本文主要涉及到了RFID技術(shù)在服裝制造行業(yè)的應(yīng)用，類似地，可以將該系統(tǒng)推廣到汽車生產(chǎn)、飛機(jī)制造、機(jī)械制造、制鞋、玩具生產(chǎn)等離散行業(yè)的生產(chǎn)制造領(lǐng)域。

      RFID填補(bǔ)個(gè)性化空白
      隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)二十多年持續(xù)穩(wěn)定的高速發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為繼美國(guó)、日本和德國(guó)之后排行世界第四的制造業(yè)大國(guó)。目前我國(guó)的制造業(yè)產(chǎn)值占全球制造業(yè)總產(chǎn)值的5.3%，并且在不久的將來(lái)就會(huì)超過(guò)德國(guó)成為世界排名第三的制造業(yè)大國(guó)。根據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)，我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)值有可能在2015年前后占全球制造業(yè)總產(chǎn)值的10%，成為世界制造業(yè)中心。

      隨著工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程在不斷地優(yōu)化。我國(guó)在很早以前就已經(jīng)引入了生產(chǎn)線，在生產(chǎn)線上的每個(gè)固定生產(chǎn)崗位上總是實(shí)施相同的工序。這種方式的生產(chǎn)過(guò)程只適用于功能和外形單一的產(chǎn)品生產(chǎn)。但是，只大量生產(chǎn)同一種產(chǎn)品、沒(méi)有產(chǎn)品變化的自動(dòng)化時(shí)代已經(jīng)快要結(jié)束了。

      如果要在同一條生產(chǎn)線上同時(shí)且自動(dòng)地生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，就必須能夠在每個(gè)生產(chǎn)崗位上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別并明確地判定出它的狀態(tài)，以便執(zhí)行正確的操作工序。因此，制造業(yè)最初為工件提供了工藝卡在產(chǎn)品流水線上傳遞，使操作人員可以讀到其生產(chǎn)崗位所需的所有信息。

      現(xiàn)在，RFID技術(shù)提供了另外的選擇，它不僅可以被讀取，還能夠被寫入。除了產(chǎn)品標(biāo)志外，也能將產(chǎn)品的當(dāng)前狀態(tài)（例如加工程度、質(zhì)量數(shù)據(jù)）、產(chǎn)品的過(guò)去和將來(lái)（所希望的最終）狀態(tài)記錄到射頻標(biāo)簽中。

      汽車工業(yè)就是一個(gè)良好的例證：由于完全依據(jù)訂單來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)并且?guī)缀鯖](méi)有兩輛完全一樣的訂購(gòu)車型，因此自動(dòng)化的材料流跟蹤是順利生產(chǎn)最重要的前提條件。對(duì)于每道生產(chǎn)工序，必須要對(duì)汽車進(jìn)行明確的識(shí)別，以避免諸如錯(cuò)誤安裝了空調(diào)、調(diào)漆顏色不對(duì)等問(wèn)題。在裝配流水線上應(yīng)用射頻技術(shù)以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車，用戶可以從上萬(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中選定自己所需車的顏色、引擎型號(hào)、輪胎式樣等要求，如果沒(méi)有一個(gè)高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣的任務(wù)的。在裝配流水線上配備RFID系統(tǒng)，使用可重復(fù)使用的射頻標(biāo)簽，該射頻標(biāo)簽上可帶有詳細(xì)的汽車所需的所有要求，在每個(gè)工作點(diǎn)處都有讀寫器，這樣可以保證汽車在各個(gè)流水線位置處都能毫不出錯(cuò)地完成裝配任務(wù)。利用現(xiàn)代化的識(shí)別技術(shù)，今天已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能夠生產(chǎn)一種產(chǎn)品的多種變形或是最小批量為1的不同產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備。

      在每個(gè)加工崗位上對(duì)射頻標(biāo)簽中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，可以在各個(gè)加工崗位之間建立起一個(gè)數(shù)據(jù)流，減輕了控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。特別是在生產(chǎn)及加工過(guò)程變得越來(lái)越快的背景下，信息隨產(chǎn)品而傳遞并且能夠當(dāng)場(chǎng)使用，就成了加快生產(chǎn)過(guò)程的決定性因素。

      集成電路制造商在競(jìng)爭(zhēng)激烈的半導(dǎo)體工業(yè)中采用了加入射頻識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)識(shí)別工序控制系統(tǒng)。半導(dǎo)體生產(chǎn)對(duì)于超凈環(huán)境的特殊需要，使得RFID應(yīng)用在此非常理想，而其他自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，如條形碼在如此苛刻的化學(xué)條件和超凈要求下就不適用。

      此外，國(guó)際上，戴爾公司在裝配過(guò)程中隨時(shí)將信息寫入RFID標(biāo)簽，從而讓顧客實(shí)時(shí)了解所訂購(gòu)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程；聯(lián)合利華和雀巢等企業(yè)也采用了類似的系統(tǒng)，進(jìn)行物料跟蹤與質(zhì)量控制。空中客車、波音等飛機(jī)制造公司也試圖在零件上安置射頻標(biāo)簽以加強(qiáng)零配件的倉(cāng)儲(chǔ)、物流的管理。

      制造業(yè)中RFID系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
      質(zhì)量控制:
      在現(xiàn)代化的生產(chǎn)線上，產(chǎn)品的質(zhì)量是由分布在若干處的一些測(cè)試崗位來(lái)檢測(cè)的。在生產(chǎn)結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品驗(yàn)收之前必須能用該工件所有先前收集到的數(shù)據(jù)明確地表達(dá)其質(zhì)量。利用產(chǎn)品上的射頻標(biāo)簽可以很方便地做到這一點(diǎn)，因?yàn)樵谡麄€(gè)生產(chǎn)過(guò)程中所取得的質(zhì)量數(shù)據(jù)已經(jīng)隨產(chǎn)品走下了生產(chǎn)線。

      系統(tǒng)安全：將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從中央計(jì)算機(jī)中轉(zhuǎn)存到工件上將大大地提高系統(tǒng)的安全性。即使發(fā)生軟件崩潰或中央計(jì)算機(jī)癱瘓，一個(gè)產(chǎn)品和它當(dāng)前數(shù)據(jù)之間的關(guān)系也能隨時(shí)建立起來(lái)。如果需要的話，還可以將工件從生產(chǎn)過(guò)程中取出，而不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。日后如果要將此產(chǎn)品再次投入生產(chǎn)過(guò)程中，可以毫無(wú)問(wèn)題地對(duì)它進(jìn)行加工。

      數(shù)據(jù)安全：通過(guò)校驗(yàn)和的方法來(lái)保證射頻標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，從而確保讀出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)會(huì)被發(fā)現(xiàn)并被忽略掉。
      靈活性:
      可以更加靈活地控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。例如，對(duì)于通用可編程的機(jī)器人和生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)置數(shù)據(jù)，可以在預(yù)處理階段寫入到隨各個(gè)工件運(yùn)行的標(biāo)簽載體中，并且在需用處馬上應(yīng)用這些設(shè)置數(shù)據(jù)。利用這種技術(shù)可以生產(chǎn)最小批量為1的產(chǎn)品，而不必通過(guò)中央計(jì)算機(jī)與每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)雜的通信來(lái)交換信息。

      對(duì)環(huán)境條件要求不高：射頻識(shí)別系統(tǒng)完全不怕灰塵、潮濕、油污、冷卻劑、粉屑、有害氣體、高溫以及在生產(chǎn)環(huán)境中產(chǎn)生的類似影響。玻璃或塑料標(biāo)簽通常滿足IP67保護(hù)類型的要求，是完全防塵和防水的。即使在塵土特別多或者特別臟的環(huán)境條件下，由于掃描器光學(xué)鏡頭很快就污染的原因而無(wú)法使用條形碼，射頻識(shí)別系統(tǒng)卻可以勝任。

      RFID技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例
      我國(guó)是服裝制造大國(guó)，目前共有40多萬(wàn)家服裝企業(yè)。這些企業(yè)大都是勞動(dòng)密集型企業(yè)，長(zhǎng)期以來(lái)普遍存在著低效率、高成本、拼人力、打時(shí)間戰(zhàn)等特點(diǎn)。但隨著國(guó)際服裝市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈以及批量小、多品種、交期短等矛盾的日益突出，國(guó)內(nèi)服裝制造業(yè)的現(xiàn)狀顯然不能適應(yīng)服裝產(chǎn)業(yè)高效率、規(guī)模化、低成本發(fā)展的要求，這不僅制約了企業(yè)自身的發(fā)展，也使整個(gè)行業(yè)在國(guó)際服裝市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中處于極端不利的地位。因此，利用信息技術(shù)改造國(guó)內(nèi)服裝制造業(yè)，實(shí)現(xiàn)服裝制造業(yè)由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是勢(shì)在必行的。

      針對(duì)服裝行業(yè)的具體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下的方案來(lái)解決低效率、高損耗的問(wèn)題：首先將一個(gè)產(chǎn)品的加工流程分解成為若干基本工序，每個(gè)加工單元（或工人）只完成其中的一道工序，使其在加工過(guò)程中只重復(fù)完成一個(gè)簡(jiǎn)單操作，從而能有效地提高工作效率;其次，將生產(chǎn)加工過(guò)程中的所有單元通過(guò)一條主導(dǎo)軌相連（如圖1所示），被加工的物料在該導(dǎo)軌上傳遞，形成生產(chǎn)流水線。同時(shí)，主導(dǎo)軌在各加工單元處分離出一條支導(dǎo)軌，供物料或產(chǎn)品進(jìn)出加工單元。此外，支軌還可以起到為各站點(diǎn)緩沖任務(wù)的作用。再次，物料自動(dòng)且智能地傳遞至各工作單元，即通過(guò)安裝在主導(dǎo)軌上的RFID掃描器，檢測(cè)物料上的射頻標(biāo)簽識(shí)別物料，并根據(jù)預(yù)設(shè)的物料工序路徑控制物料自動(dòng)送至正確的工作單元進(jìn)行加工。通過(guò)上述這些措施和方法，服裝加工企業(yè)可以大大提高其生產(chǎn)效率和原料的成品率，同時(shí)也使規(guī)范管理成為了可能。

      
      系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中從入料口到出料口中間有一些順序排列的工作站，每個(gè)工作站都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的智能終端（含閱讀器）連接到CAN總線上，用來(lái)控制工作站的工作狀況，不同的工作站按照工藝流程執(zhí)行一定的加工工序。

      
      與傳統(tǒng)的條形碼識(shí)別相比，射頻識(shí)別技術(shù)有更大的讀寫距離和范圍，可以直接識(shí)別流水線上移動(dòng)中的智能吊架標(biāo)簽，并且避免了條形碼可能受到外部灰塵、油污等環(huán)境污染而對(duì)識(shí)別造成的影響。此外更重要的是射頻識(shí)別技術(shù)不但可以將射頻標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀出，還可以通過(guò)終端來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)重復(fù)寫入。

      在制衣生產(chǎn)線物料配送系統(tǒng)中采用射頻技術(shù)后，每個(gè)智能吊架上承載的可以是不同款式的衣料，把其加工所需的所有要求都寫入射頻卡中，流水線上各個(gè)工作站都配有讀寫終端，這樣就可以準(zhǔn)確地按照預(yù)定的要求和工序進(jìn)行加工。這樣大大減輕了主控計(jì)算機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)調(diào)度中的工作量，解決了原來(lái)一條生產(chǎn)線不能同時(shí)生產(chǎn)多種款式產(chǎn)品的問(wèn)題，也提高了生產(chǎn)工藝流程的可靠性。

      在這一案例中采用TI公司的s6700多協(xié)議IC接口,讀寫距離約6cm，正常工作所檢測(cè)智能吊架運(yùn)行速度為大約10cm/s；射頻標(biāo)簽用TI的RI-I02-112A/B，尺寸為76mm×45mm，或用RI-101-112A/B,尺寸為45×45mm，二者皆符合ISO/IEC15693協(xié)議。射頻天線部分需要貼近主軌道的智能吊架進(jìn)行識(shí)別，因此將該部分單獨(dú)制作和定位，并使用同軸電纜將其與終端的主體部分相連，最終形成一個(gè)可連接兩個(gè)閱讀頭的閱讀器產(chǎn)品。控制網(wǎng)絡(luò)采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線接口設(shè)計(jì)取代傳統(tǒng)的RS485總線接口。