自动化点石成金的精灵 – 浅论 RFID 于输送带上的应用

      输送带在现代的工业自动化中扮演着非常重要的角色，因为它有效地节省物体在不同区域间传输的时间与人力成本，使得流程与流程间的串连更加顺畅，让产线或物流的整体效率得以提升。时至今日，这项传统的工具更因为 RFID 技术的加入而增添了新的风貌。

      在实务上 RFID 非常适用于与输送带的组合，首先由于输送带皆为循序一对一的读取，因此降低了一对多读取需考虑的堆迭方式或彼此干扰的复杂性；其次由于输送带有强制经过的特性，因此将物品的动线以及读取范围局限在一定的空间中，便于 RFID 的读取；此外 RFID 大范围读取的功能解除了以往使用高速条码机扫瞄必须限定标签位置以及 Line-of-sight 的限制，使得自动化的应用更具弹性。

      目前输送带结合 RFID 的典型应用为制造业的产线自动化以及结合自动仓储的自动分流系统：

      1. 产线自动化：在现实的产线中，为了发挥设备最大的产能，生产线往往处于多产线、多工单以及多工作站错综复杂的情况，如何追踪以及监控各工单以及各工作站的生产以及备料状态并详实纪录，使得产线能顺利运作便成为重要的课题。RFID 能在生产的过程中即时监控工单的生产进度，并记录生产的时间、机台状况、人员等资讯以作为逆物流或未来 EPC 架构中的重要资讯。

      2. 物流自动化：物流中心里或工厂的出货端每日有相当多不同来源以及不同目的地的货品穿流不息的交错着，RFID 正确的识别货品的身份以及目的地，并结合自动仓储的分流系统让货品有条不紊地，以最快的速度配送至正确的位置。

      虽然 RFID输送带的应用有上述种种的优点，但也不尽然是完全没有限制的，当我们在规划时仍必须谨记下列可能的影响因素：

      1. 读取速度：由于不同的输送带系统有不同的传输速度，因此规划时必须先了解硬体以及流程对于速度的影响以及限制；此外物件之间的堆迭距离以及标签相对位置也应该一并考量。

      2. 贴标方式：虽然 RFID 的读取限制相对较小，但是仍会因为外箱内容物以及贴标位置而有所影响；此外若选用具有方向性的标签也会影响天线架设位置以及角度，因此了解标签贴附的方式的限制以作为天线架设的参考也是相当重要的课题。若物品的标签贴附方式无法掌控，设计特殊的载具以取代贴附在物品本身也是实务上常用的作法。

      3. 干扰因素：输送带上主要的干扰因素有三：（一）输送带本身（滚轮）以及周遭的金属环境：因此在规划阶段必须先针对预定的安装地点进行勘验；（二）近距离天线间彼此的干扰：选用具防干扰功能的读取器或指向性的天线限制电波范围，并妥善规划天线的方向以减低天线的相互干扰；（三）机台以及其他无线环境的干扰：除了事先了解使用现场的无线环境以及应用限制外，实务上常使用隧道（Tunnel）来增加 RFID 的读取效果并阻绝与外界的干扰。

      4. 系统整合：系统整合包含硬体整合与软体的整合。硬体整合方面，RFID 读取器可能需要连接其他的讯号输入或输出，如接受 PLC 资料以便进行比对，利用感应器触发读取事件，或将读取的结果透过 Relay 输出至外接的显示设备。规划时务必确认读取器的 GPIO以及需外接的设备的通讯介面等规格，对于各设备间的讯号流程以及位置也必须妥善规划以达到预期的效果；软体整合需确认读取器与后端主机的资料连接方式（有线或无线）、资料过滤或事件的条件以及资料传输的间隔时间等，在硬体安装后必须进行实测，确定资料的准确性以及读取效能符合需求。在某些情况下，读取的效果会由于程式设计而有很大的差异。

      整体来说，RFID 输送带已经是成熟的 RFID 应用之一，但是在规划阶段仍必须针对客户期望的效果、安装环境以及基础设施的限制、作业流程以及重要关系人（专案团队、现场作业员、程式开发人员）的影响以及上述的影响因素做进行整体的考量，就应用方式进行适当的测试计画，事先发现并解决可能的问题，在安装后持续追踪读取的效果并拟定持续的改善计画，必定能让 RFID 成为自动化应用中如虎添翼的最佳伙伴！