自動(dòng)貨架搬運(yùn)與 RFID 技術(shù)融合
在制造業(yè)和物流行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的大背景下,傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)模式的效率瓶頸日益凸顯。某重型設(shè)備制造企業(yè)通過(guò)整合自動(dòng)貨架搬運(yùn)系統(tǒng)與RFID技術(shù),構(gòu)建了一套高效、精準(zhǔn)的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理體系,實(shí)現(xiàn)了物料從入庫(kù)到出庫(kù)的全流程自動(dòng)化管控,為行業(yè)數(shù)字化升級(jí)提供了典型范例。
一、項(xiàng)目背景:傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)的轉(zhuǎn)型迫切性
該企業(yè)專(zhuān)注于重型機(jī)械零部件生產(chǎn),倉(cāng)儲(chǔ)中心需管理數(shù)千種規(guī)格的原材料、在制品和成品。傳統(tǒng)人工倉(cāng)儲(chǔ)模式存在諸多痛點(diǎn):
空間利用不足:平面貨架布局導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)高層空間閑置,隨著物料種類(lèi)激增,倉(cāng)儲(chǔ)面積捉襟見(jiàn)肘;
作業(yè)效率低下:人工搬運(yùn)、揀選依賴(lài)體力勞動(dòng),日均物料處理量難以滿(mǎn)足生產(chǎn)節(jié)奏,尤其是在訂單高峰期,貨物積壓嚴(yán)重;
追溯能力缺失:物料流轉(zhuǎn)全靠人工臺(tái)賬記錄,一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,無(wú)法快速追溯其倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的流轉(zhuǎn)路徑和存儲(chǔ)狀態(tài),增加了問(wèn)題排查成本。
為突破這些瓶頸,企業(yè)決定引入自動(dòng)貨架搬運(yùn)系統(tǒng)(含自動(dòng)化立體貨架、AGV 搬運(yùn)車(chē)),并結(jié)合RFID技術(shù)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造。
二、技術(shù)架構(gòu):自動(dòng)貨架與RFID的協(xié)同應(yīng)用
(一)硬件部署:構(gòu)建智能感知網(wǎng)絡(luò)
RFID標(biāo)簽:為每類(lèi)物料定制抗金屬、耐磨損的RFID標(biāo)簽,存儲(chǔ)物料的規(guī)格、批次、生產(chǎn)日期、供應(yīng)商等核心信息,確保在車(chē)間復(fù)雜環(huán)境(金屬貨架、油污、粉塵)中穩(wěn)定工作。
RFID讀寫(xiě)設(shè)備:在倉(cāng)儲(chǔ)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部署固定式讀寫(xiě)器(如圖中所示的設(shè)備,通過(guò)綠色線(xiàn)纜與系統(tǒng)連接,實(shí)現(xiàn)物料標(biāo)簽的自動(dòng)識(shí)別),同時(shí)配備手持讀寫(xiě)終端,用于盤(pán)點(diǎn)、異常核查等場(chǎng)景。自動(dòng)貨架搬運(yùn)系統(tǒng)的AGV車(chē)、立體貨架貨位也集成了RFID讀寫(xiě)模塊,實(shí)現(xiàn)物料在搬運(yùn)、存儲(chǔ)過(guò)程中的自動(dòng)信息采集。
自動(dòng)貨架系統(tǒng):自動(dòng)化立體貨架充分利用垂直空間,存儲(chǔ)密度提升50%;AGV搬運(yùn)車(chē)根據(jù)系統(tǒng)指令自動(dòng)完成物料的庫(kù)區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn),替代人工搬運(yùn),減少人力消耗。
(二)軟件系統(tǒng):全流程數(shù)字化管控
入庫(kù)管理:物料到貨后,通過(guò)RFID入庫(kù)通道自動(dòng)讀取標(biāo)簽信息,系統(tǒng)自動(dòng)校驗(yàn)采購(gòu)訂單,完成入庫(kù)操作。AGV搬運(yùn)車(chē)隨即把物料運(yùn)至立體貨架的指定貨位,貨位讀寫(xiě)器再次確認(rèn)物料信息,庫(kù)存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新,全程無(wú)需人工干預(yù)。
庫(kù)存管理:RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)庫(kù)存實(shí)時(shí)可視化。系統(tǒng)可隨時(shí)查詢(xún)?nèi)我馕锪系拇鎯?chǔ)位置、數(shù)量、存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng),當(dāng)庫(kù)存低于安全閾值時(shí)自動(dòng)觸發(fā)補(bǔ)貨提醒;對(duì)于需優(yōu)先流轉(zhuǎn)的物料(如定制化零部件),系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)注并調(diào)度AGV優(yōu)先搬運(yùn)。
揀選與出庫(kù)管理:根據(jù)生產(chǎn)訂單,系統(tǒng)自動(dòng)生成揀選任務(wù),AGV搬運(yùn)車(chē)從立體貨架調(diào)取物料,運(yùn)至揀選工位。工位的RFID讀寫(xiě)器自動(dòng)核驗(yàn)物料信息,確保與訂單匹配。出庫(kù)時(shí),通過(guò)RFID 出庫(kù)通道的自動(dòng)核驗(yàn),無(wú)誤后完成出庫(kù),庫(kù)存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)扣減。
三、應(yīng)用成效:效率與價(jià)值的雙重提升
(一)運(yùn)營(yíng)效率顯著優(yōu)化
空間利用率:自動(dòng)化立體貨架使倉(cāng)儲(chǔ)空間利用率提升50%,相同面積下存儲(chǔ)容量翻倍;
作業(yè)效率:AGV搬運(yùn)車(chē)替代人工后,物料搬運(yùn)效率提升80%,日均物料處理量增長(zhǎng)60%;
盤(pán)點(diǎn)效率:RFID技術(shù)使盤(pán)點(diǎn)時(shí)間從原來(lái)的3天縮短至4小時(shí),準(zhǔn)確率達(dá)100%。
(二)成本與風(fēng)險(xiǎn)有效控制
人工成本:減少倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)、揀選崗位30%,每年節(jié)約人力成本超百萬(wàn)元;
庫(kù)存成本:庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)從40天降至20天,資金占用成本降低40%;
差錯(cuò)成本:物料錯(cuò)發(fā)、漏發(fā)率從5%降至0.1%以下,因庫(kù)存差錯(cuò)導(dǎo)致的生產(chǎn)延誤損失減少90%。
(三)數(shù)字化價(jià)值延伸
通過(guò) RFID 采集的物料流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù),企業(yè)構(gòu)建了物料流轉(zhuǎn)數(shù)字模型,可模擬不同生產(chǎn)計(jì)劃下的物料需求,優(yōu)化庫(kù)存策略;同時(shí),基于物料全生命周期數(shù)據(jù),企業(yè)能快速追溯質(zhì)量問(wèn)題根源,提升產(chǎn)品質(zhì)量管理水平,增強(qiáng)客戶(hù)信任。
四、案例啟示:智能倉(cāng)儲(chǔ)的未來(lái)趨勢(shì)
該案例表明,自動(dòng)貨架搬運(yùn)與RFID技術(shù)的融合是倉(cāng)儲(chǔ)智能化的核心路徑——自動(dòng)貨架解決物理空間與搬運(yùn)效率問(wèn)題,RFID技術(shù)解決信息精準(zhǔn)與流程透明問(wèn)題,二者協(xié)同實(shí)現(xiàn) “硬件自動(dòng)化 + 信息數(shù)字化” 的雙重升級(jí)。
未來(lái),隨著5G、人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用,智能倉(cāng)儲(chǔ)將向 “預(yù)測(cè)式運(yùn)營(yíng)” 演進(jìn):通過(guò)分析RFID歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)物料需求,自動(dòng)調(diào)整貨架存儲(chǔ)與AGV調(diào)度策略;利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,提前優(yōu)化資源配置。對(duì)于制造業(yè)和物流企業(yè)而言,布局 “自動(dòng)貨架 + RFID” 的智能倉(cāng)儲(chǔ)體系,既是應(yīng)對(duì)當(dāng)下效率競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇,也是擁抱未來(lái)工業(yè)4.0的關(guān)鍵布局。
四、應(yīng)用產(chǎn)品
晨控智能推出了CK-UR08系列 RFID產(chǎn)品,該系列產(chǎn)品具備以下特點(diǎn):
高度集成化設(shè)計(jì):
集天線(xiàn)、放大器、控制器于一體,采用先進(jìn)的集成芯片技術(shù),實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的小型化與高性能。這種高度集成的設(shè)計(jì)不僅減少了設(shè)備的體積和重量,方便安裝在空間有限的生產(chǎn)設(shè)備上,還降低了設(shè)備間的連接復(fù)雜度,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
便捷安裝與靈活部署:
產(chǎn)品體積小巧,結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方式靈活多樣,可通過(guò)螺栓固定等方式快速安裝在生產(chǎn)線(xiàn)上的關(guān)鍵位置
標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議與接口:
遵循標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè) MODBUS TCP/IP、ProfiNet、EtherNet/IP等工業(yè)通信協(xié)議,支持以太網(wǎng)接口。這種標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)使得 RFID 系統(tǒng)能夠與企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)(如 MES、ERP)無(wú)縫對(duì)接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸與共享。通過(guò)以太網(wǎng)接口,讀寫(xiě)器可以將采集到的 RFID 標(biāo)簽數(shù)據(jù)快速上傳至服務(wù)器,為生產(chǎn)調(diào)度和質(zhì)量管控提供及時(shí)的數(shù)據(jù)支持。
高防護(hù)等級(jí):
防護(hù)等級(jí)達(dá)到 IP67,具備卓越的防水、防塵、防油污和防腐蝕性能。即使在銅卷生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間暴露在惡劣環(huán)境下,也能確保設(shè)備正常運(yùn)行,有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,減少設(shè)備維護(hù)成本。
工作頻率與標(biāo)準(zhǔn):
工作頻率為920MHz~925MHz,符合EPC Global Class l Gen 2/IS0-18000-6C國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該頻率在保證信號(hào)傳輸穩(wěn)定性和穿透性的同時(shí),能夠有效避免與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)其他電子設(shè)備產(chǎn)生信號(hào)干擾,確保 RFID 系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
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