Ứng dụng IIoT cùng RFID để quản lý tài sản hiệu quả

• 07/07/2020

Nghiên cứu của Manufacturing Vision  báo cáo rằng 62% các nhà sản xuất trên toàn thế giới vẫn sử dụng các phương pháp dựa trên bảng tính Excel để theo dõi tài sản của họ. Tuy nhiên, đến năm 2022, con số này dự kiến ​​sẽ giảm xuống 20% ​​do sự phát triển hơn nữa của các giải pháp theo dõi tài sản thông minh. Bằng cách cung cấp thông tin có giá trị về trạng thái, vị trí và luồng di chuyển của tài sản, họ sẽ loại bỏ gánh nặng theo dõi khỏi nhân viên và loại bỏ các lỗi liên quan đến các phương thức nhập dữ liệu thủ công.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ chia sẻ kinh nghiệm phát triển IoT của chúng tôi và tập trung vào các công nghệ giúp đạt được mức độ hiển thị và tự động theo dõi tài sản cao hơn đáng kể.

Tại sao doanh nghiệp cần một cách tiếp cận thông minh hơn để theo dõi tài sản?

Trước khi đi sâu vào cái gọi là một cách tiếp cận thông minh để theo dõi tài sản, chúng ta phải hiểu mức độ hiển thị và tự động hóa mà phần lớn các doanh nghiệp hiện đang sở hữu. Hãy xem xét một ví dụ dưới đây

Một công ty xây dựng sở hữu hàng trăm vật liệu, từ máy trộn xi măng đến máy xúc lật. Những vật liệu  này di chuyển từ một nhà kho trung tâm đến nơi có năm mươi công trường xây dựng một năm. Công ty cần theo dõi vị trí xây dựng mà mỗi độ bền được đặt tại đó, cách sử dụng, ai vận hành nó, lỗi hay xảy ra là gì, hư hỏng ra làm sao v.v. Nhân viên đó ghi chú về các hoạt động được thực hiện với tài sản trên notepad và sau đó nhập dữ liệu vào bảng tính excel.

Hãy xem xét số lượng tài sản lâu bền, địa điểm xây dựng và hoạt động được thực hiện trên mỗi máy, và hãy tưởng tượng công ty mất bao nhiêu thời gian để theo dõi (chưa kể đến việc khoảng 88% bảng tính có lỗi ).

Để tự động hóa theo dõi tài sản và quản lý hàng tồn kho , giải phóng thời gian làm việc của nhân viên và giảm khả năng lỗi của con người xuống mức tối thiểu, các nhà sản xuất bắt đầu tận dụng các giải pháp theo dõi tài sản theo công nghệ.

Công nghệ đằng sau các giải pháp theo dõi tài sản thông minh

Các doanh nghiệp chuyển sang các dịch vụ IoT để thực hiện các giải pháp theo dõi tài sản, vì IoT công nghiệp và RFID là những key role chính trong lĩnh vực quản lý tài sản thông minh. 

RFID

Hệ thống RFID bao gồm ba thành phần: thẻ RFID, ăng ten RFID và đầu đọc RFID.

Thẻ RFID

Thẻ RFID có thể được gắn vào bất kỳ bề mặt vật lý nào – từ nguyên liệu thô và linh kiện đến dụng cụ cầm tay và thiết bị di động lớn. Mỗi thẻ có một ID, mang dữ liệu về một đối tượng mà thẻ được gắn vào. Đối với các mục đích công nghiệp, chủ yếu là các thẻ thụ động được sử dụng, tức là những thẻ không có nguồn cung cấp năng lượng riêng. Các thẻ như vậy khá rẻ, nhưng chúng cần được cung cấp bởi đầu đọc để có thể truyền dữ liệu.

Anten RFID

Ăng-ten RFID bắt sóng vô tuyến từ đầu đọc để ‘nạp’ các thẻ với năng lượng cần thiết cho hoạt động và chuyển tiếp tín hiệu vô tuyến phát ra từ các thẻ trở lại đầu đọc.

Đầu đọc RFID

Đầu đọc RFID – có thể là thiết bị cầm tay hoặc cố định – sử dụng sóng radio để ghi và đọc từ các thẻ. Nó có thể đọc đồng thời từ số lượng thẻ theo khoảng cách. Một trình đọc bắt ID của các thẻ và truyền chúng đi, cũng như dữ liệu về vị trí của trình đọc và thời gian đọc, đến cloud để lưu trữ và xử lý.

IIoT

IoT công nghiệp biến dữ liệu được các trình đọc RFID tìm nạp thành thông tin chi tiết có ý nghĩa về vị trí, trạng thái, chuyển động của tài sản, v.v. và cung cấp đầu ra tương ứng cho người dùng phần mềm theo dõi tài sản.

Ví dụ: giải pháp IIoT có thể đề xuất ngày bảo trì tối ưu cho một thiết bị bền, cũng như ước tính chi phí lao động và các bộ phận liên quan. Do đó, giải pháp IIoT kết hợp dữ liệu về tần suất từng phần của thiết bị bền được thực hiện với dữ liệu về bảo trì được thực hiện trên tài sản và áp dụng các công cụ phân tích cho toàn bộ tập dữ liệu.

Đầu ra mà một giải pháp IoT công nghiệp cung cấp có thể có nhiều dạng khác nhau. Chẳng hạn, nó có thể thông báo cho người dùng trong trường hợp thiếu tài sản hoặc vật phẩm tồn kho, tự động lên lịch bảo trì nếu một phần của thiết bị bền không được sử dụng hết công suất, v.v.

Ngoài ra, các giải pháp IIoT có thể được tích hợp với các hệ thống của bên thứ ba, như ERP. Dữ liệu có thể được chia sẻ theo cả hai hướng để cung cấp khả năng hiển thị lớn hơn trên toàn doanh nghiệp. Chẳng hạn, giải pháp theo dõi tài sản dựa trên IoT có thể cung cấp dữ liệu về tài sản cho bộ phận kế toán để tránh phải trả quá nhiều thuế và bảo hiểm cho các vật phẩm bị mất hoặc bị xử lý, truy cập dữ liệu của bộ phận bảo trì về lịch bảo trì, v.v.

Quản lý tài sản thông minh dựa trên IoT và RFID

Hãy quay lại ví dụ giám sát tài sản xây dựng và xem nó sẽ như thế nào nếu công ty xây dựng bắt đầu sử dụng  IIoT để quản lý tài sản .

Trong trường hợp như vậy, theo dõi tài sản thông minh có thể được áp dụng để theo dõi cả công cụ nhẹ và máy móc hạng nặng. Vì thế, mỗi tài sản có thể di chuyển – có thể là máy khoan hoặc máy ủi – sẽ có thẻ RFID passive. Mỗi thẻ có một ID mang dữ liệu được mã hóa về tài sản mà nó được đính kèm, ví dụ: mô tả, nhà sản xuất, chi phí, điều kiện, mô hình, số sê-ri, một nhân viên được chỉ định, vị trí, v.v.

Dữ liệu này được lưu vào kho dữ liệu lớn – lưu trữ dữ liệu trên cloud – khi ủy quyền thẻ. Để ủy quyền thẻ, một nhân viên sân lưu trữ thiết bị sẽ quét nó bằng đầu đọc RFID cầm tay và nhập dữ liệu tài sản thông qua ứng dụng theo dõi tài sản. Ứng dụng theo dõi tài sản sẽ chuyển dữ liệu đến kho dữ liệu lớn, nơi bản ghi dữ liệu được lưu trữ với nhãn được ủy quyền. Khi thẻ được ủy quyền, phần mềm theo dõi tài sản sẽ nhận được lệnh theo dõi thẻ.

Để cho phép theo dõi, các đầu đọc RFID cố định được cài đặt để quét các thẻ tại khu vực thanh toán của khu vực công cụ, tại lối ra của bãi lưu trữ thiết bị, tại các lối vào của các vị trí xây dựng và các điểm quan trọng khác.

Khi các tài sản di động được gắn thẻ thụ động rời khỏi vùng công cụ hoặc kho lưu trữ thiết bị, trình đọc RFID sẽ quét ID của thẻ ở lối ra và chuyển chúng vào cloud . cloud tổng hợp dữ liệu từ nhiều người đọc, chạy nó thông qua các thuật toán phân tích và xác định rằng các thiết bị di động có ID tương ứng đã rời khỏi vùng công cụ hoặc kho lưu trữ thiết bị. Phần mềm cloud cập nhật dữ liệu về các mục tương ứng trong kho dữ liệu lớn và hiển thị các bản cập nhật cho người dùng.

Khi thiết bị có thể di chuyển vào vị trí xây dựng, các đầu đọc RFID được cài đặt tại các lối vào, lấy ID của thẻ và chuyển chúng lên cloud để kiểm tra xem tất cả các máy móc và công cụ đã đến địa điểm xây dựng chưa.

Ngoài ra, nhờ có nhiều đầu đọc RFID tần số cao được triển khai tại các điểm chính của công trường, giải pháp theo dõi tài sản cung cấp cho nhân viên dữ liệu thời gian thực về chuyển động của vật liệu bền, cũng như trạng thái của chúng. Nếu một phần của thiết bị di động rời khỏi khu vực được chỉ định, được sử dụng ngoài giờ hoạt động hoặc bởi người không được ủy quyền, giải pháp theo dõi tài sản sẽ gửi thông báo cho chuyên gia kiểm kê.

Ngoài ra, nhân viên vận hành các thiết bị di động có thể đeo thẻ RFID hoạt động, liên tục truyền dữ liệu mà không được cung cấp bởi đầu đọc. Điều này được thực hiện để ngăn chặn truy cập trái phép vào các máy cụ thể và cũng theo dõi thiết bị di động bằng cách giám sát vị trí của nhân viên, một phần thiết bị được vận hành trong suốt cả ngày làm việc. Do đó, người quản lý mua sắm có được một bức tranh rõ ràng về vị trí của tài sản, ai sử dụng chúng và trong bao lâu.

Lợi ích của việc theo dõi tài sản dựa trên IIoT và RFID

Theo dõi tài sản và quản lý hàng tồn kho dựa trên IoT đặt nền tảng vững chắc cho các cải tiến quy trình công nghiệp và tăng cường cách thức kinh doanh. Đây chỉ là một vài lợi ích cho phép doanh nghiệp hoạt động trơn tru hơn:

• Tự động hóa theo dõi và báo cáo tài sản . Được gắn thẻ thụ động, các tài sản được quét tự động khi chúng di chuyển qua các điểm chính trong hoặc giữa các cơ sở. Nó giải phóng thời gian làm việc của nhân viên và cho phép họ tập trung vào các lĩnh vực thực sự tạo ra sự khác biệt.
• Góc nhìn liên tục vào các trạng thái và chuyển động của tài sản . Phần mềm theo dõi tài sản do IoT cung cấp khả năng hiển thị chính xác vào dòng nguyên liệu thô, linh kiện, công việc đang thực hiện, hàng hóa thành phẩm và tài sản lâu bền để người dùng nhìn thấy khi một mặt hàng cụ thể đi vào hoặc rời khỏi một khu vực cụ thể.
• Tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị di động . Với các thẻ RFID được gắn vào thiết bị di động, nhân viên có được dữ liệu về tần suất và thời gian sử dụng của mỗi thiết bị di động trong bao lâu. Họ có thể tính toán việc sử dụng các thiết bị di động và thực hiện các biện pháp để giảm thời gian nhàn rỗi và tối ưu hóa việc sử dụng.
• Tối ưu hóa hàng tồn kho . Biết được lượng hàng tồn kho và vị trí của nó, người quản lý hàng tồn kho có thể điều chỉnh các quy trình quản lý hàng tồn kho để duy trì mức tồn kho càng thấp càng tốt, đồng thời đáp ứng nhu cầu của khách hàng ở cuối chuỗi cung ứng.
• Tìm kiếm nút thắt trong quá trình sản xuất và vận hành . Tận dụng dữ liệu từ các thẻ, các nhà sản xuất có thể xác định chính xác máy chạy không sử dụng, sử dụng sai hoặc sử dụng sai và thực hiện các hành động khắc phục. Ví dụ, với các báo cáo về số lượng và vị trí của các mặt hàng tồn kho riêng lẻ, công nhân có thể thấy rằng một phần hàng tồn kho chất đống trước máy, giả sử máy không hoạt động hết công suất và bảo trì theo lịch trình.

Những thách thức và hạn chế

Đưa ra một giải pháp theo dõi tài sản không chỉ là triển khai các thẻ và trình đọc và khiến chúng giao tiếp với cloud . Việc triển khai các giải pháp theo dõi tài sản dựa trên RFID và IIoT có thể bị cản trở bởi những thách thức sau:

• Chẳng hạn, việc gắn thẻ vào chỗ trống, các nhà sản xuất phải xem xét tất cả các hoạt động mà bộ phận sẽ trải qua, để thẻ không can thiệp vào các hoạt động.
• Đầu đọc RFID có thể gặp khó khăn khi quét qua kim loại và chất lỏng. Để tránh điều đó, các nhà sản xuất cần cộng tác với một nhà cung cấp để chọn loại thẻ phù hợp cho các mặt hàng được theo dõi.
• Giá cho các thẻ RFID dao động từ 10 cent đến 10 đô la mỗi thẻ. Giá của đầu đọc RFID (cùng với cài đặt và cấu hình) có thể lên tới 3.000 đến 20.000 đô la tùy thuộc vào loại đầu đọc