UHF RFID技術(shù)在包裝材料制造企業(yè)中的應用
一、 應用目標
包裝材料行業(yè)作為我國的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),是經(jīng)濟發(fā)展中必不可少的部分。我國現有具一定規模的包裝企業(yè)12萬(wàn)家,據統計,2003年包裝企業(yè)年產(chǎn)值400多億元,在國民經(jīng)濟40個(gè)主要行業(yè)中,排名14位, 年平均增長(cháng)率高達17%,在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的作用。包裝材料企業(yè)多為連續流程的生產(chǎn)制造型企業(yè),其產(chǎn)品的材料結構一般較為簡(jiǎn)單,少數原材料可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品,但是產(chǎn)品的物理和化學(xué)特性比較多,單從目測很難區分是那一類(lèi)的成品,加之質(zhì)量追溯上需要對具體產(chǎn)品的成分與含量進(jìn)行分析,所以采用批號的追蹤管理就尤為重要,隨著(zhù)企業(yè)生產(chǎn)規模的不斷擴大,采用手工方式進(jìn)行批號管理基本無(wú)法實(shí)現,基于這些原因公司于2000年開(kāi)始在包裝材料企業(yè)中使用條碼組織批號信息,針對連續性行業(yè)的生產(chǎn)特性,對企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)采用全程化的條碼管理,實(shí)現了具有較高響應速度的質(zhì)量溯源。使用條碼對成品進(jìn)行管理與手工操作相比有著(zhù)明顯的優(yōu)勢,但是也存在一定的弊端,首先條碼直接印刷在標簽上容易受到破壞,影響正常的識讀。其次由于條碼需要人員進(jìn)行手工的掃描,容易造成物品在出庫裝車(chē)時(shí)的漏掃情況。再次基于條碼的信息化管理不能在整個(gè)的供應鏈中進(jìn)行追蹤和繼承,物品在流入下一環(huán)節時(shí)就不能再進(jìn)行任何的變化?;谝陨戏N種因素,我們決定在包裝材料企業(yè)使用RFID技術(shù)和EPC標簽,一是可以解決條碼運用中的不足,二是可以借用此項新技術(shù)完成原先無(wú)法實(shí)現的管理。具體應用目標如下:首先,通過(guò)RFID的運用使得物流與信息流具有“可同步”、”可協(xié)調”性。其次,采用EPC電子標簽使的物流具有“可標識、可追蹤或可繼承”性,實(shí)現了多環(huán)節的聯(lián)合運用,在不同的生產(chǎn)與物流環(huán)節中寫(xiě)入不同的信息,進(jìn)行區分的控制,突破條碼的應用只能局限在企業(yè)內部的層面,進(jìn)而擴展到整個(gè)的行業(yè)供應鏈管理中。
二、 技術(shù)實(shí)現
包裝行業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)一般為連續的,屬于標準的連續型生產(chǎn)企業(yè),企業(yè)的生產(chǎn)原料主要為塑料粒子及其相關(guān)的添加劑,粒子經(jīng)過(guò)高溫、高壓熔融擠出后形成薄膜或片材,薄膜大卷一般需要進(jìn)行再次的分切和包裝后才能形成最終的成品,
具體示意圖如下:
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RFID在生產(chǎn)上的應用主要集中在大卷到小卷的分切過(guò)程,以及小卷和小卷之間的成組過(guò)程。即在大卷的卷芯內附著(zhù)大卷的EPC標簽,當大卷進(jìn)行分切時(shí)信息系統可自動(dòng)獲知正在分切的大卷,大卷分切后在每個(gè)小卷的卷芯內都附著(zhù)小卷的EPC標簽,并以此作為小卷成組的依據,小卷成組(即將相同規格的物料放在一個(gè)托盤(pán)上)時(shí)通過(guò)感應小卷的RFID產(chǎn)生托盤(pán)的EPC標簽,入庫前回收所有小卷的EPC標簽,并以托盤(pán)的RFID作為倉儲物流的基礎。同樣的在倉儲管理的入庫時(shí)通過(guò)庫房通道兩側的天線(xiàn)完成對成品托盤(pán)上RFID的識讀,借助RFID的使用可實(shí)現成品的無(wú)人守值入庫,出庫作業(yè)類(lèi)似,日常庫存中的盤(pán)點(diǎn)主要通過(guò)手持設備完成對庫存的感應盤(pán)點(diǎn)。具體示意圖如下:
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三、 業(yè)務(wù)實(shí)現流程圖
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分切生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程圖如下:
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倉庫出入庫的業(yè)務(wù)流程圖如下:
EPC電子標簽在各個(gè)環(huán)節使用的情況見(jiàn)下表:
順序 |
相關(guān)過(guò)程 |
物料 |
EPC |
物理位置 |
感應對象 |
說(shuō)明 |
1 |
大卷收卷 |
大膜卷 |
有 |
鋼芯內部 |
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2 |
分切評級 |
分切 小卷 |
有 |
紙管內部 |
分切崗位PC |
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3 |
包裝稱(chēng)重 |
小卷 |
有 |
紙管內部 |
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完成感應稱(chēng)重 標簽打印 |
4 |
小卷成托 |
小卷 |
無(wú) |
紙管內部 |
包裝崗位PC |
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5 |
托盤(pán) |
有 |
托盤(pán)右上方 |
包裝手持設備 |
完成感應成托 托標簽打印 |
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6 |
成品入庫 |
托盤(pán) |
有 |
托盤(pán)右上方 |
成品入庫感應門(mén) |
感應入庫 |
7 |
成品出庫 |
托盤(pán) |
無(wú) |
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成品出庫感應門(mén) |
感應出庫 |
四、 項目實(shí)施步驟
可以說(shuō)雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線(xiàn)是一類(lèi)典型的包裝材料生產(chǎn)線(xiàn),在BOPP生產(chǎn)線(xiàn)上實(shí)施RFID項目還是存在一定的難度,首先RFID技術(shù)正處于一個(gè)逐步完善階段,相關(guān)的技術(shù)還沒(méi)有進(jìn)行大規模的應用,相應的規則和標準還在進(jìn)一步的制訂,在生產(chǎn)型企業(yè)中如此大規模的運用存在一定的風(fēng)險。其次RFID技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)應用中的實(shí)際可操作性還需要進(jìn)一步的實(shí)踐。再次在企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境有別于實(shí)驗室的環(huán)境,要求RFID的相關(guān)設備,電子標簽、相關(guān)技術(shù)有更高的可靠性、穩定性和適應性。而目前此類(lèi)設備的供應商可謂鳳毛麟角,可選擇的余地不是很大?;谶@些原因、系統的實(shí)施需要穩扎穩打,一步一個(gè)腳印地前進(jìn),具體的實(shí)施步驟如下:
(1) 設備選型試驗
前期我們分別使用的兩款頻率在 13.56M和915M設備進(jìn)行了初步的實(shí)驗,經(jīng)過(guò)初步的試驗我們決定選擇915M的設備,主要原因是13.56M設備的識別距離還不夠理想, 標簽在托盤(pán)上的位置要求比較嚴格不利于人員靈活的操作,此外天線(xiàn)容易受到外部環(huán)境干擾。但是915M的設備也并不是完美無(wú)缺,我們發(fā)現915M標簽的識讀穩定性不夠,特別是標簽在有物體阻隔的情況下尤為明顯。另外915M標簽的成本遠遠大于13.56M的標簽,造價(jià)太大。
我們在系統中不同位置分別使用了上海嵌聯(lián)自控的UHF-R1一體式讀寫(xiě)器及UHF-R4分體式讀寫(xiě)器.經(jīng)過(guò)實(shí)驗,達到了設計要求
(2) EAN.UCC編碼的實(shí)施
我們已在之前的多條BOPP生產(chǎn)線(xiàn)上使用了條碼化的管理,碼值使用的是39碼,條碼生成規則如下:
大卷批號:
月份(兩位) 線(xiàn)別(一位) 鋼芯號(兩位)
3 01 01 1 D 01
(共9位)
年份(一位) 日期(兩位) 班組(一位A-D)
小卷批號:
月份(兩位) 線(xiàn)別(一位) 鋼芯號(兩位) 工位(一位)
3 01 01 1 D 01 0 5 1
預留一位 (共12位)
年份(一位) 日期(兩位) 班組(一位A-D) 批次(一位1-Z)
我們打算將以上的生產(chǎn)批號進(jìn)行拆分,采用GTIN的編碼方式,同時(shí)結合應
用標識符的運用將生產(chǎn)過(guò)程中的批號、生產(chǎn)日期、凈重等等信息進(jìn)行聯(lián)接。如下表。
(3) RFID設備模擬運行實(shí)驗
為了確保相關(guān)設備的穩定可靠運行,我們將選擇一條或兩條已投產(chǎn)的BOPP生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行模擬情況下的試運行,已確保正式試運行的成功。
(4) RFID設備試運行實(shí)驗
BOPP生產(chǎn)線(xiàn)將于7月份投入試運行,我們準備同步地進(jìn)行RFID項目的試運行,通過(guò)試運行對相關(guān)的設備進(jìn)行進(jìn)一步的調整和修改,為下一步的正式運行奠定基礎。
(5) 總結經(jīng)驗與推廣
通過(guò)以上工作的完成,我們將進(jìn)一步總結RFID與智能標簽技術(shù)在生產(chǎn)型企業(yè)中的應用,首先向全集團進(jìn)行推廣(目前集團BOPP占有率接近總量的10%),然后進(jìn)一步向行業(yè)應用的縱深進(jìn)行開(kāi)拓,希望借助集團良好的企業(yè)應用平臺建立起中國 RFID與智能標簽技術(shù)應用示范基地,我們也將在即將召開(kāi)的自動(dòng)識別技術(shù)國際展覽會(huì )上大力傳播RFID在包裝材料行業(yè)的應用,為RFID與智能標簽技術(shù)在包裝材料行業(yè)的應用做出應有的貢獻。