RFID智能包裝在汽車零部件企業(yè)中的應(yīng)用

摘 要：隨著汽車行業(yè)智能化的發(fā)展與應(yīng)用，汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)也需要不斷提高響應(yīng)速度。本文對(duì)于RFID智能包裝在汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)的制造過程、存儲(chǔ)管理的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，分析在工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)布局、庫(kù)位規(guī)劃、物流路線等方面進(jìn)行改善的基礎(chǔ)上，RFID智能包裝在庫(kù)存管理、工作效率、成本等方面獲得的成效。

關(guān)鍵詞：汽車零部件 智能包裝 RFID

Abstract：With the development and application of intelligence in the automotive industry， auto parts manufacturers also need to continuously improve their response speed. This paper discusses the specific application of RFID intelligent packaging in the manufacturing process and storage management of auto parts manufacturers， and analyzes the effectiveness of RFID intelligent packaging in inventory management， work efficiency， cost and other aspects on the basis of improving process flow， site layout， storage location planning， logistics route， etc.

Key words：auto parts， smart packaging， RFID

1 引言

在汽車零部件的物流、存儲(chǔ)環(huán)節(jié)中，包裝主要起著保護(hù)、隔離、運(yùn)輸及定量等作用。隨著汽車主機(jī)廠的制造能力不斷提升，汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)也需要不斷提高響應(yīng)速度。在汽車零部件公司的生產(chǎn)制造過程中，如何有效提升企業(yè)的原材料、在制品、成品的管理水平，對(duì)于企業(yè)降本增效、提高競(jìng)爭(zhēng)力越來越重要。隨著企業(yè)對(duì)原材料信息、位置、狀態(tài)等信息需求與日俱增，如何應(yīng)用信息技術(shù)，提高汽車零部件物流及存儲(chǔ)管理水平，是汽車零部件管理研究及應(yīng)用的重要內(nèi)容。

無線射頻RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)讀寫速度快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在制造企業(yè)中的生產(chǎn)制造、物流倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用越來越廣泛。在汽車零部件企業(yè)， 將RFID技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)包裝中，形成智能包裝，可充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與作用，提高物流周轉(zhuǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)管理的效率，支持企業(yè)智能化發(fā)展。

2 智能包裝

智能包裝是指在一個(gè)包裝、一個(gè)產(chǎn)品或產(chǎn)品與包裝的組合中，有一個(gè)集成化組件或一項(xiàng)固有特性，通過此組件或特性把符合特定要求的智能產(chǎn)品賦予產(chǎn)品包裝的功能中，或體現(xiàn)在產(chǎn)品本身的使用中[1]。目前智能包裝主要分為功能材料型、功能結(jié)構(gòu)型及信息型這三種類型。其中信息型智能包裝主要應(yīng)用于記錄并反饋包裝系統(tǒng)及內(nèi)裝物內(nèi)在品質(zhì)和生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程信息的新型包裝技術(shù)，是最有發(fā)展活力和前景的包裝技術(shù)之一。目前的研究成果主要體現(xiàn)在智能標(biāo)簽技術(shù)與信息識(shí)別智能包裝方面。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，信息識(shí)別智能包裝技術(shù)從一維碼、二維碼識(shí)別技術(shù)，發(fā)展到多維碼、RFID、NFC、EPC技術(shù)，正向高級(jí)智能包裝階段邁進(jìn)，廣泛應(yīng)用到產(chǎn)品溯源、智能物流、智慧倉(cāng)儲(chǔ)、票證防偽、人員管理、移動(dòng)支付等全方位，呈逐年上升趨勢(shì)[2]。

3 基于RFID技術(shù)的智能包裝

RFID是一種通過無線射頻進(jìn)行非接觸雙向通訊識(shí)別技術(shù)，將其與包裝結(jié)合，與復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)，賦予包裝感知和通訊的功能，便于解決物流調(diào)度、質(zhì)量追溯、庫(kù)存管理等問題[3]。在提高工作效率的同時(shí)，為企業(yè)的庫(kù)存分析、存量設(shè)置等提供數(shù)據(jù)支持，輔助企業(yè)持續(xù)改善。RFID技術(shù)在機(jī)場(chǎng)行李管理、醫(yī)療管理、銷售管理、供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品制造過程、銷售及售后服務(wù)等過程的追溯。

將RFID技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)包裝中，形成信息型智能包裝，能實(shí)時(shí)監(jiān)控原材料、在制品、成品的庫(kù)存狀態(tài)、位置狀態(tài)，且不需要投入人工進(jìn)行操作，有利于提高物品的管理效率，縮短制造周期。RFID在智能包裝的材料上，也不斷有研究成果，如安德烈·海姆研發(fā)制造的石墨烯電子標(biāo)簽，提高了電子標(biāo)簽性能、壽命上的優(yōu)勢(shì)[4]。在制造企業(yè)中，基于RFID技術(shù)的儲(chǔ)配管理系統(tǒng)架構(gòu)主要為設(shè)備層、軟件層、系統(tǒng)應(yīng)用層[5]。設(shè)備層主要有手持設(shè)備、RFID載具、服務(wù)器設(shè)備、出入口讀寫設(shè)備等。工作人員用手持設(shè)備將包裝載具上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定，包裝經(jīng)過出入口讀寫設(shè)備時(shí)，能快速識(shí)別讀取到信息，并通過軟件層實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至系統(tǒng)應(yīng)用層的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)加工產(chǎn)成品狀態(tài)數(shù)據(jù)的高效、透明的傳輸與讀寫，見圖1。

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展及日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)汽車零部件及配件制造提出了更高的要求。在“十三五”期間，汽車零部件產(chǎn)業(yè)取得了顯著的成績(jī)，低碳化、智能化、信息化是未來汽車零部件行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[6]。基于RFID技術(shù)的智能包裝，有利于汽車零部件及配件制造過程中實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、過程管控、數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行快速、高效的管理。

4 N汽車零部件制造企業(yè)RFID智能包裝的應(yīng)用

文章以N汽車零部件制造企業(yè)為例，分析基于RFID智能包裝在汽車零部件各環(huán)節(jié)管理中的應(yīng)用。N汽車零部件制造企業(yè)主要生產(chǎn)汽車變速器齒輪、齒軸及汽車傳動(dòng)零部件產(chǎn)品，在加工和生產(chǎn)的過程庫(kù)存管理業(yè)務(wù)主要涉及原材料存儲(chǔ)、在制品暫存、成品存儲(chǔ)。隨著規(guī)模不斷擴(kuò)大，經(jīng)營(yíng)管理越來越復(fù)雜，需要從原來依靠經(jīng)驗(yàn)管理轉(zhuǎn)變形成規(guī)范化的管理。在此之前，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、各工序周期差異較大，存在著在制品庫(kù)存多、周轉(zhuǎn)過程數(shù)據(jù)模糊、存放管理缺乏規(guī)范、料賬不符、尋找困難等問題等多種問題。因此，為提高該企業(yè)的整體物流及存儲(chǔ)業(yè)務(wù)管理水平，首先要對(duì)廠內(nèi)物流進(jìn)行梳理，規(guī)劃各環(huán)節(jié)的存儲(chǔ)區(qū)域，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用RFID智能包裝技術(shù)，提供各種物流和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)的支持，以實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件各環(huán)節(jié)的管控，降低物流成本，提高效率，縮短制造周期。

4.1 存儲(chǔ)區(qū)域規(guī)劃及廠內(nèi)物流優(yōu)化

N汽車零部件制造企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，主要是對(duì)精坯進(jìn)行機(jī)加、熱處理，其存儲(chǔ)區(qū)域規(guī)劃及廠內(nèi)物流優(yōu)化的重點(diǎn)主要集中在熱處理前后兩段。各存儲(chǔ)區(qū)域、廠內(nèi)物流規(guī)劃需根據(jù)產(chǎn)品的需求節(jié)拍、加工工藝、設(shè)備能力等因素，對(duì)工藝流程、工位、區(qū)域布局進(jìn)行優(yōu)化，使各環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力趨于平衡化，各存儲(chǔ)區(qū)域合理化。經(jīng)過梳理后，將主要工藝過程主要鎖定在精坯深孔鉆、制齒線、熱處理、拋丸、校直+打磨+檢驗(yàn)、入庫(kù)等過程。在存儲(chǔ)環(huán)節(jié)中，除精坯庫(kù)、成品庫(kù)外，在主要的工藝節(jié)點(diǎn)間設(shè)置緩存區(qū)域，分別為對(duì)在制品進(jìn)行緩存、周轉(zhuǎn)管理，形成廠內(nèi)物流總體規(guī)劃思路（如圖2），解決該公司的在原料、半成品、成品無庫(kù)位規(guī)劃、存放缺乏規(guī)范、過程管理混亂等問題。根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際場(chǎng)地情況，對(duì)各存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行劃分，形成廠內(nèi)各區(qū)域及物流路線規(guī)劃（如圖3所示），便于配送與管理。

對(duì)于存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的庫(kù)位規(guī)劃，根據(jù)物品的包裝要求、周轉(zhuǎn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)主機(jī)廠的包裝要求，需采用1300mm*1300mm、900mm*1200mm兩種規(guī)格的料架。根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有業(yè)務(wù)量、未來三年規(guī)劃情況、場(chǎng)地情況，對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的庫(kù)位需求進(jìn)行規(guī)劃。目前，原材料庫(kù)位需求量為317個(gè)，成品庫(kù)位需求量為343個(gè)，在制品各環(huán)節(jié)的存儲(chǔ)庫(kù)位需求量為200個(gè)。而企業(yè)涉及的產(chǎn)品系列多、制造過程環(huán)節(jié)多，如按照傳統(tǒng)的按系列規(guī)劃固定庫(kù)位的存儲(chǔ)管理辦法，目前的面積將無法滿足庫(kù)位需求。為了降低成本、減少庫(kù)存浪費(fèi)，需應(yīng)用信息系統(tǒng)，提高管理效率，解決各環(huán)節(jié)庫(kù)存周轉(zhuǎn)問題。

4.2 RFID智能包裝的應(yīng)用

N汽車零部件制造企業(yè)的工藝流程較為繁瑣，涉及的存儲(chǔ)區(qū)域較多，為了提高存儲(chǔ)管理效率、降低物流與物料管理成本，將RFID識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于物流器具，形成信息型智能包裝，用于出入庫(kù)管理、暫存管理、狀態(tài)跟進(jìn)等。由于該公司的包裝載具主要為金屬料架，因此RFID標(biāo)簽采用超高頻抗金屬標(biāo)簽，固定在工裝器具上，可循環(huán)使用，如圖4所示。

4.3 RFID智能包裝在原材料中的應(yīng)用

在不同的環(huán)節(jié)與存儲(chǔ)區(qū)域，智能包裝發(fā)揮著不同的作用。在原材料入庫(kù)環(huán)節(jié)中，供應(yīng)商運(yùn)送來的原材料，需要將精坯材料在檢查合格后，在拆包區(qū)將精坯材料由供應(yīng)商的紙箱或木箱轉(zhuǎn)換為RFID包裝器具，并做數(shù)據(jù)處理。準(zhǔn)備完成后，精坯材料通過安裝有RFID的讀寫設(shè)備的物流門后，自動(dòng)讀取入庫(kù)信息。庫(kù)區(qū)編號(hào)與RFID的讀寫設(shè)備編號(hào)相同，并將RFID的讀寫設(shè)備與其相匹配。系統(tǒng)通過讀取信息后，存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在系統(tǒng)中配置入庫(kù)存儲(chǔ)位置等進(jìn)本信息，可以將包裝器具存儲(chǔ)區(qū)域的編號(hào)與實(shí)際的地理位置相匹配。

4.4 RFID智能包裝在制造周轉(zhuǎn)中的應(yīng)用

在零部件的制造周轉(zhuǎn)中，因工藝間的加工時(shí)間差異，涉及較多的緩存環(huán)節(jié)，應(yīng)用RFID智能包裝可實(shí)時(shí)跟進(jìn)各環(huán)節(jié)的物料數(shù)量、質(zhì)量狀態(tài)等，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度、生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)管控。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，員工將精坯材料領(lǐng)出，RFID讀寫器設(shè)備更新料車的狀態(tài)，在精坯上線區(qū)待加工。之后的各環(huán)節(jié)將根據(jù)線邊設(shè)計(jì)的最低庫(kù)存進(jìn)行周轉(zhuǎn)。由于該企業(yè)的產(chǎn)品品種、需求訂單較為穩(wěn)定，可采用物料拉動(dòng)配送方式進(jìn)行物料的配送與管理。各在制品緩存區(qū)域除了實(shí)時(shí)了解數(shù)量信息、位置信息外，還可結(jié)合物料拉動(dòng)配送方式來快速響應(yīng)下游工序的需求，將RFID智能包裝應(yīng)用于看板拉動(dòng)，按需拉動(dòng)管理在制品周轉(zhuǎn)配送。

除掌握在制品信息外，還可通過應(yīng)用RFID技術(shù)，對(duì)各環(huán)節(jié)的加工工時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與評(píng)估，分析各環(huán)節(jié)的實(shí)際產(chǎn)能，準(zhǔn)確的把握生產(chǎn)進(jìn)度，解決生產(chǎn)瓶頸，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置。

4.5 RFID智能包裝在成品存儲(chǔ)管理與出庫(kù)的應(yīng)用

當(dāng)零部件加工完成后，進(jìn)入成品庫(kù)區(qū)，根據(jù)主機(jī)廠的需求計(jì)劃，做好發(fā)貨準(zhǔn)備。RFID技術(shù)在成品環(huán)節(jié)的管理，主要是對(duì)成品存儲(chǔ)位置信息確認(rèn)、數(shù)量信息統(tǒng)計(jì)等工作，可快速找到物品位置，提高物品盤點(diǎn)效率，減少庫(kù)存差異率。在成品出庫(kù)環(huán)節(jié)，由于出入庫(kù)共用一個(gè)物流門，為了區(qū)分物品出入庫(kù)數(shù)據(jù)，在物流門設(shè)置一前一后兩組固定讀寫設(shè)備，即前端的讀寫設(shè)備先讀到數(shù)據(jù)，則為入庫(kù)，后端讀寫設(shè)備先讀到數(shù)據(jù)，則為出庫(kù)。

4.6 改善效果

在工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)布局、庫(kù)位規(guī)劃、物流路線等方面進(jìn)行改善的基礎(chǔ)上，將RFID技術(shù)與包裝載具相結(jié)合，庫(kù)存占有率、工作效率、成本等方面均由較大程度改善。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在項(xiàng)目運(yùn)行4個(gè)月后，物流工作效率提高63.7%，產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量提高10%，庫(kù)存占有率降低90%，節(jié)能降耗減少64%。要充分發(fā)揮智能包裝的優(yōu)勢(shì)，還需要往供應(yīng)商拓展，可共享原材料數(shù)據(jù)信息，并能夠減少與優(yōu)化原材料入庫(kù)前的檢驗(yàn)、二次包裝的環(huán)節(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著智能化的發(fā)展進(jìn)程，信息化、智能化是汽車零部件企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。RFID技術(shù)在工業(yè)包裝中的應(yīng)用，可有效提升企業(yè)的物流管理水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件生產(chǎn)制造過程、庫(kù)存管理等方面的有效管控，降低成本，全面提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。

課題名稱：廣西汽車工業(yè)智能包裝現(xiàn)狀與策略研究，編號(hào)：2020KY31026。

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作者簡(jiǎn)介

韋曉麗：（1987—），女，壯族，廣西柳州人，專技十一級(jí)，管理系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，碩士研究生學(xué)歷。主要研究方向：精益生產(chǎn)、物流管理。