(lián)通整個(gè)產(chǎn)品制造過程和產(chǎn)業(yè)鏈條，對(duì)上下游企業(yè)和關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)具有重要帶動(dòng)作用;三是具有極強(qiáng)的技術(shù)溢出。

而要實(shí)現(xiàn)智能制造，柔性化生產(chǎn)是最關(guān)鍵的一環(huán)，其特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)客戶的個(gè)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(gè)訂單，工廠就會(huì)自動(dòng)根據(jù)客戶個(gè)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(shí)現(xiàn)工業(yè)智能制造柔性化生產(chǎn)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。在智能制造中，各個(gè)設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行互聯(lián)，各企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)融合;流程設(shè)計(jì)可快速匹配，生產(chǎn)流程可靈活調(diào)整，最終個(gè)性化需求能得到快速滿足;工廠整個(gè)價(jià)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(wù);各項(xiàng)資源能夠得到合理應(yīng)用，工作生活能夠得到平衡，最終為決策者決策提供科學(xué)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(fù)合增長率約20%。如文主任所說，智能制造快速的發(fā)展，將會(huì)間接帶動(dòng)各種工業(yè)技術(shù)的繁榮。以RFID、物聯(lián)網(wǎng)為智能制造重要變革力量的先進(jìn)技術(shù)，將隨著智能制造的不斷推進(jìn)，市場(chǎng)也會(huì)逐步放大。

RFID能給制造業(yè)哪些改變

對(duì)于制造業(yè)來說，RFID的價(jià)值主要體現(xiàn)在制造流程、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸三個(gè)環(huán)節(jié)中。在制造業(yè)的庫存管理和供應(yīng)鏈管理方面，RFID可以幫助企業(yè)減少短貨現(xiàn)象、實(shí)現(xiàn)差異化生產(chǎn)、快速準(zhǔn)確獲得物流信息，同時(shí)還可以把整個(gè)供應(yīng)鏈在此基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃從而達(dá)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(lǐng)智慧工廠。在紅領(lǐng)智能化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，每件衣服上都配有電子標(biāo)簽。電子標(biāo)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(biāo)簽獲取自己所做的工序信息，員工的產(chǎn)量、生產(chǎn)進(jìn)度等信息也由該電子標(biāo)簽采集。手工作業(yè)和質(zhì)檢環(huán)節(jié)，員工刷電子標(biāo)簽后，機(jī)位上配備的電子顯示屏?xí)@示出作業(yè)操作方法、質(zhì)量要求等。

在成品分揀區(qū)，配合吊掛線和RFID系統(tǒng)，電子標(biāo)簽還可以實(shí)現(xiàn)客戶西裝上衣和褲子的自動(dòng)配套分揀。紅領(lǐng)從接單到出貨，規(guī)定最長用時(shí)為7天，較現(xiàn)行西裝定制周期時(shí)間（3至6個(gè)月）大大減少，銷售額也是翻倍增長。

RFID在工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)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(zhì)量控制、標(biāo)準(zhǔn)符合性、跟蹤和追溯、資產(chǎn)管理、倉儲(chǔ)量可視化以及生產(chǎn)率等，以下分別做簡(jiǎn)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(jié)合，可建立更為強(qiáng)大的信息鏈，以及在準(zhǔn)確的時(shí)間及時(shí)傳送準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而增強(qiáng)生產(chǎn)力、提高資產(chǎn)利用率以及更高層次的質(zhì)量控制和各種在線測(cè)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(jìn)行處理，饋送到制造信息系統(tǒng)。

2.制造執(zhí)行、質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)的符合性

為支持精益制造和6 Sigma質(zhì)量控制，RFID可提供不斷更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。與制造執(zhí)行系統(tǒng)互補(bǔ)，RFID提供的信息可用來保證正確使用勞動(dòng)力、機(jī)器、工具和部件，從而實(shí)現(xiàn)無紙化生產(chǎn)和減少停機(jī)時(shí)間。更進(jìn)一步地，當(dāng)材料、零部件和裝配件通過生產(chǎn)線時(shí)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行控制、修改甚至重組生產(chǎn)過程，以保證可靠性和高質(zhì)量。

制造生產(chǎn)需要符合國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)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(zhì)量規(guī)范的呼聲不斷增強(qiáng)，促使消費(fèi)用包裝品，食品、飲料企業(yè)在其整個(gè)供應(yīng)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(bǔ)充，對(duì)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(biāo)識(shí)符，時(shí)間戳記、物理屬性、訂貨號(hào)和每個(gè)過程的批量等信息，這些信息可以被轉(zhuǎn)換成RFID編碼并傳送到供應(yīng)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(shè)備）上的RFID提供其位置、可用性狀態(tài)、性能特征、儲(chǔ)存量等信息。基于這些信息的生產(chǎn)過程，維護(hù)、勞動(dòng)力調(diào)整等有助于提高資產(chǎn)價(jià)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(jī)時(shí)間和更有效地進(jìn)行維護(hù)（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(chǔ)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(yīng)鏈和制造過程的清晰可見就成為關(guān)鍵。RFID適合于各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)（局部的或擴(kuò)展到整個(gè)工廠）。RFID可以對(duì)進(jìn)料、WIP、包裝、運(yùn)輸和倉儲(chǔ)直到最后發(fā)送到供應(yīng)鏈中的下一個(gè)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(guān)。

RFID在工業(yè)應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

雖然RFID產(chǎn)品在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍廣泛，但是圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID產(chǎn)品經(jīng)理只凱先生分析認(rèn)為：“由于工業(yè)領(lǐng)域特殊的環(huán)境和需求，一般要求RFID產(chǎn)品具有七大基本特征：極高的穩(wěn)定性和可靠性;適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的高防護(hù)等級(jí);豐富的通訊接口;靈活的I/O擴(kuò)展能力;易于維護(hù);高效的售前技術(shù)交流;及時(shí)的售后技術(shù)服務(wù)?！?/p>

從中，我們可以看出，RFID應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的道路并不平順，不僅要求RFID產(chǎn)品質(zhì)量過硬，制造業(yè)原有的性質(zhì)也會(huì)給RFID應(yīng)用帶來羈絆。RFID在工業(yè)應(yīng)用中的主要主要挑戰(zhàn)有：

（1）應(yīng)用環(huán)境惡劣

在工業(yè)生產(chǎn)中，可能會(huì)有大量的金屬機(jī)械件，這對(duì)標(biāo)簽的運(yùn)用是一個(gè)挑戰(zhàn)，除此之外，高溫、強(qiáng)電池、腐蝕性強(qiáng)、粉塵大、強(qiáng)振動(dòng)等因素給標(biāo)簽的運(yùn)用帶來了很大的困難，標(biāo)簽材料、標(biāo)簽固定方式以及系統(tǒng)工作方式都需要認(rèn)真設(shè)計(jì)和考慮。

（2）缺乏投入產(chǎn)出模型

所謂投入產(chǎn)出模型，也就是RFID技術(shù)在本行業(yè)可以在那些地方發(fā)揮作用、如何發(fā)揮作用、總體擁有成本（TCO）的構(gòu)成和費(fèi)率如何以及所產(chǎn)生的收益來自于那些方面且收益率如何。缺乏行業(yè)公認(rèn)的投入產(chǎn)出模型就會(huì)讓業(yè)內(nèi)企業(yè)感到采用RFID技術(shù)的投資收益的不確定性很大，也就意味著投資風(fēng)險(xiǎn)比較大。站在企業(yè)決策者的角度，在理論分析計(jì)算的投資收益率（ROI）的基礎(chǔ)上，再加上風(fēng)險(xiǎn)成本，往往意味著否定性的判斷，從而阻礙了RFID技術(shù)的應(yīng)用。

（3）中國企業(yè)信息化程度不高

與發(fā)達(dá)國家的同行相比，中國企業(yè)的管理信息化程度比較低。無論RFID技術(shù)有多么神奇的能力，它畢竟只是一種自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)采集手段，只有與企業(yè)管理信息系統(tǒng)很好地相互融合才能發(fā)揮出應(yīng)有的作用，為企業(yè)創(chuàng)造出實(shí)實(shí)在在的效益。目前國內(nèi)的很多企業(yè)連基本的管理信息系統(tǒng)，如MES、WMS、SCM、ERP等，都不具備或者非常薄弱的情況下，采用RFID技術(shù)缺乏必要的前提條件。

總之，RFID在節(jié)省人工、提高生產(chǎn)效率方面起著重要的作用，也是實(shí)現(xiàn)未來工業(yè)定制化、個(gè)性化生產(chǎn)的重要技術(shù)支撐，雖然目前還存在一些問題，但是其在工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)地位已確立。在深圳8月舉辦的2017中國國際物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)上，將會(huì)匯集全球的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)參與，屆時(shí)將會(huì)是一場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)科技的盛宴，其中也包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)，歡迎前來參觀了解。