美國運用RFID技術鑄造航空器零部件新模具
美國奧克拉荷馬州的航空器零組件制造商Nordam集團正式運用RFID于切割技術后棕健,切割模具就不再困擾該公司襟衰,即便是使用線上制造模具來生產(chǎn)飛航器關鍵組件兔辅。Nordam集團的內(nèi)裝及結(jié)構(gòu)部門生產(chǎn)航空器內(nèi)裝所需的完整組件驮瞧,供應給包括普通航空業(yè)氓扛、商業(yè)航空、商業(yè)及軍方市場等不同的客戶群论笔;其中采郎,部分顧戶提供自身的設計規(guī)范及制圖,大部分的客戶需仰賴Nordam集團提供設計狂魔、工程蒜埋、技術等專業(yè)技能。
Nordam集團同時提供OEM服務最楷,包括組裝面版整份、塑膠制品、機艙制造及內(nèi)裝整合籽孙。
近年來烈评,RFID已成為最有用的技術,該公司使用ISO18000-6B被動式UHF標簽在400種以上的模具犯建,期望借由RFID追蹤每組模具的位置及被使用的次數(shù)该捎,以提升制造模具的識別度及能力。利用RFID追蹤及監(jiān)控模組技術之理念源自于Nordam集團及3M聯(lián)合進行的6個標準差計畫张相;他們共同分析模組的工作流程循贝,檢視原本屬于高度人力需求的系統(tǒng),以提升效率及生產(chǎn)力根朱。3M追蹤部門經(jīng)理BillWeber說尉利,Nordam集團確實藉由3M公司所提供的技術,獲得改進的方法敏盒。
具組織性的追蹤方法
首先汤顷,針對現(xiàn)有最耗時的系統(tǒng),檢視為何需耗費大量的人力翁凳。6個標準差的研究計畫證實了他們最初的懷疑-每當工作交替的時候递促,工作人員需要6-30分鐘找尋其所需的模具。在缺乏具組織性的追蹤方法下,完全仰賴工人的記憶和視覺來定位及回復特定的模具送魁,因而每天耗費許多時間來啟動工作涉粘。而工人們必須記住模具的外型,否則就必須在周邊諸多零件中笨奠,根據(jù)所標記的號碼袭蝗,找出正確的零件。此一缺乏效率的作法意謂著成本大量的流失般婆。除了效率提升之外到腥,Nordam集團同時希望追蹤及監(jiān)控生產(chǎn)過程中個別模具,更重要的是蔚袍,希望確保模具未被過度使用乡范,因而影響所生產(chǎn)出的航空器零組件的精確度。為了同時提升效率及品質(zhì)啤咽,Nordam及3M工作團隊設計以RFID為基礎的系統(tǒng)晋辆,可以迅速追蹤生產(chǎn)過程中的模具,然后工作人員也可輕易的存取這些盤存的項目宇整。
2005年1月開始規(guī)劃瓶佳,Nordam及3M工作團隊首先共同確定系統(tǒng)的范圍及能力,起初只是一個簡單的理念没陡,且仍停留在RFID可能在航空器制造過程中占有一席之地嗎涩哟?幾個月之后,3M工程師發(fā)展出使用客制化標簽以迎合Nordam的唯一制造需求之系統(tǒng)雛型焊循。將3M航太維修部門所修正的防震標簽設置在EscortMemorySystem的UFH525HT裝置帝愉,3M所屬的HighJumpSoftware公司則提供此套系統(tǒng)所需的模具追蹤軟體,至于詢答器則由SAMSys公司的MP93202.0系統(tǒng)沈跷,并使用CushCraft公司生產(chǎn)的圓型極化天線暖麻,周邊系統(tǒng)則由Nordam負責,整套設備在2006年8月完成亮铛。
制造及烘烤階段的克服
制造本系統(tǒng)首先面臨整合不同環(huán)境之下電源供應器的問題瘾手,因為這些標簽必須能在華式400度的烤爐且承受每平方英吋45磅的壓力。亦即受卒,協(xié)力廠商很快就了解到光拥,必須采用被動式的設備-以一種不用電池但卻能承受所有經(jīng)過烤爐的生產(chǎn)制程中運作的系統(tǒng)。而被動式設備有其極限筋蝴,為了因應烤爐內(nèi)的極端環(huán)境厨摔,必須在設施上裝置不銹鋼,標簽因而厚達1吋岛涝。如同1990年代的行動電話般脓杉,每片的成本大概是美金100元。同時為確保這些堅固標簽能在帶狀的烤爐中運作,3M公司在模擬環(huán)境中一再試驗球散。Nordam共有1200種不同的模具尿赚,其尺寸變化很大且全部都設有條碼,基于成本及大小考量蕉堰,僅有其中的400種是RFID型式(模具最少要卡片的大小凌净,才能附加上標簽),該公司最大的模具(32呎長嘁灯、6呎寬泻蚊、5呎高)幾近市公車大小躲舌,愈大的就愈容易被找到丑婿。為了達到無縫追蹤,Nordam運用RFID讀取器安置于重要位置没卸,包括制程中各出入口羹奉。每當模具經(jīng)過時,詢答器立即讀出標簽所載特定的ID號碼约计,并即時傳遞到追蹤軟體诀拭,更新工具所在位置。另外一個RFID讀取器嵌置于收費亭(tollbooth)善簸,收費亭是裝設于模具送往工廠4個烤爐必經(jīng)之途徑传撰,且詢答器也已安裝于烤爐。實際作業(yè)時呛产,系統(tǒng)不但能追蹤模具的精確位置距搂,而且決定下一步該如何進行。當模具離開烤爐到出入口時治勒,系統(tǒng)在接下來的24小時會自我檢視配件恰磷,并告知操作者把模具上架或繼續(xù)投入生產(chǎn)線,大約56%的模具無需被暫時擱置路倔,工作人員同時可以從符號使用手提式詢答器協(xié)助找尋不在庫存的組具熏屎,作業(yè)時間因而大幅節(jié)省。
在Nordam公司制程中烤爐的環(huán)境逮赋,可說是當前RFID技術所面臨最極端的環(huán)境之一京嗽,以致判讀的成功率仍為持續(xù)挑戰(zhàn)的目標。而最困難的區(qū)域是在烤爐出入口附近卓奄。因為烤爐材質(zhì)系薄金屬制品墨叛,天線就被嵌置在烤爐金屬門外,另一個困難是標簽本身并村,當他們離開烤爐時巍实,周遭溫度大約為150度,其所散發(fā)出的大量熱幅射及噪音,使物件在離開烤爐的作業(yè)程序中棚潦,大致產(chǎn)生了20%的失敗率令漂。為了處理這個問題,3M公司想出了后門的設計丸边,在烤爐記錄資料庫額外多增加一步驟叠必,用以記錄模具進出烤爐的時間,如果模具由烤爐出來后妹窖,相關資料未被讀取時纬朝,隨著烤爐門關閉的時間資料被判讀時,模具將自動被送到下一步驟骄呼。除了協(xié)助定位每一模具的位置之外共苛,RFID系統(tǒng)同時協(xié)助減少生產(chǎn)過程中高價值產(chǎn)品的損壞。例如預防性的維修蜓萄,就在每一個生產(chǎn)循環(huán)中氢莫,將模具適時的拉出并檢視,以確保其正常運作秤慌。系統(tǒng)同時可以搜集關鍵資料邦擎,以便提供管制單位。例如透過Highjump軟體式涝,烤爐判讀器可以在模具進入烤爐時僧逞,即時輸入模具時間資料,此為美國聯(lián)邦飛航協(xié)會(FAA)所規(guī)定航空器零組件在生產(chǎn)過程中必需具備之文書資料图汪。
Weber對其所設置的裝置十分自豪杏蟋,他開創(chuàng)了RFID運用的新境界-此為RFID首先運用于航太制造業(yè),且為首次運用于高溫UHF資產(chǎn)追蹤派憨。同時本系統(tǒng)對效率的提升及成本的降低购廊,因為平均找尋模具時間較使用本系統(tǒng)前的最佳時間減少50%,整體生產(chǎn)率增加27%笔碌。更傲人的是刃镶,72%的增加來自周末生產(chǎn),而周末生產(chǎn)的員工多為低階且資淺的員工甚脉,當引進本系統(tǒng)之后丸升,原本對模具辨識及準備等困難工作,完全被系統(tǒng)解決牺氨,周末員工的生產(chǎn)率因而幾與平日員工無異狡耻。
結(jié)語
Nordam公司建議任何企業(yè)如果考量運用本系統(tǒng),必須相當程度堅信“投資報酬率”的要求猴凹,因為RFID系統(tǒng)對生產(chǎn)制程的改變夷狰,確可提升財務效益岭皂。Weber的成功哲學在于系統(tǒng)設計期間對所有細節(jié)持續(xù)的關注,在規(guī)劃階段花費了大量的時間沼头,有些原本沒有的想法爷绘,在設計過程中也不斷的被提出。更重要的是进倍,過程中所有可能的細節(jié)均被檔案化土至,而完善的規(guī)范設定終將使其付出實現(xiàn)。Nordam公司日以繼夜的花了6周寫下了該公司RFID系統(tǒng)的規(guī)格猾昆,Weber精心的開發(fā)陶因,設想及投入,創(chuàng)造了一個利用RFID具潛力的系統(tǒng)帅珍,完全符合股東的期待忠牛。因為他認為人們不能期待實驗的結(jié)果,他們期待真正能創(chuàng)造價值的東西跑既。
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