Материал из PL Engineering
Закрепленные на руке RFID-сканеры идентифицируют тяжелое оборудование в процессе его перегрузки
На заводе компании, производящем силовые агрегаты, рабочие с RFID-антеннами на рукавицах могут слышать голосовую звукозапись с описанием единицы оборудования и ее местоположения во время подбора оборудования.
На протяжении последних пяти лет рабочие на заводе Volvo в городе Сковде (Швеция), производящем силовые агрегаты, идентифицируют стальные опорные кронштейны с помощью низкочастотных (LF) RFID-сканеров с частотой 125 КГц, прикрепленных к рукаву. При этом антенны RFID-сканеров закрепляются к большому пальцу перчатки, а карманный персональный компьютер – к поясу. Система сообщает пользователям (с помощью записанного голосового сообщения), какой кронштейн они в тот или иной момент держат в руках при подборе оборудования для заказа, и инструктирует их, куда его следует поместить. Кронштейны используются для защиты силовых агрегатов (двигателя и коробки передач) при транспортировке их заказчику. Компания-поставщик данного решения, Advanced Manufacturing Consultancy (AMC), в настоящее время выпускает на рынок обновленную версию этой технологии. Благодаря считывателю меньшего размера, новое решение имеет более простое крепление к одежде. А использование технологии ZidBee для связи считывателя и карманного компьютера обеспечивает более быструю обработку и передачу данных.
Данная система, изначально разработанная для завода Volvo, включает производимые AMC RFID-метки и ридер со встроенным считывающим устройством, а также программный комплекс Datema Mobility для управления собранными данными. Завод производит двигатели и коробки передач в соответствии с техническими требованиями клиента. Как сообщают представители компании, эти технические требования могут сильно различаться в зависимости от страны, где находится заказчик. Каждый силовой агрегат монтируется на опорную раму с различными стальными опорными кронштейнами, чтобы обеспечить ее сохранность при перевозке. В целом на заводе используется 60-70 кронштейнов различной конструкции и размеров. По получении силовых агрегатов с завода заказчик возвращает раму и кронштейны. Затем сотрудники завода Volvo Powertrain снимают кронштейны с ящиков, в которых перевозились силовые агрегаты, и помещают их в большой контейнер на складе для дальнейшей сортировки.
По словам представителей компании AMC, процесс сортировки связан с решением весьма сложных задач. Каждый кронштейн должен идентифицироваться и храниться в специальном контейнере вместе с другими кронштейнами для того, чтобы можно было извлечь их при следующих перевозках. Однако, часто рабочие испытывают сложности при идентификации кронштейнов, а отличие между ними может быть минимальным, например, кронштейны могут иметь различное расположение отверстий для винтов. Таким образом, сотрудникам приходится учиться отличать каждую единицу оборудования, а процесс их наружного осмотра занимает очень много времени и может приводить к ошибкам.
Для решения этой проблемы представители Volvo искали автоматизированную систему, которая облегчала бы сортировку и устраняла ошибки, тем самым предотвращая задержки поставок из-за размещения соответствующего кронштейна в неправильном контейнере. Так как кронштейны отличаются значительным весом (до 25 кг каждый), сотрудники должны нести их двумя руками, одновременно пытаясь идентифицировать их.
Для решения этих задач компания AMC совместно с Volvo занялись разработкой решения, которое могло бы обеспечить сотрудникам возможность идентификации кронштейна при его подборе для выполнения заказа. Так как рабочему было бы неудобно нести ручной ридер в одной руке, чтобы считать метку, а в другой руке держать тяжелый кронштейн, было разработано решение, в котором ридер крепится к рукаву пользователя с помощью манжеты, а две антенны встраиваются в чехол для большого пальца, надеваемый на рабочую перчатку. Данное устройство через Bluetooth соединение поддерживает беспроводную связь с портативным компьютером.
Специалисты Volvo предложили использовать низкочастотные метки в форме монеты, которые можно было бы приклеивать на плоскую поверхность каждого кронштейна, но в компании AMC специально разработали и изготовили RFID-метку со стеклянным покрытием, которая вставляется в специальный корпус, крепящийся к шарниру, приваренному под углом 90 градусов, с помощью термоклея. Оба вида меток были установлены на 50 кронштейнах, которые затем прошли испытания на механическую вибрацию (в вибраторе, установленном на частоту 26 Гц), чтобы приблизительно воссоздать те воздействия, которым подвергается метка за семь лет постоянных перевозок на территорию заказчика и обратно на завод. Результаты испытаний продемонстрировали, что все метки в форме монеты были повреждены, в то время как все метки AMC уцелели.
Кроме того, специалисты AMC сконструировали ридер, который можно крепить к верхней части руки с помощью нарукавной манжеты. Этот ридер поддерживает связь с антенной, встроенный в чехол для большого пальца, который надевается поверх перчатки. Для получения информации RFID (уникального идентификационного номера каждой считываемой метки) через Bluetooth используется карманный персональный компьютер (PDA) Motorola. Программный комплекс Datema, установленный на PDA-устройство, идентифицирует единицу оборудования и контейнере, в котором она находится, и дает рабочему соответствующие инструкции с помощью аудиозаписи через громкоговоритель компьютера или наушники. PDA-устройство передает эти данные в программный комплекс, установленный на сервере завода, где в базе данных создается цифровая запись, в которой отражается число случаев использования конкретного кронштейна.
Перед отправкой клиентам каждый силовой агрегат вместе с кронштейнами, на который он монтирован, окрашивается аэрозольной краской. Следовательно, поверхность каждого кронштейна необходимо периодически очищать от этой краски. Программное обеспечение отслеживает число поставок (и, соответственно, покраски) каждого кронштейна и может предупреждать рабочего, принимающего и сортирующего кронштейны, когда определенный кронштейн нуждается в повторной покраске. До установки технологии с использованием RFID сотрудникам компании приходилось самим определять, когда необходимо снимать краску, и в результате кронштейны подвергались покраске чаще, чем это было необходимо.
В течение первых двух лет после внедрения этой технологии сотрудники компании оснастили метками в целом около 45 000 кронштейнов и внесли идентификационные номера всех меток в программный комплекс Datema. Благодаря этому решению RFID рабочие более не нуждаются в специальной подготовке для идентификации кронштейнов. Процесс сортировки занимает меньше времени и исключена возможность ошибок, что обеспечивает своевременную доставку товаров.
В AMC отмечают, что дальнейшее развитие этой технологии дает возможность предложить решение, которое будет еще более удобным для рабочих. По его словам представителей компании, учитывая современные технологии производства считывающего оборудования, AMC может производить RFID-сканеры меньшего размера, которые могут крепиться к запястью работника, а не к верхней части руки, что позволит уменьшить размер проводов антенн, повышая удобство их использования. Более того, при использовании технологии Bluetooth на передачу данных после повторной активации антенны уходит несколько секунд, а технология ZigBee может проделать эту операцию значительно быстрее. Версия с использованием технологии ZigBee может эксплуатироваться дольше без замены батареи, так как переходит в спящий режим чаще, чем модель с использованием Bluetooth, и потребляет меньше энергии.
В АМС утверждают, данная технология подходит для использования в любой среде, в которой работники должны подбирать единицы оборудования для производства, и особенно эффективна для тяжелого оборудования, например, при производстве силовых агрегатов.