[发明专利]用于跟踪和管理制造工艺中的材料的射频识别系统

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2012年3月6日提交的题为“Automation Project”的美国临时专利申请序列号61/607,406和2012年10月1日提交的题为“A Radio Frequency Identification System for Tracking and Managing Material Flow in a Manufacturing Process”的美国临时专利申请序列号61/708,518的权益，它们的完整公开内容在此通过引用明确地并入本文。

技术领域

本公开一般涉及使用射频识别(RFID)技术以有利地跟踪、管理和控制材料(例如库存物品)在制造工艺或库存存储设施内的流动和或方位，使跟踪和检索库存物品更自动和有效。

背景技术

目前许多制造工艺高度自动化。然而，在一些行业中，制造工艺仍然需要手动操作和/或人为干预。具有手动密集制造工艺的实例行业是瓦楞包装行业，其通常生产瓦楞纸箱、购买点展示和其它类型的纸基保护和配送包装。

在典型的瓦楞工厂，制造工艺通常会分为四个阶段。在第一阶段中，纸材料卷(所谓卷材)被接收和存储在卷材库存区。在第二阶段中，将纸卷转移到瓦楞机或瓦楞机器的湿端区，其中通过将多层纸以某种方式(例如胶粘一层瓦楞纸与一层或两层平滑纸)胶粘在一起来将所述卷转换成连续瓦楞纸板。在瓦楞机器的端部，所述瓦楞纸板或者纸被切成纸片，其在放置在在制品(WIP)区之前堆叠以等待进一步加工。在第三阶段中，将瓦楞纸片堆从WIP区递送到精加工区，其中通常称为折叠器和涂胶器的机器通过例如冲切、印刷、装订、折叠和胶粘等操作将纸片转换成纸箱和其它包装或者展示产品。在该阶段期间，纸箱或其它包装和展示产品可以使用例如印刷板进行印刷或可被涂敷以在产品上提供图形。在第四阶段中，脱离精加工区的成品被捆扎并被码垛堆积以使这些成品准备好存储在仓库中或分派和递送给消费者。

在制造工艺的每个阶段中，通常进行各种手动操作。这些手动操作是劳动密集型的且一般容易出现人为错误，因而在瓦楞工厂中产生许多问题和低效率。此类问题出现在库存管理中，其中每个接收的卷必须手动进行贴标签以登记在卷材库存中。卷在卷材区中的位置需要进行记录，使得能跟踪卷在何处。然而，如果工人忘记记录卷的位置或在记录卷的位置时出现错误，则卷可能会丢失在库存中。不良的库存管理也可使工人将错误的卷从卷材区转移到瓦楞机器的湿端区。如果没有认识到错误，则错误的卷将用于制造工艺，从而导致生产出错误类型的瓦楞材料或纸、增加的成本和不良的质量。如果认识到错误，则工人必须返回并花费额外的精力来手动搜索正确的卷。此外，如果不能找到正确的卷，则工人可能被迫通过选择不同的卷来作出管理决定。因此，昂贵的未经授权的升级可能出现，其中使用更昂贵的卷以做出特定制造作业需要或要求的最终产品。

此外，在许多情况下，难以跟踪和管理部分卷，这部分卷是已被用于一个或多个作业但其上仍然包含纸材料的卷。特别地，当卷从未被使用时或当卷首次被添加到库存时，操作员通常了解卷材区内特定卷上纸的大概量。然而，在使用后，其中来自特定卷的一些纸被移除，该卷被从瓦楞机器移除并返回到库存。在这些情况下，有必要记录在特定制造作业期间从该卷使用的纸的量，这通常是手动工艺。如果该记录保持未被执行或不准确或不一致地执行，则操作员通常不知道有多少纸在卷上或不信任有多少纸在卷上的记录。在这些情况下，操作员通常选择使用新的(先前未使用的卷)用于作业而不是部分卷(在其上可能具有或可能不具有足够的纸用于作业)，以确保该作业能被完成而没有用完卷上的纸。该工序导致库存中存在许多部分卷，它们占据工厂的空间并且增加制造成本，因为这些卷从未被使用或没有正确地匹配作业的尺寸，从而产生浪费的材料。