RFID在食品行业的应用

    应用背景

　　用巧克力制作的圣诞老人，填充了奶油杏仁糖的复活节兔子，或者警察造型的巧克力糖果——很多这类美味的甜食都产自德国莱茵兰—普法尔茨州的伦格斯多夫。在这个临近新维德的小镇上，Winkler und Dünnebier Sü?warenmaschinen GmbH (WDS)公司为糖果制造业提供加工机械。同时，该公司也致力于开发新型浇注/沉淀工艺，优化现有技术。

　　多年来，糖果制品加工业不断增长的国际化需求确保了WDS机械在全球业内的声望。公司拥有广泛的产品生产线，它们包括：硬糖及太妃糖浇注生产线、夹心及实心巧克力外壳浇注系统、大型淀粉浇注车间、平板巧克力设备、以及用于糖浆浇注的通用活塞式挤压机等。此外，公司还为糖果制品加工业的产品研发提供实验室使用的软糖浇注机，以满足更广泛的市场需求。

　　巧克力生产流程

　　夹心巧克力的生产流程有些复杂。第一步是所谓的模具注射成型，在这里，模具松散地放在供给链上，它们的“生产车间之旅”由此开始。模具将依照供给链的运行情况间歇地或者连续地移动着，开始它们的旅程。

　　一旦模具被热空气或红外线充分加热，第一台浇注机将把精确数量的巧克力糖浆注入模具中生产出糖果的外壳。然后，模具被震动以使糖浆均匀分布，从而消除气泡。再然后，模具上下翻转使巧克力外壳和模具分离，同时进行冷却。所谓的巧克力外壳就这样留在冷却的容器里等待硬化。

　　浇注生产线的第二步提供典型的填充物，如奶油杏仁或软糖浆。原理相同：加热，填充，冷却。巧克力糖果光滑的底部——或者可以说成是巧克力的“盖子”——是经过融化并去掉多余的糖浆，最后冷却制成的。在生产线的最后，通过空气锤轻轻敲打模具的背面把糖果从模具中剥离出来。传送带把成品送入包装生产线，模具则被留在巧克力生产循环流程中。它们被送至模具中转站清除残渣，成为全新的空模具备用。整个系统由PLC和伺服电机控制，与中央服务器相连接的PC控制终端或是客服终端遍布每台浇注机械。

　　所有模具一目了然

　　考虑到众多生产工业的过程和次序被非接触式RFID应答器(标签)优化和管理，WDS决定也将这项创新的NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)技术引入其糖果制品生产线。

　　为了完成这个项目，生产车间里的几千只塑料托盘都加装了RFID载码体。生产线上的读写头，以及仓库和生产区的远程数据采集系统，均为永久性安装，使得每一只模具在系统运行中都能被中央控制站有效追踪。以数据库为导向的RFID系统能够确保在生产流程中对于模具和产品的最佳跟踪，此外，还可以优化流程并帮助生产数据分析。

　　来在德国米尔海姆的RFID专家通过BL ident I/O 模块将图尔克的读写头整合到现场总线系统，从而使WDS的控制系统能够在任意时间查看最新数据，以实现实时监控。读写头被安装在模具中转站和浇注/沉淀机械上，选择性地被安装在称重及其他控制环节中。

　　控制系统采集到的所有数据被传输至工厂服务器的本地数据库中，那里存储着所有模具在整个生产周期中的即时数据。信息通过服务器同步产生，用于模具的整体管理与跟踪。一套完整的RFID系统不仅包括在生产设备上的读取点，而且还包括在模具清洗站的读头和仓储系统里的读头。依照客户的意愿，WDS让第三方用图尔克RFID产品对其旧系统进行改造。

　　高附加值数据

　　如今，图尔克的RFID系统能确保每个WDS设备的中央服务器数据库容纳有价值的信息，他们可以用来优化工厂生产和产品质量。数据池可能的应用范畴很广，包括优化物流。轻轻地点击一下鼠标，系统就可以显示任何一只模具的即时位置，或者是它在整个流水线上的运行轨迹。如此一来，潜在的错误源便能被轻松锁定。

　　生产专用数据也能由此确定。例如，系统可以检测出单个模具甚至整个模具组残渣含量超标，然后将其自动拣出。另一个应用就是可以比较模具组和特定批次的生产特性。

　　数据池在工厂内部的品质监控和卫生监督方面也大有作为，尤其是品质管理方面。系统可以轻松地识别当前的生产环节是否洁净。目前，系统能够近距离追踪生产程序，比如将模具集体推入冷柜，或者在系统运行过程中把模具替换成特殊测试模具等，这些全都得益于RFID技术。如果植入的模具不适合当前正在运行的生产过程，系统会立即发出警报。“飞速的”产品更替在这种技术条件下也是可行的：当旧的模具被拣出时，新的模具被植入到系统。即使模具组被随机混合的生产方案也是可能的，这样就增加了生产的灵活性。

　　共赢

　　“在一批具有竞争力的同类产品中，我们最终选定了图尔克。BL ident系统提供了具有适用于工业现场的标准化接口的硬件。”WDS电气工程及自动化技术负责人Bernd Plies解释说，“我们将图尔克RFID系统和总线系统，例如Profibus, DeviceNet和Modbus IP等目前我们生产车间正在应用的多种总线协议结合起来的选择是成功的，同时它也适用于未来总线系统。”另一重要因素是读写头在工业领域广阔的应用前景。

　　正如期望地，在工厂内的系统整合已经准备上线，而且没有发现任何问题。“系统运行非常平稳、顺畅。”Plies回忆道，“所有组件被迅速地整合到第一个WDS应用中，实现了Step7的调试。其中也会突发一两个问题，不过通过电话沟通很快都解决了。”

　　依照Plies的说法，这个项目的另一优势是两个公司之间的紧密合作：“与图尔克公司合作始终富有建设性。”图尔克公司的技术人员善于创新，并且尝试将客户的期望直接付诸实践或是开发替代品。“与图尔克的研发人员保持紧密联系使我们获益良多。”Plies补充说。