RFID在智能工厂中的作用

在欧洲，我们称之为工业4.0、信息物理系统和物联网(IoT)。在美国，它属于智能制造领导联盟(Smart Manufacturing Leadership Coalition)或工业互联网(Industrial Internet)。然而，我们都在暗指同一件事——第四次工业革命和未来制造业的愿景——“智能工厂”。

业内专家表示，智能工厂将在未来20年内出现，机器、原材料和产品将在物联网中通信，共同推动生产。换句话说，产品将在生产过程中独立地找到自己的出路。我们的目标是高度灵活的、个性化的、具有成本效益的大规模生产。

对此，费尔菲尔德集团董事总经理Mark Lynch表示:“我们最近与西门子合作，为宝马公司提供了一个项目，该公司正在使用射频识别(RFID)来实现大规模制造能力，以满足客户的定制要求。在订购时，客户可以选择车辆的某些方面，从天窗到最新的车内娱乐功能。在英国工厂，每辆宝马的发动机上都安装了RFID标签。该标签与生产线系统通信，以驱动其流程，在汽车制造过程中添加客户细节。这确保了大规模生产线的运行没有广泛的中断，同时满足宝马终端客户的定制需求。这是一个清晰的例子，我们可以在今天的实践中看到工业4.0原则。”

未来的智能工厂将依赖于互联网技术和RFID等技术，这些技术使部件、零件和产品等能够通过无线电波与托管在云端的制造系统实时通信。每个项目都有自己的互联网协议(IP)地址。

在过去的70年里，RFID技术与网络技术一起独立发展。分组网络的引入在20世纪50年代看到了互联网出现的早期迹象，RFID技术的最早使用可以追溯到第二次世界大战，当时英国的一个秘密项目开发了一种系统，可以使用射频技术识别正在接近的飞机是敌是友。第四次工业革命将见证这两种技术的结合，即网络和物理世界的相遇。

自20世纪90年代初以来，我们都经历过互联网对文化和商业的革命性影响，但我们中很少有人知道RFID是如何发展的，以及它为什么会在第四次工业革命和未来20年智能工厂的出现中发挥重要作用。

RFID解释

RFID被归为自动识别技术的大类。它是一种利用无线电波无线传输物品身份的技术。与条形码和光学字符识别一样，RFID的发展也减少了获取特定物品数据所需的时间和人工劳动。

RFID解决方案通常包括一个标签和一个阅读器。RFID标签是连接在无线电天线上的微芯片，该天线安装在某种基板上，可以存储从1 B到64 KB的数据(这在我们发布时正在推进)。在制造方面，这可能是产品或装运信息、制造日期、销售日期等。为了检索标签上的数据，需要一个RFID阅读器。这是一种具有一个或多个发射无线电波并从标签接收信号的天线的设备。然后阅读器将数据以数字格式传递给计算机系统。

RFID标签可以是被动的，也可以是主动的。主动标签有一个板上电池，定期传输其ID信号。无源标签在RFID阅读器存在时被激活。

如前所述，RFID技术最早的使用可以追溯到第二次世界大战，当时英国的一个秘密项目开发了一种系统，可以识别正在接近的飞机是敌是友。他们在每架英国飞机上都安装了发射机。当它收到地面雷达站发出的信号时，它开始向地面发回信号，确认这架飞机是友航。RFID工作在同样的基本概念上。读卡器向唤醒的标签发送信号，要么反射回信号(无源RFID)，要么广播信号(有源RFID)。

射频技术的进步一直持续到50年代和60年代，公司开始销售使用无线电波的防盗解决方案。电子物品监控(EAS)标签被贴在包装上，并在购买时关闭。安装在零售店门口的读卡器会检测到结账时未关闭的标签，从而触发警报。

美国第一个RFID专利记录于20世纪70年代，美国政府在同一十年使用RFID跟踪核材料，并在20世纪80年代使用RFID管理通行费支付系统。

RFID技术从低频开始，在80年代到90年代发展到更高的频率，然后是超高频(UHF)，这导致了更大的读取范围(在良好的条件下可达19.7英尺)和更快的数据传输。

尽管在20世纪90年代大肆宣传，标签的成本和缺乏国际RFID标准被认为是RFID技术没有像预期的那样迅速和广泛地被接受的两个主要原因，尽管它在许多应用中取得了成功，如汽车防盗系统和非接触式智能卡的支付解决方案。管理条形码标准的组织GS1继续为射频标签开发电子产品代码(EPC)以及EPC信息服务(EPCIS)，使贸易伙伴能够在整个供应链中共享关于产品的物理移动和状态的信息。

价格变化

至于RFID标签的定价，这都是相对的。有很多标签可供选择，不同的应用原因需要不同价格的不同标签。简单的事实仍然是，如果RFID解决方案提供了巨大的投资回报(ROI)，组织就会投资。

正如宝马的例子所表明的那样，今天的制造商需要有能力推出融合创新技术的新产品，而不需要对生产线进行漫长或昂贵的改造。另一方面，他们必须能够在不增加成本的情况下生产即使是最小的数量(一个的批量大小)，以满足客户的各种需求。大规模定制是在不大幅增加仓储和物流成本的情况下提供广泛产品组合的关键。这就是未来的智能工厂所承诺的。在某些情况下，使用RFID，他们已经开始这样做了。

-苏珊娜·吉尔是控制工程欧洲；由数字项目经理Joy Chang编辑，控制工程，jchang@cfemedia.com．

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