RFID как посредник между мирами
Cо времени возникновения концепции Интернета вещей прошло двадцать лет. Однако одно из основополагающих условий организации взаимодействия с активами так и осталось неизменным – наличие цифрового интерфейса или уникального и автоматически считываемого идентификатора объекта. Этот принцип лежит в основе организации промышленного Интернета вещей и управления производственными активами в рамках концепции Индустрии 4.0.
Решение проблемы учета нецифровых активов
Когда оборудование изначально оснащено необходимыми датчиками, обладает интерфейсами для взаимодействия с внешними системами и может быть интегрировано с АСУ ТП или платформой IIoT, проблем с его мониторингом не возникает. Мы можем анализировать состояние и режимы работы оборудования, учитывать расходные материалы, оснастку, направления движения активов, время наработки сотрудников, пробег и другие показатели.
Но если некоторое количество единиц производственного оборудования из «доцифровой эпохи» не оснащается необходимыми датчиками штатно или не имеет необходимого интерфейса, сложности возникают не только с глобальным переходом к Индустрии 4.0, но и при реализации локальных проектов по автоматизации производства. Главные минусы оборудования, не имеющего связи с современным цифровым миром, — невозможность получать достоверные данные о его состоянии онлайн и, конечно же, снижение производительности вследствие неоптимальной загрузки или несвоевременного обнаружения неисправностей. На момент появления такого оборудования его разработчики просто не могли предполагать его использование в ныне действующих моделях производства, — когда один процесс подстраивается под другой, и все это происходит в режиме реального времени.
Часто наличие автоматически считываемого идентификатора становится единственным условием перехода актива в цифровое измерение.
Поэтому радиочастотная идентификация (RFID) может использоваться как посредник между аналоговым или даже полностью механическим оборудованием и современным цифровым миром.
Возможности RFID для учета нецифровых активов
С помощью радиочастотной идентификации можно закрывать задачи практически во всех ключевых производственных процессах: в сфере логистики, контроля работы оборудования и оснастки, контроля доступа к оборудованию, контроля качества готовой продукции и, в конечном итоге, повышения эффективности и культуры производства, сокращения издержек, связанных с человеческим фактором, улучшения качества продукции, развития послепродажного сервиса. Рассмотрим подробнее, как решаются в данном случае наиболее актуальные для Индустрии 4.0 задачи.
Умное хранение и контроль активов
Первый комплекс бизнеспроцессов, в которых активно используется RFID, — это производственная логистика, учет, хранение, перемещение оснастки и активов точно вовремя. Объект учёта оснащается RFID-меткой, которая несет информацию, например, о его происхождении, назначении, запланированных и выполненных операциях, а также статусе их применения. Функциональные возможности платформы идентификации PROF-IT GROUP позволяют организовать умное хранение. Например, можно реализовать накопитель оснастки или комплектующих, интегрированный с MES-системой или оборудованием, чтобы своевременно снабжать подсборки необходимыми деталями или исключить поломку дорогостоящего станка из-за применения оснастки с превышением уровня допустимого износа. Для дополнительных операций с активами и оснасткой применяется мобильное приложение, обеспечивающее функции осмотра активов, инвентаризации запасов, подтверждения фактов передачи активов от одного сотрудника другому. Это позволяет актуализировать складские остатки в режиме онлайн, автоматически фиксировать приход и расход запасов. При этом могут применяться как наносимые метки, так и интегрируемые непосредственно в корпус оснастки или актива, отдельно стоящие, мобильные и встраиваемые считыватели. В результате можно получать диагностическую информацию о состоянии производственного оборудования и организовать производство по вытягивающей схеме (прим. Организация движения материальных потоков через производственную систему, при которой материальные ресурсы подаются с предыдущей операции на последующую в соответствии с заранее сформированным жестким графиком поставок ).
Повышение прозрачности производства
Диагностика активов и мониторинг запасов — не единственная сфера применения радиочастотной идентификации, еще одна область использования технологии — это автоматизация производственных процессов. С помощью RFID можно управлять ритмичностью производства и взаимодействовать с внешним оборудованием на низком уровне. Например, модуль управления GPIO (интерфейс ввода/вывода общего назначения) платформы идентификации PROF-IT GROUP позволяет создавать сценарии по активации/ деактивации и переключению режимов работы внешнего оборудования по факту наступления того или иного события с активом/оснасткой, либо генерировать событие при получении сигнала от оборудования. Приведем пример из отрасли автопрома. Радиочастотная идентификация помогает собирать информацию о местонахождении кузовов, ключевых узлов автомобиля и сочетаемости их друг с другом. Это обеспечивает точность хода производства и предоставляет дополнительные возможности для оперативного управления процессами. Таким образом, набор комплектующих осуществляется быстро, с максимальной точностью и исключая ошибки. В более современных производствах, использующих концепцию «Киберфизических систем», RFID-метки также используются для автоматической многофункциональной связи с производственными модулями системы. Например, когда в момент завершения сборки система фиксирует в памяти RFID-метки ее результат и одновременно указывает параметры воздействия для следующего этапа опциями, которыми нужно дооснастить изделие на следующем этапе.
Развитие постпродажного сервиса
Задействование возможностей радиочастотной идентификации не ограничивается контуром производственного предприятия, они активно используются всеми участниками сбытовой цепочки, включая сервисные центры и точки продаж. Метками маркируются не только производственная оснастка и комплектующие, но и готовые изделия, а также ключевые или критически важные узлы. Данные, извлекаемые из памяти меток посредством специализированного приложения, помогут реализовать интерактивный послепродажный сервис для конечных потребителей и стать источником оперативной эксплуатационной статистики для R&D-подразделения и службы маркетинга. При выполнении гарантийных обязательств будут полезны данные о подлинности и сроках выпуска продукта, истории обслуживания, состоянии изделия или его элементов.
Ведем мониторинг нецифровых активов
Есть классические способы оцифровки нецифровых активов, например, как в случае с АСУ ТП. Датчики и контроллеры могут фиксировать уровень давления, вибрации и оповещать об отклонении от заданных параметров. Но такой подход не всегда позволяет собрать все необходимые данные, а зачастую может быть более затратным, чем использование RFID в связке с платформой индустриального Интернета вещей.
Еще один вариант цифровизации с использованием промышленной идентификации — оснащение оборудования адаптированным считывающим комплексом (считывателями, антеннами, триггерами). При этом, если оборудование расположено компактно, то один считыватель может обеспечивать сбор данных сразу с нескольких активов, что позитивно отражается на возможностях масштабирования и стоимости внедрения.
Работа с данными обеспечивается RFID-платформой, идентификаторы и коды параметров могут записываться как в метку, так и/или в информационную систему, где консолидируется весь объем информации. Выбор того или иного способа учёта определяется спецификой производственных процессов, особенностями оборудования и решаемыми задачами. Выбор оптимального подхода обеспечивает минимизацию перемещения активов, пересортицы, получение данных о том, на каких станках велась работа, когда делали ремонт или регламентные сервисные работы.
Реализация может быть актуальна:
- для производственных участков — когда мы рассматриваем целый комплекс оборудования, а также оснастку, инструменты, транспорт и другие активы,
- для отдельных единиц нецифрового оборудования.
Есть и смешанный вариант, когда оборудование уже частично автоматизировано, но не хватает отдельных видов данных. В таких случаях применение радиочастотной идентификации зачастую будет дешевле, чем инвестиции в новое оборудование, и станет одним из способов автоматизации смежных процессов.
Как видим, использование технологий радиочастотной идентификации может в буквальном смысле преобразить производственное предприятие. Правда, результат, заметный не локально, а в масштабах всего бизнеса, быстрее принесут комплексные проекты промышленной идентификации. Выстроить работу с метками и интегрировать систему с другими ИТ-решениями предприятия можно с помощью платформы RFID. Универсальная платформа по идентификации PROF-IT GROUP позволяет организовать прослеживаемость активов на всем пути производственного и логистического циклов, собирая и агрегируя идентификационные данные, формируя события, передаваемые в учетные системы. Решение может использоваться для контроля показателей оборудования, действий операторов, учёта оборота инструмента и оснастки, защиты подлинности продукции, — мониторинга людей и техники.
Главными результатами использования радиочастотной идентификации станут автоматическое снабжение смежных информационных систем актуальными учётными данными и, как следствие, обеспечение прозрачности бизнес-процессов, рост производительности за счет автоматизации учета, сокращение простоев активов, повышение безопасности и надежности контроля за производственными операциями.
