能源技術(shù)公司施耐德電氣在位于肯塔基州列克星敦的第一家智能工廠中使用IoT技術(shù)，實現(xiàn)在各部門之間共享數(shù)據(jù)和分析的能力。該公司基于物聯(lián)網(wǎng)的EcoStruxure架構(gòu)可捕獲并可視化來自多種技術(shù)的數(shù)據(jù)，包括增強現(xiàn)實、人機界面、可編程邏輯控制器和連接技術(shù)，如無源HF RFID。

列克星敦工廠的EcoStruxure Advisor解決方案可以分析這些數(shù)據(jù)，并在工廠的各個部門共享。據(jù)施耐德電氣稱，去年這套系統(tǒng)推動了現(xiàn)有設(shè)備的數(shù)字化。這種數(shù)字化可以減少生產(chǎn)停工時間，提高效率并降低能耗。

包括RFID系統(tǒng)在內(nèi)的一些技術(shù)已經(jīng)使用多年，但截至2018年11月，施耐德電氣已經(jīng)將這些技術(shù)集成到其EcoStruxure解決方案中。施耐德電氣目前正在與那些對創(chuàng)建自己的智能工廠解決方案感興趣的客戶分享其系統(tǒng)和經(jīng)驗。

施耐德智能工廠的RFID技術(shù)最初用于其產(chǎn)品的自動化噴漆過程。據(jù)施耐德電氣的報告稱，自從2009年投入使用以來，被稱為Osisense的RFID系統(tǒng)已取消了非自動化流程所需的128英里日常叉車駕駛過程，并把WIP庫存成本降低了50萬美元。施耐德在北美供應(yīng)鏈績效創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者Mike Labhart表示，這使該公司在不到一年的時間內(nèi)獲得了33%的投資回報。事實上，他表示RFID技術(shù)提高了涂裝效率，并實現(xiàn)了機器人裝卸等生產(chǎn)自動化。

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現(xiàn)在，為了改善數(shù)據(jù)管理，公司已將其他智能工廠系統(tǒng)的RFID數(shù)據(jù)采集集中在一個解決方案中。在工廠的中心，基于云的數(shù)字化解決方案可以顯示噴漆過程中的WIP和供應(yīng)水平以及其他生產(chǎn)業(yè)務(wù)。列克星敦工廠已有60多年的歷史，但它是一個高度現(xiàn)代化、自動化的工廠，每年生產(chǎn)近130萬個負(fù)載中心和大約80萬個安全開關(guān)。

施耐德報告稱，隨著EcoStruxure系統(tǒng)的出現(xiàn)，這家工廠不僅是一個生產(chǎn)設(shè)施，還將作為一個展示平臺，讓客戶和合作伙伴了解它如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)做出決策，從而提高盈利能力、管理績效和運營效率，同時實現(xiàn)更智能、更高效的員工團隊。當(dāng)RFID技術(shù)在10年前推出時，它的目的是追蹤產(chǎn)品在自動單軌運輸系統(tǒng)上的運動軌跡。實際上，RFID解決方案使自動輸送系統(tǒng)能夠運行。

公司將符合ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)的13.56 MHz無源HF RFID標(biāo)簽應(yīng)用于載有部件加工和涂漆的支架上。公司能夠通過RFID技術(shù)將每個運營商與特定產(chǎn)品連接起來，并在生產(chǎn)過程中穿過各個區(qū)域時讀取到每個運營商的標(biāo)簽。物料搬運輸送系統(tǒng)很復(fù)雜，事實上，它能夠?qū)⒅饕c涂裝相關(guān)的大量產(chǎn)品從10個制造點或裝載點移動到10個裝配線點。Labhart說，工廠總共有大約900個傳送帶標(biāo)簽貼在載體上，產(chǎn)品在經(jīng)過讀取過程時會被暫停。

首先，生產(chǎn)中的每個新產(chǎn)品都連接到機架上，然后再連接到載體上。當(dāng)時，工作人員向系統(tǒng)輸入五個詳細(xì)信息，并將數(shù)據(jù)寫入RFID標(biāo)簽。這些詳細(xì)信息包括產(chǎn)品是否根據(jù)其來源或目的地進行跟蹤其狀態(tài)(如裝載、卸載或噴漆)以及其零件、機架和托架編號。

整個設(shè)施中有75個讀取器，在處理每個項目時捕獲標(biāo)簽數(shù)據(jù)。當(dāng)標(biāo)簽進入每個讀取器的三英寸讀取范圍內(nèi)，機器會捕獲每個標(biāo)簽經(jīng)過的相應(yīng)時間和路徑。當(dāng)一個項目進入涂裝部分時，該產(chǎn)品的油漆配方也會寫入標(biāo)簽。用戶可以實時查看每個載體標(biāo)簽的上一次讀取位置，從而獲得有關(guān)WIP或材料和供應(yīng)可能減少的數(shù)據(jù)。但是，數(shù)據(jù)以前在邊緣捕獲，而未存儲，因此以后無法對其進行分析。

Labhart說：“工作流程中存在的知識僅在過程中的特定點上才知道。”沒有可用的歷史記錄，個人需要在計算機前才能查看WIP數(shù)據(jù)。其他基于物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)也是如此。“我們的設(shè)施是垂直整合的，并且相當(dāng)自動化。”他解釋道。工廠中有多個專有系統(tǒng)，后來發(fā)展成數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包可能表明哪些是可以使用但不能自動與其他部門共享的供應(yīng)材料。

“我們一端有SQL軟件，在工廠的另一端設(shè)置紙質(zhì)文件。而其他人則使用了未與其他操作集成的傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)。”Labhart這樣說道。因此，對于那些在工廠或監(jiān)督生產(chǎn)的人來說，收集數(shù)據(jù)可能是一個復(fù)雜的項目。他指出，實現(xiàn)邊緣級別之外的可視化一直是一個挑戰(zhàn)，他補充道，“我們沒有這些數(shù)據(jù)的歷史記錄，數(shù)據(jù)當(dāng)時存在于邊緣，但隨后就消失了。沒有辦法分析WIP數(shù)據(jù)，也無法將給定的WIP計數(shù)與另一個相關(guān)聯(lián)，以評估性能，更別提共享信息。”

然而，自2018年11月以來，由RFID系統(tǒng)捕獲和管理的數(shù)據(jù)已經(jīng)集中。因此，現(xiàn)在存儲信息用于分析目的，可以與其他部門共享并且可以觸發(fā)警報，例如通知人員供應(yīng)水平可能低。通過下一步，現(xiàn)在可以捕獲材料計數(shù)并將其存儲在云中，如果材料級別達到警報點或需要采取措施，負(fù)責(zé)人會收到推送通知。

2009年，位于威斯康星州斯特根灣的Thermo-tron-X公司將RFID系統(tǒng)與“動力和自由式輸送機系統(tǒng)”集成。這是當(dāng)時該產(chǎn)品的首次安裝，由施耐德與自己的能力中心合作開發(fā)。“我們進行了大量的產(chǎn)品測試，”Labhart說，其中包括使用各種標(biāo)簽和讀取器來捕獲每個組件的唯一標(biāo)簽ID以及書面數(shù)據(jù)，而傳送帶以每分鐘60英尺的速度移動貼附標(biāo)簽的載體。所選的RFID標(biāo)簽和讀卡器硬件由施耐德電氣傳感器能力中心提供。

施耐德電氣在位于俄亥俄州代頓市的能力中心對其輸送系統(tǒng)的模擬版本進行了RFID解決方案測試。從那時起，施耐德繼續(xù)使用相同的技術(shù)，并為它增加了機架、標(biāo)簽和讀取器。它還開始在其裝配線的最后階段部署這項技術(shù)，其中貨物裝載到托盤上;每個托盤都有自己的RFID標(biāo)簽。

Labhart表示，自EcoStruxure Advisor工具上線以來，系統(tǒng)的優(yōu)勢得到了提升。“我們已經(jīng)看到負(fù)載中心停機時間減少近6%，這是因為公司能夠在類似低供應(yīng)水平的通知和事態(tài)變嚴(yán)重之前做出反應(yīng)。”他補充道，通過集中數(shù)據(jù)，他們更好地理解不同系統(tǒng)中材料的消耗。”

施耐德電氣目前正在對輸送系統(tǒng)進行復(fù)雜的建模。來自材料運輸時的RFID數(shù)據(jù)，加上對Ecostruxure Advisor解決方案(如Aveva Insight)的描述性分析，使公司能夠在修改之前預(yù)測和驗證系統(tǒng)性能。

Labhart說，RFID系統(tǒng)已經(jīng)為公司有效地工作了10年，而且自推出以來，這種情況一直沒有改變。他表示，“我們的RFID系統(tǒng)沒有任何問題，它堅如磐石。在剛開始使用這種系統(tǒng)時，我們對其復(fù)雜性建立了一個很大的學(xué)習(xí)曲線。”事實上，公司在不停止生產(chǎn)的情況下部署了該系統(tǒng)。“在云端協(xié)調(diào)物流，保持生產(chǎn)運行，而不是中斷系統(tǒng)，這是一次令人大開眼界的體驗。”