【正文】 控制網(wǎng)絡(luò)采用 CAN現(xiàn)場總線接口設(shè)計取代傳統(tǒng)的 RS485 總線接口。 在這一案例中采用 TI公司的 s6700 多協(xié)議 IC 接口 ,讀寫距離約 6cm，正常工作所檢測智能吊架運(yùn)行速度為大約 10cm/s；射頻標(biāo)簽用 TI的 RII02112A/B，尺寸為 76mm45mm，或用 RI101112A/B,尺寸為 4545mm，二者皆符合 ISO/IEC15693 協(xié)議。 在制衣生產(chǎn)線物料配送系統(tǒng)中采用射頻技術(shù)后，每個智能吊架上承載的可以是不同款式的衣料，把其加工所需的所有要求都寫入射頻卡中，流水線上各個工作站都配有讀寫終端，這樣就可以準(zhǔn)確地按照預(yù)定的要求和工序進(jìn)行加工。 與傳統(tǒng)的條形碼識別相比，射頻識別技術(shù)有更大的讀寫距離和范圍，可以直接識別流水線上移動中的智能吊架標(biāo)簽，并且避免了條形碼可能受到外部灰塵、油污等環(huán)境污染而對識別造成的影響。 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。再次，物料自動且智能地傳遞至各工作單元，即通過安裝在主導(dǎo)軌上的 RFID 掃描器，檢測物料上的射頻標(biāo)簽識別物料，并根據(jù)預(yù)設(shè)的物料工序路徑控制物料自動送至正確的工作單元進(jìn)行加工。同時，主導(dǎo)軌在各加工單元處分離出一條支導(dǎo)軌，供物料或產(chǎn)品進(jìn)出加工單元。 針對服裝行業(yè)的具體特點(diǎn)，設(shè)計如下的方案來解決低效率、高損耗的問題：首先將一個產(chǎn)品的加工流程分解成為若干基本工序，每個加工單元（或工人）只完成其中的一道工序，使其在加工過程中只重復(fù)完成一個簡單操作，從而能有效地提高工作效率 。但隨著國際服裝市場競爭的日趨激烈以及批量小、多品種、交期 短等矛盾的日益突出，國內(nèi)服裝制造業(yè)的現(xiàn)狀顯然不能適應(yīng)服裝產(chǎn)業(yè)高效率、規(guī)模化、低成本發(fā)展的要求，這不僅制約了企業(yè)自身的發(fā)展，也使整個行業(yè)在國際服裝市場的競爭中處于極端不利的地位。 RFID 技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例 我國是服裝制造大國，目前共有 40 多萬家服裝企業(yè)。玻璃或塑料標(biāo)簽通常滿足 IP67 保護(hù)類型的要求，是完全防塵和防水的。利用這種技術(shù)可以生產(chǎn)最小批量為 1 的產(chǎn)品，而不必通過中央計算機(jī)與每個產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)雜的通信來交換信息。 靈活性 : 可以更加靈活地控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。 數(shù)據(jù)安全：通過校驗(yàn)和的方法來保證射頻標(biāo)簽中存儲的數(shù)據(jù)，從而確保讀出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。如果需要的話，還可以將工 件從生產(chǎn)過程中取出，而不會丟失數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)安全：將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從中央計算機(jī)中轉(zhuǎn)存到工件上將大大地提高系統(tǒng)的安全性。在生產(chǎn)結(jié)束時，產(chǎn)品驗(yàn)收之前必須能用該工件所有先前收集到的數(shù)據(jù)明確地表達(dá)其質(zhì)量?？罩锌蛙嚒⒉ㄒ舻蕊w機(jī)制造公司也試圖在零件上安置射頻標(biāo)簽 以加強(qiáng)零配件的倉儲、物流的管理。半導(dǎo)體生產(chǎn)對于超凈環(huán)境的特殊需要，使得 RFID 應(yīng)用在此非常理想，而其他自動識別系統(tǒng)，如條形碼在如此苛刻的化學(xué)條件和超凈要求下就不適用。特別是在生產(chǎn)及加工過程變得越來越快的背景下， 信息隨產(chǎn)品而傳遞并且能夠當(dāng)場使用，就成了加快生產(chǎn)過程的決定性因素。利用現(xiàn)代化的識別技術(shù)，今天已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能夠生產(chǎn)一種產(chǎn)品的多種變形或是最小批量為 1 的不同產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備。在裝配流水線上應(yīng)用射頻技術(shù)以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車，用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中選定自己所需車的顏色、引擎型號、輪胎式樣等要求 ，如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣的任務(wù)的。 汽車工業(yè)就是一個良好的例證：由于完全依據(jù)訂單來進(jìn)行生產(chǎn)并且?guī)缀鯖]有兩輛完全一樣的訂購車型，因此自動化的材料流跟蹤是順利生產(chǎn)最重要的前提條件。 現(xiàn)在， RFID 技術(shù)提供了另外的選擇，它不僅可以被 讀取，還能夠被寫入。 如果要在同一條生產(chǎn)線上同時且自動地生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，就必須能夠在每個生產(chǎn)崗位上對產(chǎn)品進(jìn)行識別并明確地判定出它的狀態(tài)，以便執(zhí)行正確的操作工序。這種方式的生產(chǎn)過程只適用于功能和外形單一的產(chǎn)品生產(chǎn)。 隨著工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)過 程在不斷地優(yōu)化。目前我國的制造業(yè)產(chǎn)值占全球制造業(yè)總產(chǎn)值的 %，并且在不久的將來就會超過德國成為世界排名第三的制造業(yè)大國。 （計算機(jī)世界報 ， 2020,第 42 期 B10） 結(jié)束同質(zhì)時代 —— RFID 技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用 ■ 中科院自動化所 RFID 研究中心 譚杰 趙晝辰 葛平等 本文主要涉及 到了 RFID 技術(shù)在服裝制造行業(yè)的應(yīng)用，類似地，可以將該系統(tǒng)推廣到汽車生產(chǎn)、飛機(jī)制造、機(jī)械制造、制鞋、玩具生產(chǎn)等離散行業(yè)的生產(chǎn)制造領(lǐng)域。自動化所國家集成電路工程中心對電子標(biāo)簽技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，對電子標(biāo)簽的基本構(gòu)成、功能模塊等進(jìn)行了分析；自動化所綜合自動化工程中心研制成功了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的雙通道手 持閱讀器，并且正在某生產(chǎn)制造行業(yè)實(shí)施一個應(yīng)用項(xiàng)目；自動化所互聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心一直從事分布式協(xié)同平臺的研究，目前它正在設(shè)計自主知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)軟件 ONS(ObjectName System)及中間件Savant，并且正在設(shè)計面向血液控制的 RFID 應(yīng)用示范系統(tǒng)。 應(yīng)用研究 中國科學(xué)院自動化研究所在 RFID 研究方面具有良好的基礎(chǔ)。此外，美國WebMethod公司與國內(nèi)企業(yè)合作，在上海港務(wù)系統(tǒng)集裝箱管理中的應(yīng)用研究試點(diǎn)工作也已開展。通過評估 RFID 標(biāo)簽和側(cè)門的工作性能和樣品材料之間的干擾，為標(biāo)準(zhǔn)制訂和產(chǎn)品設(shè)計提供有效的參考。 小資料 3:中國 RFID 應(yīng)用進(jìn)展片斷 測試評估 坐落在上海復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的 AutoID 中國實(shí)驗(yàn)室試圖在中國建立一個開放的 RFID 演示平臺，并結(jié)合應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行理論分析和基礎(chǔ)研究，為建立 EPC 國際標(biāo)準(zhǔn)和中國 RFID 標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)，促進(jìn) EPC 和 RFID 技術(shù)在中國的應(yīng)用并與國際接軌。因此，測試平臺是 RFID 應(yīng)用中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，具有很好的社會效益。通過檢驗(yàn)可以找到系統(tǒng)中存在的 bug，為終端用戶的使用提供可靠的保證。 數(shù)據(jù)分析和共享。 評測數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)上平臺。為了公平公正地對各類產(chǎn)品進(jìn)行評測，必須要建立規(guī)范的 RFID 測試大綱，通過合理的程序統(tǒng)一組織測試。因此可能需要使用建模方法及概率統(tǒng)計理論對性能指標(biāo)進(jìn)行評估。 性能指標(biāo)的評估模型。 測試場景與示范應(yīng)用的建立。 性能指標(biāo)的選擇。 RFID 檢測技術(shù)。主要屬于軟科學(xué)研究范疇，目的是為國家的政策制訂提供參考。更進(jìn)一步地，還應(yīng)通過對 RFID信息采集可靠性影響因素的 測試，獲取 RFID 產(chǎn)品在物流和制造業(yè)過程典型應(yīng)用環(huán)境下的基本技術(shù)參數(shù)，找出存在問題，并指明下一步技術(shù)攻關(guān)的方向。 一個開放式的面向物流和制造業(yè)應(yīng)用的 RFID技術(shù)分析和模擬測試實(shí)驗(yàn)中心需要一塊能夠容納 3～ 4 個物流過程典型實(shí)際場景以及 2～ 3 個制造業(yè)過程典型實(shí)際場景測試平臺的測試場地，還需具備對 RFID 應(yīng)用典型介質(zhì)、空間、速度、角度等環(huán)境和條件下數(shù)據(jù)采集可靠性的測試能力和數(shù)據(jù)共享的實(shí)時性安全性問題。硬件的資金投入分為兩部分，一是場地費(fèi)用，二是設(shè)備儀器的費(fèi)用。政府部門的支持不用多說，測試平臺的未來—— 測評中心實(shí)際上也將為政府提供咨詢與參考意見。通過測試平臺的這些研究，可以找到并解決 RFID 應(yīng)用中的幾個主要影響因素和難點(diǎn)，如 RFID 識別范圍及其影響因素、多目標(biāo)識別能力及其影響因素、防碰撞性能及其影響因素、抗干擾性及其影響因素、以及應(yīng)用中 RFID 與條形碼的系統(tǒng)兼容性等。 測試平臺的主要研究內(nèi)容包括標(biāo)簽閱讀器性能研究和復(fù)雜場景下的性能研究兩部分，分別對單件產(chǎn)品和整套系統(tǒng)進(jìn)行評測。因此我們迫切需要研究開發(fā)一套先進(jìn)的、能體現(xiàn)典型場景的技術(shù)測試平臺和完整的示范應(yīng)用框架，為科技人員的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品驗(yàn)證服務(wù)，進(jìn)一步還可以對國家標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的驗(yàn)證平臺。如：多個物品堆積時由于相互干擾而造成識別率降低所帶來的防碰撞問題；多個閱讀器多通道同時讀取時物品 群的去重問題；由于電子標(biāo)簽所附物品的介質(zhì)不同對無線信息的干擾造成的性能下降； RFID 在安全架構(gòu)方面的問題（如防止標(biāo)簽的復(fù)制問題、標(biāo)簽自銷毀問題）等。物流系統(tǒng)是一個縱橫交錯的、龐大的社會性系統(tǒng)，需要深入研究并建立面向全國物流體系的 RFID 應(yīng)用架構(gòu)。 我國物流企業(yè)的基礎(chǔ)條件和信息化手段參差不齊，因此，在未來相當(dāng)一段時間內(nèi)， RFID技術(shù)仍將與傳統(tǒng)條形碼技術(shù)共存。 RFID 與 Web 服務(wù)應(yīng)用基礎(chǔ)基本相同， RFID 通過 ONS 機(jī)制在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息的共享和交互； Web 服務(wù)通過 UDDI實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上信息自動流轉(zhuǎn)，提 供了產(chǎn)品－消費(fèi)鏈高層信息的協(xié)同處理機(jī)制，二者的結(jié)合應(yīng)用，可以為不同的應(yīng)用領(lǐng)域提供集成平臺與解決方案。分三類信息進(jìn)行目錄管理：白頁 (White Page)是地址、聯(lián)系方法和企業(yè)標(biāo)識；黃頁 (Yellow page)是基于標(biāo)準(zhǔn)分類法的行業(yè)類別，把 XML Web Services 組織到目錄中；綠頁 (Green Page)是關(guān)于該企業(yè)所提供的 Web 服務(wù)技術(shù)信息。 Web Service目錄服務(wù)可以通過 UDDI（ Universal Description, Discovery and Integration：統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成）協(xié)議來發(fā)布，訂閱與分發(fā)建筑在 XML 數(shù)據(jù)傳遞基礎(chǔ)上，利用在 HTTP協(xié)議上構(gòu)建的 SOAP 協(xié)議（ Simple Object Access Protocol：簡單對象訪問協(xié)議）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上功能調(diào)用，從而 實(shí)現(xiàn)信息在互聯(lián)網(wǎng)上的自動交互。 （ 2）通過應(yīng)用層集成，將標(biāo)簽中相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品與信息綜合起來，用以記錄貨物在供應(yīng)鏈中所進(jìn)行的各種處理和加工情 況，這些信息應(yīng)能方便地進(jìn)行寫入和更新，為不同的應(yīng)用對象提供信息服務(wù)。物流供應(yīng)鏈中供應(yīng)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲、銷售和消費(fèi)等環(huán)節(jié)構(gòu)成分布的應(yīng)用節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)自成應(yīng)用系統(tǒng)，具有信息采集能力（數(shù)據(jù)采集模塊）、數(shù)據(jù)整合能力（信息集成平臺）、自治能力（專業(yè)行業(yè)應(yīng)用、第三方應(yīng)用）和通信能力（局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信），節(jié)點(diǎn)之間通過物流中心的 ONS 機(jī)制進(jìn)行信息交互和功能協(xié)同。 以上為物流應(yīng)用建立了一個基本的 RFID 應(yīng)用參考框架，對于不同的應(yīng)用領(lǐng)域以及業(yè)務(wù)處理的不同，可能設(shè)計了不同類型的電子標(biāo)簽和閱讀器， RFID 系統(tǒng)具有不同功率以及性能，但其應(yīng)用框架大體相同。 企業(yè)級應(yīng)用：在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)施數(shù)據(jù)采集、過程控制等行為。包括企業(yè)信息管理軟件，分析統(tǒng)計及報表生成；專用領(lǐng)域應(yīng)用軟件，滿足行業(yè)應(yīng)用的個性業(yè)務(wù)需求；網(wǎng)站平臺，方便供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)信息的注冊、查詢及交互等信息服務(wù)；協(xié)同工作平臺，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中 RFID 與其他系統(tǒng)的協(xié)同工作。 信息傳輸：異地點(diǎn)到點(diǎn)之間 RFID 信息的傳輸架構(gòu)，異地 RFID 系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩軜?gòu)，實(shí)現(xiàn) RFID 信息的分發(fā)和流轉(zhuǎn)。 集成平臺：主要是在中間件基礎(chǔ)上增加與第三方應(yīng)用的接口（為財務(wù)、 OA、電子商務(wù)、MIS 系統(tǒng)、 ERP 系統(tǒng)、 CIMS 系統(tǒng)、 SCM 系統(tǒng)、 CRM 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口），使各種應(yīng)用軟件與 RFID 兼容。 資源目錄服務(wù)：包括物品編碼管理、資源目錄及 ONS 查找、發(fā)現(xiàn)、定位、驗(yàn)證機(jī)制。 （ 3）集成層： RFID 應(yīng)用支撐平臺，支持 RFID 信息的輸入、獲得、傳輸、處理及協(xié)同?？煞譃樗膫€層次（如圖 3 所示）： （ 1）環(huán)境層： RFID 應(yīng)用環(huán)境構(gòu)造，包括物品（帶標(biāo)簽）、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表、計算機(jī)硬件、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備等。 RFID 系統(tǒng)信息獲取流程如圖 2 所示。 EPC 標(biāo)準(zhǔn)體系中， RFID 系統(tǒng)包括 EPC, Tag, Reader, Savant, ONS, PML 等構(gòu)成要素。物流過程 應(yīng)用的射頻識別一般是感應(yīng)耦合方式的系統(tǒng)，其工作過程通常是：射頻識讀器的天線在其作用區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場，載有射頻標(biāo)簽的物品在經(jīng)過這個區(qū)域時被讀寫器發(fā)出的信號激發(fā)，將存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送給識讀器，識讀器接收射頻標(biāo)簽發(fā)送的信號，解碼后獲得數(shù)據(jù)，而讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)可以與信息系統(tǒng)無縫集成。每一個 RFID 將它采集得到的物品信息通過物聯(lián)網(wǎng)傳送到任何它應(yīng)該到達(dá)的地方，同時可能根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)上得到的信息對物品上的電子標(biāo)簽進(jìn)行信息加工（如圖 1 所示）。 （ 3） RFID 代表了現(xiàn)代工業(yè)社會對生產(chǎn)（ production）、運(yùn)輸（ transportation）、零售（ retail）到消費(fèi)的全方位信息處理及服務(wù)過程。 （ 2）由于 RFID 的動態(tài)作用，使得 RFID 與企業(yè)、與社會能夠 保持聯(lián)系。如 RFID 應(yīng)用于制造業(yè)生產(chǎn)管理時，零件在流水線上每進(jìn)入一個工位時，它做了哪些操作都需要進(jìn)行記錄。同時， RFID 應(yīng)用