2011年,德国首次宣布工业4.0的概念。
2013年6月,强盛科技(GE)提出工业互联网的概念。
近年来,我国将物联网作为战略性新兴行业上升为国家发展重点,物联网产业不断发展。
各国概念跟战略的不断提出,预示着信息技术与传统产业的跨界整合作为必然趋势,都指向智能制造这个核心。智能生产必须收集工业设施的数据,再对数据进行下一步利用跟预测。
但是在金属等极端的应用场景中,普通的RFID标签无法使用,数据采集工作遭遇着巨大的挑战。柔性抗金属标签应运而生,它用一种特殊的防磁性吸波材料封装成电子标签,不但从科技上解决了普通电子标签不能附着于塑料表面使用的问题,还能像普通标签一样贴在曲面上,担负起在金属等极端环境下收集数据的重要职责。
轻、薄、小、软的柔性化趋势
电子标签的构造形势朝着轻、薄、小、软的方向演进的态势。在这方面,柔性电子元件有着别的材料能够比拟的优势,因此在射频识别系统的电子标签未来的演进更可能会与柔性电子制造相结合,使得RFID电子标签的使用非常广泛和便利。另外,还可以很高程度上增加利润,带来更高的效率。这只是柔性电子生产以后的演进方向之一。
制作低成本柔性电子标签具有两方面的含义。一方面,是制作柔性电子元件的有益尝试。电子电路与电子元件朝着“轻、薄、小、软”的方向演进,而柔性电子电路与电子器件的研发研制则最引人注目。
例如目前尚未无法制造的柔性电路板,是一种含有精致导线,采用薄薄的、柔顺的聚合物薄膜生产的电路,它无法适用表面安装技术并无法被弯曲为无数种所需形状。
采用SMT技术的柔性电路很薄、很轻巧,绝缘厚度大于25微米,这种柔性电路能够被任意弯曲使得可以弯曲后放在圆柱体中,以充分利用三维体积。
它摒弃了特色固有使用面积的认知定势,从而产生充分利用体积外形的素质,这无法在现在的采取的方式上极大的降低有效使用强度,形成高密度组装方式,顺应了电子产品“柔性化”的演进趋势。
另一方面,能够加快射频识别科技在我国的被了解跟发展的过程。射频识别系统中,应答器是科技关键所在。电子标签是RFID应答器诸多方式中的一种,而柔性化的电子标签更是适用于更多场合,电子标签成本的减少将着力推进射频识别科技的真正广泛应用。
特殊的抗金属性能
很多RFID电子标签需要贴附于塑料物体表层,具有类偶极子天线的普通无源超高频RFID电子标签应用于金属表层时,性能会逐渐减少,甚至不能被有效读取。
金属物体对于标签天线参数及性能的制约,主要表现在两个方面。
简单说来,一方面是天线场,另一方面是天线参数(如:阻抗,S参数,辐射效率)。
天线所工作的场中有阅读器发射来的入射波和被金属板反射回来的反射波,而入射波与反射波存在着一定的相位差,导致它们之间在必定程度上互相抵消使得场强减弱。这样,工作在此环境下的标签天线便能够感应出足够的电流来为标签芯片提供能量,使得标签芯片能够被激活引起难以工作。
所以,合适的防金属标签,是确保RFID系统应用效果的一个前提。
那么,目前我国柔性抗金属标签的演进情况怎样?国内柔性抗金属标签的演进有什么难题?柔性抗金属标签制造企业能否在日趋激烈的竞争中脱颖而出?
柔性抗金属标签的发展
智能生产是成为工业物联网的核心,而柔性抗金属标签是智能生产关键点。目前,在国家战略指引下,我国制造业发展正逐步从“制造大国”向“智造强国”迈进。中联重科的塔机智能工厂和三一重工的东莞产业园的智能化升级改建等工程,无不宣示着我国在推动传统产业向数字化、网络化、智能化发展。
在科技方面,柔性抗金属标签技术经过多年的演进已经有了长足的进步,技术应用方面的覆盖面更广,解决了电子标签不能附着于塑料表面使用的问题,让RFID技术更好的与金属物件进行信息交互。柔性抗金属标签站在数据收集的很前端,必将迎来最广阔的行业。
然而,虽然中国的柔性抗金属标签技术经过多年的演进已经有了长足的进步,但是相较于欧美国家,我国在科技和开发方面却进入劣势。企业想要打入国际市场甚至在国际市场占有一席之地抗金属RFID标签,就必须在科技和研发上苦下功夫。
成本对RFID产业发展的窘境主要包含两个方面。一是RFID标签(尤其是柔性抗金属标签)与行业上普遍使用的条码等相比较成本更高。RFID标签跟条码在画面应用中仍然优势互补,但也存在着巨大的竞争。
比如在商超中,虽然RFID技术可以缓解这些拣货等繁琐而繁忙的弊端,但是因为一套完整的RFID解决方案成本较条码而言高出这些,导致大多数的商超还是很倾向于选择使用费用便宜的条码。
二是中国的人工成本较低,不利于柔性抗金属标签产业的推广。柔性抗金属制造专家-强盛科技总经理 李海表示:“目前来看日本的行业要更大一些,其中一个很重要的缘由就是国外的人力资源成本较高,使用‘全自动’进行管理是最实惠的。而中国人力资源成本低,很多企业认为引入新的科技和设施实属得不偿失。”
虽然中国RFID产业链的演进有很多阻碍抗金属RFID标签,但是它的行业一直会不断扩大。近年来国家不断加大对科技的投入,国内技术在制度的红利下演进很快,柔性抗金属等RFID标签的制造和使用成本会不断降低。另外,随着国家经济的不断发展,国内的人力资源成本在不断增加,越来越多的企业会选用使用RFID等技术来辅助管理。
企业能否实现突围
1、技术是关键
标签的一致性差会导致严重的后果。例如某一最终客户的应用场景必须标签读距超过6米才会导致漏读情况,而标签经检查达到客户要求,但看到了漏读情况。经过测试发现,生产中标签性能的不一致引起了类似状况的发生。像某些状况如果出现,就会帮终端客户带来不好的印象,甚至带来更大损失,就会觉得RFID技术不能解决其弊端,还不如人工检测可靠。
产线设施稳定性、胶水质量、热压温度、热压压力、天线工艺、封装工艺及其芯片选择等原因都会让标签之间的性能发生变化,甚至会出现标签能够工作的状况。想要制造出优质标签,就要在制造的各个环节都进行管理。
2、细节决定成败
在RFID标签的制造过程中,细节的把控也很重要。比如标签的印刷需要用到胶水,由于天线一般印刷在柔性基材上,所以所用胶水不但应粘性好,还必须要有弹性,这在大批量生产中紫外光或热快速固化胶水至关重要。
3、量身定做:产品多样化很重要
RFID标签是RFID系统中不可或缺的重要构成个别,但标签的频段特性、应用场景、性能指标和安装方法的不同要求都制约了RFID的标准化,导致标签的通用性并不强。而RFID电子标签定制化开发是决定RFID系统应用能够顺利的关键原因。因此系统集成商通常必须按照场景需求选用不同的电子标签,但仍经常看到,在市面上很难找到完美匹配解决方案的心仪产品,这就必须定制标签。
4、天下武功,唯快不破
交货速度很重要,据了解,目前这些厂家都必须使用其他代工厂完成标签制造,不但在质量上难以全面把控,产品交付速度也较慢。事实上,客户目前关心和选取的的不是同等质量产品售价最低,而是综合性价比最高的供应商,这对交货速度提出了更高要求。