揭秘智能轮胎黑科技:RFID电子标签应用让汽车更安全
在经济全球化、信息网络化的现代社会中,RFID技术作为识别、管理、记录产品信息的重要手段已被普及应用,给产品生产、销售过程的管理带来了极大方便。轮胎作为一种安全产品及国家战略储备物资,也存在识别、管理等问题。
2016年7月1日,由工业和信息化部批准的4项《轮胎用射频识别(RFID)电子标签》行业标准正式实施,标志着RFID技术应用于轮胎产品开始迈上快车道。那么,轮胎RFID标签应用门槛多高,产品有什么优势和不足,哪些技术问题需要完善?
RFID标签装置是一种非接触式自动识别的电子标签,具有唯一的标识码。橡胶轮胎用的RFID电子标签由无源芯片、基板、弹簧状天线三部分组成。
将RFID电子标签植入轮胎内部,芯片记录轮胎序列号、生产日期、工厂代码等信息。随着电子标签的使用,轮胎将会变得更加智能。(如图所示)
轮胎应用RFID电子标签的优势
如何提高轮胎本身的技术含量,保证轮胎品质,使轮胎在生产、物流、销售、应用等领域实现自动流转,使用信息化系统管理轮胎生产、仓储、销售、售后及翻新业务,是业内普遍关注的问题。
目前市面上的轮胎追溯标识,普遍采用“条码+胎侧信息”的形式存储轮胎的各类信息,但条码和胎侧位置的信息均位于胎体表面,轮胎使用后很快就会将其磨损掉。一旦这些信息无法目视,就意味着轮胎信息的丢失,从而无法辨识轮胎型号、花纹、直径等信息。如果出现轮胎不合法、不安全使用(轮胎不合格、超载使用、过期使用等)情况,将直接对使用者的使用、维护与理赔等造成困难,导致纠纷的产生,甚至造成安全事故频发、能源资源浪费和对环境的侵害。
RFID电子标签植入轮胎内部有以下好处:
作为轮胎条形码的“无线”版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。轮胎RFID标签应用,能够实时监控轮胎在生产、销售、使用、理赔各过程中的状态,从而规范轮胎行业有序生产、销售(防止翻新、假冒、贴牌、窜货),实现轮胎全生命周期管理;规范运输业,保障人身财产安全;促进、规范轮胎翻新业,实现轮胎循环经济。
RFID技术与轮胎制造技术的结合不仅可以解决目前轮胎标识、追溯等过程遇到的问题,同时,RFID标签可写入轮胎生产数据、销售数据、使用数据、翻新数据等,随时可以通过终端采集读取相应数据,通过相应的管理软件,即可实现对轮胎全生命周期进行有效管理,将压力、温度和磨损程度等信息实时传送至车辆控制系统,车主可随时获取信息,保证车辆运行安全。
植入轮胎内的RFID电子标签,相当于轮胎有了电子身份证,每条轮胎都成为有效的数据追溯载体,外部读写设备通过无线方式进行自动数据采集,实现了数据识别的自动化,从而实现轮胎的自动化物流。
轮胎是汽车最重要部件之一,其性能和工作状态将直接决定汽车的行驶安全。
轮胎RFID电子标签生产难不难
射频识别RFID在轮胎中的应用演示:在研发RFID智能轮胎的过程中,要从标签制造工艺、封装工艺、植入工艺等方面解决RFID技术与轮胎技术相结合的各项难题。
从安全角度考虑,植入轮胎内的RFID标签不能影响轮胎的各项质量及安全参数。主要包括电子标签与轮胎橡胶的结合问题,即电子标签植入轮胎后必须与轮胎形成一个整体,不产生气泡及脱层而影响轮胎质量;电子标签的重量不能影响轮胎动平衡质量问题,也就是要使电子标签封装后的体积及重量满足轮胎的动平衡及均匀性要求;
从可靠性方面考虑,RFID电子标签植入到轮胎要承受轮胎生产及使用过程中的拉伸、高温、高压、曲挠形变,即轮胎使用环境不影响电子标签的可靠性,实现轮胎全生命周期使用;从读写距离方面考虑,植入轮胎内的电子标签读取距离要满足后期轮胎使用管理需求。
电子标签植入到轮胎内部,可以经受轮胎成型及硫化过程中的形变、高温、高压。汽车轮胎的硫化过程是一个长达数小时的高温过程,这对RFID电子标签的耐高温性能提出了近乎苛刻的要求。
同时,轮胎中的各类子午线(备注:乘用车轮胎99%为子午线轮胎,即俗称“钢丝轮胎”,国际代号是R)对RFID标签的工作频率、功率都有干扰,这对RFID标签在工作频率和通讯距离等方面的抗干扰能力要求也很高。
目前,RFID标签包装的以托盘和袋装方式为主,每层托盘可摆放50支电子标签,摆放整齐,便于运输,缺点是:需人工摆放,人力投入大;电子标签放置在托盘凹槽中,不方便取出。袋装方式的优点是包装速度快,密度大,人力投入小,缺点是后期使用难度大,因标签天线是弹簧状,标签之间容易缠绕,不便于后期的分拣。这两中包装形式后期使用时均依赖人工操作,不适合RFID电子标签在橡胶轮胎生产线上批量应用。
现在,一种轮胎用RFID电子标签包装设备及包装方法已经在试验中,它能将RFID电子标签包装成等距离且连续、平行放置的带状体,最终以大卷形式或叠层形式存储或运输,便于后期进行机械化加工处理,以节约人力,适应自动化生产的需要,同时减少了RFID电子标签的损坏,可以有效地提高生产效率和产品质量。
我国轮胎行业与RFID应用现状
我国是轮胎生产大国,但不是轮胎生产强国。轮胎行业中低端数量居多且集中度很低,产品质量参差不齐,贴牌销售无序竞争,怎一个乱字了得。
从2014年开始,美国“双反”和不景气的国内环境促使我国轮胎行业的疲态凸显,轮胎价格一降再降,库存积压严重,企业资金周转困难,个别中小轮胎企业扛不住市场的低迷,已经成为历史,轮胎行业已经进入低迷的洗牌期。
今年2月23日,美国限时取消“双反”,我国轮胎企业将重接美国市场订单。但如果我国轮胎产品的低价低质竞销方式不改变,国际市场对华轮胎“双反”的大趋势无法从根本上扭转。
工信部去年批准实施轮胎用射频识别(RFID)电子标签4项行业标准,对RFID电子标签功能性能、植入方法和编码方法等进行了规范,确保植入标签后轮胎的安全。标准的统一将加速该技术在行业内推广,促进国内智能轮胎行业快速发展。
轮胎用RFID电子标签收集和记录的轮胎联网数据和绿色轮胎等级等数据,具有真实性、可靠性,可有效实现对轮胎产品质量和全生命周期的监控,淘汰落后轮胎产能,向高端精品发展,实现我国轮胎行业的升级发展。
电子标签法实施,短期会造成生产成本上升,但大规模应用后成本可忽略不计,从长远来看,智能轮胎能够促进行业的转型,改善无序的市场状态,促进行业整体竞争力的提升,同时实时监控及大数据的云端处理也是大势所趋。
他山之石
近年来,美国、欧盟、日本、韩国等国家和地区先后出台了轮胎标签法。特别是2012年11月1日欧洲实施的标签法具有较强的代表意义,该标签法几乎涵盖所有轮胎类型,禁止进口和销售不符合标准的轮胎,并且共分三个阶段实施(2012年、2015年和2018年),该标签法的实施对我国轮胎出口欧洲造成很深远的影响。
2013年,锦湖轮胎宣布将RFID标签应用在其生产的3500万个轮胎,以后工厂进行跟踪供应链、销售端和业主端。2012年开始,米其林向伦敦公交车提供RFID标签轮胎,并与嵌入式无线气压传感器一同使用,通过手持阅读器读取RFID标签上的编码,进而测定胎压、胎面深度等数据。此外,固特异和邓禄普也将RFID轮胎应用于赛车上,为比赛组织者提供准确的数据。
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