能源技術(shù)公司施耐德電氣在位于肯塔基州列克星敦的第一家智能工廠中使用IoT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在各部門之間共享數(shù)據(jù)和分析的能力。該公司基于物聯(lián)網(wǎng)的EcoStruxure架構(gòu)可捕獲并可視化來自多種技術(shù)的數(shù)據(jù)，包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人機(jī)界面、可編程邏輯控制器和連接技術(shù)，如無源HF RFID。

列克星敦工廠的EcoStruxure Advisor解決方案可以分析這些數(shù)據(jù)，并在工廠的各個(gè)部門共享。據(jù)施耐德電氣稱，去年這套系統(tǒng)推動(dòng)了現(xiàn)有設(shè)備的數(shù)字化。這種數(shù)字化可以減少生產(chǎn)停工時(shí)間，提高效率并降低能耗。

包括RFID系統(tǒng)在內(nèi)的一些技術(shù)已經(jīng)使用多年，但截至2018年11月，施耐德電氣已經(jīng)將這些技術(shù)集成到其EcoStruxure解決方案中。施耐德電氣目前正在與那些對(duì)創(chuàng)建自己的智能工廠解決方案感興趣的客戶分享其系統(tǒng)和經(jīng)驗(yàn)。

施耐德智能工廠的RFID技術(shù)最初用于其產(chǎn)品的自動(dòng)化噴漆過程。據(jù)施耐德電氣的報(bào)告稱，自從2009年投入使用以來，被稱為Osisense的RFID系統(tǒng)已取消了非自動(dòng)化流程所需的128英里日常叉車駕駛過程，并把WIP庫存成本降低了50萬美元。施耐德在北美供應(yīng)鏈績效創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者M(jìn)ike Labhart表示，這使該公司在不到一年的時(shí)間內(nèi)獲得了33%的投資回報(bào)。事實(shí)上，他表示RFID技術(shù)提高了涂裝效率，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人裝卸等生產(chǎn)自動(dòng)化。

1

現(xiàn)在，為了改善數(shù)據(jù)管理，公司已將其他智能工廠系統(tǒng)的RFID數(shù)據(jù)采集集中在一個(gè)解決方案中。在工廠的中心，基于云的數(shù)字化解決方案可以顯示噴漆過程中的WIP和供應(yīng)水平以及其他生產(chǎn)業(yè)務(wù)。列克星敦工廠已有60多年的歷史，但它是一個(gè)高度現(xiàn)代化、自動(dòng)化的工廠，每年生產(chǎn)近130萬個(gè)負(fù)載中心和大約80萬個(gè)安全開關(guān)。

施耐德報(bào)告稱，隨著EcoStruxure系統(tǒng)的出現(xiàn)，這家工廠不僅是一個(gè)生產(chǎn)設(shè)施，還將作為一個(gè)展示平臺(tái)，讓客戶和合作伙伴了解它如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做出決策，從而提高盈利能力、管理績效和運(yùn)營效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更智能、更高效的員工團(tuán)隊(duì)。當(dāng)RFID技術(shù)在10年前推出時(shí)，它的目的是追蹤產(chǎn)品在自動(dòng)單軌運(yùn)輸系統(tǒng)上的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)際上，RFID解決方案使自動(dòng)輸送系統(tǒng)能夠運(yùn)行。

公司將符合ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)的13.56 MHz無源HF RFID標(biāo)簽應(yīng)用于載有部件加工和涂漆的支架上。公司能夠通過RFID技術(shù)將每個(gè)運(yùn)營商與特定產(chǎn)品連接起來，并在生產(chǎn)過程中穿過各個(gè)區(qū)域時(shí)讀取到每個(gè)運(yùn)營商的標(biāo)簽。物料搬運(yùn)輸送系統(tǒng)很復(fù)雜，事實(shí)上，它能夠?qū)⒅饕c涂裝相關(guān)的大量產(chǎn)品從10個(gè)制造點(diǎn)或裝載點(diǎn)移動(dòng)到10個(gè)裝配線點(diǎn)。Labhart說，工廠總共有大約900個(gè)傳送帶標(biāo)簽貼在載體上，產(chǎn)品在經(jīng)過讀取過程時(shí)會(huì)被暫停。

首先，生產(chǎn)中的每個(gè)新產(chǎn)品都連接到機(jī)架上，然后再連接到載體上。當(dāng)時(shí)，工作人員向系統(tǒng)輸入五個(gè)詳細(xì)信息，并將數(shù)據(jù)寫入RFID標(biāo)簽。這些詳細(xì)信息包括產(chǎn)品是否根據(jù)其來源或目的地進(jìn)行跟蹤其狀態(tài)(如裝載、卸載或噴漆)以及其零件、機(jī)架和托架編號(hào)。

整個(gè)設(shè)施中有75個(gè)讀取器，在處理每個(gè)項(xiàng)目時(shí)捕獲標(biāo)簽數(shù)據(jù)。當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入每個(gè)讀取器的三英寸讀取范圍內(nèi)，機(jī)器會(huì)捕獲每個(gè)標(biāo)簽經(jīng)過的相應(yīng)時(shí)間和路徑。當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)入涂裝部分時(shí)，該產(chǎn)品的油漆配方也會(huì)寫入標(biāo)簽。用戶可以實(shí)時(shí)查看每個(gè)載體標(biāo)簽的上一次讀取位置，從而獲得有關(guān)WIP或材料和供應(yīng)可能減少的數(shù)據(jù)。但是，數(shù)據(jù)以前在邊緣捕獲，而未存儲(chǔ)，因此以后無法對(duì)其進(jìn)行分析。

Labhart說：“工作流程中存在的知識(shí)僅在過程中的特定點(diǎn)上才知道?！睕]有可用的歷史記錄，個(gè)人需要在計(jì)算機(jī)前才能查看WIP數(shù)據(jù)。其他基于物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)也是如此?！拔覀兊脑O(shè)施是垂直整合的，并且相當(dāng)自動(dòng)化?！彼忉尩馈９S中有多個(gè)專有系統(tǒng)，后來發(fā)展成數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包可能表明哪些是可以使用但不能自動(dòng)與其他部門共享的供應(yīng)材料。

“我們一端有SQL軟件，在工廠的另一端設(shè)置紙質(zhì)文件。而其他人則使用了未與其他操作集成的傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)?！盠abhart這樣說道。因此，對(duì)于那些在工廠或監(jiān)督生產(chǎn)的人來說，收集數(shù)據(jù)可能是一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目。他指出，實(shí)現(xiàn)邊緣級(jí)別之外的可視化一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，他補(bǔ)充道，“我們沒有這些數(shù)據(jù)的歷史記錄，數(shù)據(jù)當(dāng)時(shí)存在于邊緣，但隨后就消失了。沒有辦法分析WIP數(shù)據(jù)，也無法將給定的WIP計(jì)數(shù)與另一個(gè)相關(guān)聯(lián)，以評(píng)估性能，更別提共享信息?！?/p>

然而，自2018年11月以來，由RFID系統(tǒng)捕獲和管理的數(shù)據(jù)已經(jīng)集中。因此，現(xiàn)在存儲(chǔ)信息用于分析目的，可以與其他部門共享并且可以觸發(fā)警報(bào)，例如通知人員供應(yīng)水平可能低。通過下一步，現(xiàn)在可以捕獲材料計(jì)數(shù)并將其存儲(chǔ)在云中，如果材料級(jí)別達(dá)到警報(bào)點(diǎn)或需要采取措施，負(fù)責(zé)人會(huì)收到推送通知。

2009年，位于威斯康星州斯特根灣的Thermo-tron-X公司將RFID系統(tǒng)與“動(dòng)力和自由式輸送機(jī)系統(tǒng)”集成。這是當(dāng)時(shí)該產(chǎn)品的首次安裝，由施耐德與自己的能力中心合作開發(fā)。“我們進(jìn)行了大量的產(chǎn)品測試，”Labhart說，其中包括使用各種標(biāo)簽和讀取器來捕獲每個(gè)組件的唯一標(biāo)簽ID以及書面數(shù)據(jù)，而傳送帶以每分鐘60英尺的速度移動(dòng)貼附標(biāo)簽的載體。所選的RFID標(biāo)簽和讀卡器硬件由施耐德電氣傳感器能力中心提供。

施耐德電氣在位于俄亥俄州代頓市的能力中心對(duì)其輸送系統(tǒng)的模擬版本進(jìn)行了RFID解決方案測試。從那時(shí)起，施耐德繼續(xù)使用相同的技術(shù)，并為它增加了機(jī)架、標(biāo)簽和讀取器。它還開始在其裝配線的最后階段部署這項(xiàng)技術(shù)，其中貨物裝載到托盤上;每個(gè)托盤都有自己的RFID標(biāo)簽。

Labhart表示，自EcoStruxure Advisor工具上線以來，系統(tǒng)的優(yōu)勢得到了提升。“我們已經(jīng)看到負(fù)載中心停機(jī)時(shí)間減少近6%，這是因?yàn)楣灸軌蛟陬愃频凸?yīng)水平的通知和事態(tài)變嚴(yán)重之前做出反應(yīng)?！彼a(bǔ)充道，通過集中數(shù)據(jù)，他們更好地理解不同系統(tǒng)中材料的消耗。”

施耐德電氣目前正在對(duì)輸送系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)雜的建模。來自材料運(yùn)輸時(shí)的RFID數(shù)據(jù)，加上對(duì)Ecostruxure Advisor解決方案(如Aveva Insight)的描述性分析，使公司能夠在修改之前預(yù)測和驗(yàn)證系統(tǒng)性能。

Labhart說，RFID系統(tǒng)已經(jīng)為公司有效地工作了10年，而且自推出以來，這種情況一直沒有改變。他表示，“我們的RFID系統(tǒng)沒有任何問題，它堅(jiān)如磐石。在剛開始使用這種系統(tǒng)時(shí)，我們對(duì)其復(fù)雜性建立了一個(gè)很大的學(xué)習(xí)曲線?！笔聦?shí)上，公司在不停止生產(chǎn)的情況下部署了該系統(tǒng)?！霸谠贫藚f(xié)調(diào)物流，保持生產(chǎn)運(yùn)行，而不是中斷系統(tǒng)，這是一次令人大開眼界的體驗(yàn)。”