Xemelgo的RFID技术在Sekisui Aerospace工厂成功应用，提升运营透明度与生产效率

工业 4.0和自动化越来越多地成为零件设计和工艺讨论的一部分，但也有很多日常操作任务通常是手动完成的，并且严重依赖纸张，例如跟踪工厂内的零件、原材料或工具。

考虑到这一点，曾在数字技术公司日立共事的工程和技术领导者里奇·罗杰斯 (Rich Rogers) 和阿基拉·塔迪纳达 (Akhila Tadinada) 决定开发自己的软件平台，帮助制造公司实现运营跟踪和类似任务的自动化。2018 年，他们共同创立了初创公司 Xemelgo（美国华盛顿州贝尔维尤），并在接下来的几年里发展业务并参加推介比赛，以获得资金和行业认可。

“最初，[Rogers 和 Tadinada] 的想法是，制造商正在越来越多地使用自动化技术，但许多日常跟踪和运营操作仍然在纸上进行。通过自动化日常的日常琐事，让员工可以从事更有吸引力、能带来真正价值的工作，可以创造价值，”Xemelgo 产品经理 Garrett Gross 解释道。“我们的每一个解决方案都是与客户共同创建的，旨在解决客户问题。”

他补充说，在过去一年半的时间里，公司取得了长足的发展。Xemelgo 与射频识别 (RFID) 标签和读取器供应商 ZEBRA TECHNOLOGIES（美国伊利诺伊州林肯郡）合作，后者提供与 Xemelgo 软件相辅相成的硬件。目前，Xemelgo 的客户已在美国各地的多个制造业中部署了其技术，其中包括 SEKISUI AEROSPACE（美国华盛顿州伦顿）。

RFID 跟踪简化工厂运营

Xemelgo 提供一套软件产品，旨在简化制造工厂、分销商或零售仓库内的各种操作：库存管理、资产跟踪、在制品（WIP）跟踪、货运跟踪和内部包裹递送。

“我们使用许多不同的技术在制造工厂内自动收集数据，目前最突出的是 RFID 标签，”Gross 解释道。RFID 是一种常见的无线跟踪系统，涉及手持或安装的传感器，这些传感器使用无线电波连接到 RFID 标签中的微芯片，这些标签策略性地放置在原材料、工具、零件或货物等物体上。传感器收到的所有数据都由 Xemelgo 的基于云的软件平台存储并转换为可读、可操作的信息。

“RFID 技术之所以受欢迎，是因为它使用简单，无需电池，同时与传统的条形码系统相比具有很多优势，”Gross 补充道。条形码必须在距离传感器几英寸的范围内手动扫描，而 RFID 标签可以在 25 英尺或更远的距离内被感应到，并且可以穿透纸板等材料，并且扫描仪每秒可以与数百个标签通信。

Xemelgo 应用程序可通过智能手机下载或通过桌面网络访问，可即时提供已标记和正在跟踪的库存、零件或包裹的位置和/或进度的实时可见性。操作员还可以输入状态更新，例如某个零件是否损坏或是否需要为客户加快速度。

最终，好处包括节省在纸质或其他方式上手动搜索或跟踪所需的时间、节省与劳动力减少相关的成本、提高生产率、增强劳动力能力（因为员工可以准确地看到下一步需要做什么）以及减少纸张浪费。

Xemelgo 的软件可用于需要进行任何类型货物跟踪的各种业务，包括制造、分销和零售设施，以及包括航空航天、汽车和复合材料行业服务的其他终端市场在内的任何终端市场。

在复合材料领域，使用最多的产品是Xemelgo的在制品跟踪平台，该平台可通过实时仪表板自动跟踪位置并管理当前工作订单的流程；资产跟踪可用于定位设备或生产工具；库存管理可用于跟踪预浸料、化学品或其他原材料的到期日或保质期。

复合材料案例研究：SEKISUI AEROSPACE

Xemelgo 软件在复合材料行业应用的一个例子是该公司与 SEKISUI AEROSPACE 的持续合作，SEKISUI AEROSPACE 是一家一级航空航天供应商，主要生产大批量复合材料零件和组件。（要了解有关他们正在开展的工作的更多信息，请参阅CW高级技术编辑 Ginger Gardiner对 SEKISUI AEROSPACE 位于华盛顿州伦顿和萨姆纳以及爱荷华州奥兰治城的工厂的参观）。

正如 Gardiner 在 2023 年报道的那样，SEKISUI AEROSPACE 的产品组合范围广泛，包括每年 10,000 个航空发动机零件、每年 150,000 个商用飞机管道和内饰零件以及每年 100,000 个碳纤维增强热塑性复合材料支架。制造能力包括使用高压釜和非高压釜 (OOA) 固化的预浸料铺层、用于批量生产的压缩成型（包括使用高温材料）、快速原型制作和连续压缩成型 (CCM) 或用于生产热塑性复合材料部件的自动冲压。

2017 年，首席执行官 Daniele Cagnatel 加入公司后，公司开始专注于自动化和工业 4.0 实践。SEKISUI AEROSPACE 高级产品经理兼体验设计师 Julie Traweek 解释道：“我们采取了基于问题的方法，希望以合理的方式对我们的流程进行现代化和更新，并使其能够在整个设施内实现标准化，这促使我们很早就从石膏车间开始，最终找到了 Xemelgo。”

第一阶段：石膏模具的运输追踪

一次性石膏模具在专门的车间制作，然后运送到几英里外的公司位于萨姆纳的生产设施，在那里它们用于制造复合预浸料部件，例如飞机管道（有关该生产过程的更多信息，请参阅工厂参观）。

Traweek 表示，这些模具非常脆弱，“因此它们很容易在运输途中或在装配室中损坏。但这些模具也是该过程的第一阶段，因此如果其中一个模具因任何原因出现延误，就会影响整个过程。石膏状态的沟通非常重要，我们需要一种更好的方法来做到这一点。”以前，有一支团队专门负责在工厂中查找模具及其状态，每月大约有 600-800 个丢失的石膏模具。

Traweek 表示，SEKISUI AEROSPACE 开始研究各种位置跟踪方法，包括条形码贴纸，并通过这一研究过程于 2019 年开始使用 Xemelgo 的软件和 RFID 技术。“我们知道我们想要一个易于实施且不需要太多额外步骤的流程，但我们也知道我们想要一种可以将其用途扩展到石膏以外的解决方案，”Traweek 解释道。“事实上，我们领导层的最终愿景是创建一张地图，以便同时查看设施内的每个部件，我们认为 RFID 标签可能是我们实现这一目标的方法。”

在部署的第一阶段，RFID 标签将在制造时贴在每个石膏模具上。每批模具在装载到指定的推车上运出工厂时，首先用手机扫描。当推车离开工厂时，模具在车间出口处由阅读器扫描 — 此时每个模具在 Xemelgo 软件中被标记为“运输中” — 然后在抵达萨姆纳工厂时再次由第二个阅读器扫描。

Xemelgo 工程总监 Renuka Agrawal 解释说：“在萨姆纳工厂，有一名员工使用手持式扫描仪来执行此操作，这样他们也可以进行目视检查，并在发现明显损坏或任何其他需要报告的问题时，使用扫描仪直接在软件中记录。”如果有任何物品报告丢失或损坏，自动警报会发送电子邮件，并且每天都会向团队负责人发送电子邮件通知，详细说明当天交付的所有模具以及任何记录的说明。

Traweek 补充道：“这绝对是一个反复的过程。我们很大程度上依靠 Xemelgo 来完成硬件安装并与供应商建立联系，他们能够根据自己的经验提供很多关于如何处理这个问题的建议。”

Agrawal 强调，这一流程与已经存在的纸质系统并没有太大的不同，也并非注定如此。“在 Xemelgo，我们不想破坏已经存在的流程。我们希望构建一种不会给客户带来巨大负担的解决方案，只需简化和自动化当前系统即可，”她说。

第一阶段进展如何？Traweek 表示，每月缺少的石膏模具数量减少到 10 个以下。此外，车间每天能够生产更多的模具，因为过去花大量时间寻找模具的员工现在可以花更多时间解决问题和领导他们的团队。

在确定该技术有益之后，SEKISUI AEROSPACE 开始与 Xemelgo 合作，将该系统扩展到萨姆纳工厂的其他运营部分。

第二阶段：WIP 跟踪

“2021 年初，Xemelgo 开始与 SEKISUI AEROSPACE 的萨姆纳工厂合作实施第二阶段，即工单 [或在制品/WIP] 跟踪，”Agrawal 说道。“我们首先从一项操作开始，然后一旦我们启动并运行，我们就将其推广到整个工厂。”目标是解决在车间定位在制品的类似问题，并创建一个可以在所有工厂中标准化的解决方案。

实施又是一个反复的过程。在切割预浸料并组装成零件时，每个套件都配有可拆卸的 RFID 标签。然后，当该套件从设施移动到铺层区域时，可以对其进行跟踪。一旦将其铺到上述一次性石膏工具上，套件的 RFID 标签就会被取下并贴在其文书订单的顶部，该订单会跟随它完成整个过程。“从铺层到粘合，再到粘合到一次性石膏工具拆开的地方，然后到修整和组装，最后到最终零件储存，然后运出。与预浸料套件关联的相同标签会跟随工作订单在设施内进行运输，”Agrawal 解释道。

为了配合这一过程，工厂周围安装了 120 个 RFID 读取器 — “我们基本上用 RFID 读取器覆盖了整个工厂，”Agrawal 说。这些读取器允许在所有位置和操作中扫描和跟踪工作订单，从而可以实时查看所有步骤，而无需依赖手动扫描条形码。“这消除了试图找出特定订单所在位置的任何问题，”Agrawal 说，并指出 Sekisui 之前不得不派出多名员工在工厂现场查找订单。

Traweek 补充说，此阶段的一个挑战是公司正在更新其 ERP 软件，因此该系统必须能够与当前系统和未来升级的版本兼容。

格罗斯表示，Xemelgo 平台能够与任何 ERP 系统集成，并与之协同工作，实现实时数据收集的自动化，而不是与当前系统竞争或取代当前系统。

很快，WIP 跟踪产品的这种用途就变得清晰起来，需要一种更复杂的工具来定位零件并更轻松地管理工厂周围的效率预期。两家公司开始着手开发 Sekisui 领导层设想的全厂地图系统原型。

开发动态实时地图仪表板

“从领导层的角度来看，Sekisui 希望全面了解工厂的运行情况，”Agrawal 解释道。对于一家每年生产数十万个零件的公司来说，能够快速了解​​工厂的整体状况至关重要。

在 Sekisui 的帮助和反馈下，Xemelgo 开发了一个可在 Xemelgo WIP 跟踪平台内访问的地图工具，该工具从工作订单 RFID 标签中收集数据，以提供颜色编码的“鸟瞰图”，显示所有订单在任何给定时间在设施内的位置。

“颜色代码基于每个零件或材料套件在每个位置的时间，与输入数据（即每个零件在每个操作中应在每个位置停留的时间）进行比较，”Agrawal 说道。Xemelgo 与 Sekisui 合作确定了每个操作的时间阈值（理想时间和允许时间），以考虑任何排队或其他常规保留期。

工厂中在特定订单的设定时间阈值内运行的区域在地图上以绿色标记；黄色区域表示已达到阈值，红色表示已超过阈值。地图仪表板还可以进行筛选，以仅显示标记为加急的订单，或仅显示正在为特定零件制造的订单。对于后者，可以生成一份报告，Sekisui 可以在与客户对话时使用该报告。“我们也在开发此功能，”Agrawal 补充道。“未来，我们计划建立一个安全的客户门户，客户将能够直接访问工厂车间订单的数据。”

“它极大地扩展了你仅通过 ERP 系统所获得的图像，”Traweek 说道。“它揭示了许多我称之为流程中的‘黑洞’，或者你确实无法看到的领域。”

Agrawal 补充道，开发阈值系统是一个反复的过程。由于 Sekisui 之前无法获得这些数据，“最初为试用而设置的阈值当然非常乐观，是基于理想情况。几乎立刻，工厂的每个区域都变成了黄色或红色。因为现实情况是，有多种原因导致某个特定部件可能在特定时刻无法工作。这可能是材料短缺，或者工程师正在调查的问题，或者是工艺中的某些缺陷或变化。我们了解到，有多种已知原因导致某个部件可能在特定时刻无法工作，整个部门不应该因此受到惩罚。”

Xemelgo 推出了一项功能，让 Sekisui 员工可以针对任何特定工单“报告问题”，从而在一段时间内将该零件排除在地图仪表板之外。Xemelgo 还与 Sekisui 合作确定了在任何特定时刻可以有多少零件不按计划生产的一个可接受阈值，这样整个地图就不会因为一小部分零件在合理和预期的数量范围内时在任何特定时间看起来不按计划生产而变成红色。

Gross 补充道：“颜色可以极大地激励人们。没有人希望自己的工作站是红色的。这是一个程序，设施中的每个操作员都可以查看电视，随时了解他们部门的工作情况。只要在板上显示该指标，就可以提高绩效。我们没有改变 Sekisui 的流程，只是增加了对正在发生的事情的可见性。”

据 Agrawal 介绍，在部署该技术后，萨姆纳工厂的产量提高了 3%。但生产效率的提高并不是唯一的好处。Gross 指出，劳动力发展和雇用熟练工人的挑战是制造业的全行业问题，而像 Xemelgo 这样的软件系统可以帮助缓解这些问题。对于 Sekisui 的案例，Agrawal 指出：“Cagnatel 真正相信让人们能够最大限度地发挥他们的技能。这也是我们的目标，利用技术来完成一些平凡的工作，比如定位模具和正在制造的零件，这样那些做这些工作的人就可以做更高级的工作。”

正如CW在该公司的工厂参观中所指出的，一旦部署 Xemelgo，Sekisui 的萨姆纳工厂就能够将在工厂内定位零件所需的工作人员从 15 人减少到 3 人。

Traweek 说，目前，萨姆纳工厂已经达到了这样的水平，他们能够使用 Xemelgo 系统不仅帮助实现流程的可视性，还可以根据需要帮助优化流程。

第三阶段：在 Renton 复制

当 Xemelgo 技术在萨姆纳工厂被证明是有效的时候，积水决定在其位于华盛顿州伦顿的工厂复制该系统。

与萨姆纳工厂类似，工厂周围安装了大约 120 个手动或手持式 RFID 阅读器，并实施了一套流程来跟踪从材料切割和配套到最终准备装运的零件的整个过程。

该系统于 2024 年 4 月启动并运行。Traweek 指出：“目前，我们正全力以赴地进行部署、调试、阅读器调整、流程采用等工作。Renton 的不同之处在于它没有 Sumner 那样的零件组合。这是我们的设计中心所在地，因此大多数新项目都通过 Renton 进行，并且客户也参与其中，这开辟了新的可能性和值得思考的事情。”

持续发展：客户门户、核心跟踪

Xemelgo 继续与 Sekisui 合作，为其 Sumner 和 Renton 工厂提供额外的软件功能。这些功能包括探索上述 WIP 地图仪表板客户门户选项的概念，以及扩展 RFID 以跟踪金属工具（如夹具和固定装置）以及芯模，这些芯模与一次性石膏模类似，在单独的工厂生产，然后运往 Sumner 用于制造过程。

Xemelgo 还致力于将其平台与 Sekisui 使用的 Epicor 等 ERP 系统更全面地整合。起初，将数据从 Epicor 传输到 Xemelgo 需要额外的流程，“但我们已经整合了这些系统，以便跟踪信息在我们的系统中自动更新，”Agrawal 说。“现在，我们正在努力开辟一条返回其 ERP 系统的路径，以便他们可以使用 Xemelgo 的数据来做他们使用 Epicor 做的事情，比如对楼层排队进行优先排序。” 

其他用例：库存跟踪、原材料管理

虽然 SEKISUI AEROSPACE 是 Xemelgo 软件在复合材料领域的早期主要用户，但该技术已在各种相关行业中成功应用，而且该公司还看到了未来其他用途的巨大潜力。

例如，Xemelgo 的资产跟踪功能利用 RFID 标签管理各种资产，已被多家客户成功部署，如跟踪数千个可回收手提箱的汽车制造商、跟踪生产工具的金属成型车间、专门为航空航天工业从事金属-金属粘合的粘合车间以及工业用品和化学品分销商。

通过 RFID 库存管理，“您可以自动跟踪消耗情况并管理最佳库存水平，然后我们可以及时提醒您，让您在库存完全耗尽之前知道库存不足，这样您就可以避免停机，同时节省加急成本或运输费用”，Gross 解释道。

Xemelgo 在复合材料中的另一个潜在用例是管理原材料库存。“复合材料制造商有很大的潜力，能够跟踪预浸料的寿命，并在材料离开冰箱太久或即将到期或每种材料设定的参数发生变化时发出警报，”Gross 说。“在复合材料中，这可以帮助合规用例，例如跟踪预浸料的保质期。”

Agrawal 补充道：“你可以对复合材料制造中使用的化学品进行类似的处理。你可以跟踪其有效期，以便在到期前及时提醒你，以便你采取行动。它可以节省大量化学品，帮助你了解在正确的时间需要使用什么，并帮助你既保持合规，又消除浪费。”

人工智能与持续创新

就 SEKISUI AEROSPACE 而言，“他们确实取得了长足进步，”Agrawal 说道。“他们对 Xemelgo 技术充满信心，并且能够利用该技术提供的数据解决许多不同的问题，并尽可能地改进自己的流程。”

除了继续与 Sekisui 和其他客户合作开发产品外，Xemelgo 内部也在开发新工具。Gross 解释说，下一个要推出的重大进步之一将是 AI 功能。“我们正在开发 AI 驱动的仪表板，它不仅会结合来自 ERP 的所有信息以及来自 Xemelgo RFID 系统的实时数据（就像我们现在所做的那样），而且会更进一步，使用 AI 提供见解并帮助做出决策。我们还在试行 AI 驱动的聊天功能，有点像 ChatGPT 类型的体验，公司的领导甚至客户都可以问这样的问题：‘我的下料部门有哪些波音订单？’聊天会自动安全地回答。”

“最重要的是，我们还没有停止创新，”Gross 补充道。“我们的团队会花时间与客户一起在工厂车间继续开发这些工具。Sekisui 是一个很好的例子，展示了我们的技术如何在复合材料行业发挥作用，而且更广泛地说，当我们与客户齐心协力时，我们可以开发出令人难以置信的解决方案。”