當下，工廠越來越趨向于使用創新技術，如智能物體、自動化生產、云訪問等，以支持大規模地定制產品和近乎實時地制造產品。這一趨勢被視為是第四次工業革命（工業4.0）的組成部分之一。而以近場通信(NFC)為首的無線技術更是加快了這一趨勢的發展。NFC是一項能夠推進工業4.0的重要技術，這是因為該技術可以提高自動化水平，同時改變商品和服務的提供方式。

簡介

近場通信(NFC)無線技術因眾多原因而備受矚目，它為大量應用（包括支付、交通、門禁、身份驗證和娛樂）帶來了感應式便利。目前，所有主流手機廠商都已將NFC技術用于其絕大多數的最新產品中。同時，NFC也是新一代票務方案和共享服務（如短期自行車和車輛租賃）的重要組成部分。此外，NFC已成為全新可穿戴設備（包括健康跟蹤器、健康監控儀和智能手表）發展趨勢的核心技術。

但是，NFC還有另外一面，那就其能夠與制造業相關聯。NFC是第四次工業革命（工業4.0）的驅動者？。這是因為NFC能夠使生產流程和供應鏈更靈活、更高效、響應速度更快。本文將詳細討論NFC在工業方面的應用，并且匯總了部分值得關注的應用案例。

下一次工業革命

歷史學家和經濟學家已清楚地定義了前三次工業革命，每一次工業革命都顯著地提高了生產效率。第一次工業革命開始于19世紀中期，主要涉及蒸汽動力和機械工具的使用，其結果是大規模工業制成品成為可能。第二次工業革命從19世紀末延續到20世紀初，主要是將電力和流水線來支持工業量產。第三次工業革命開始于20世紀末，這一時期計算機開始普及，并且通過引入數字技術，極大提高了工業生產質量和效率。

現在，隨著全新信息網絡的使用以及諸如云計算、智能機器人和無處不在的互聯網等先進技術的驅動，工業生產開始進入另一階段 – 一個將帶來翻天覆地變化的階段。許多分析家將其稱之為第四次工業革命（工業4.0）。

工業4.0前景

工業4.0可以指代很多事物，因為其包含若干領域中的多項創新，從工廠自動化和企業級流程優化到網絡安全和能源管理。為了介紹NFC在工業領域中的應用，我們將給該術語下一個非常具體的定義。

我們將工業4.0視作通過物理對象與信息網絡的相互融合，由此提高生產效率，同時改變商品和服務的提供方式。更具體地說，工業4.0描述了一種全新的工作環境。在這一環境中，產品從生產到交付過程中所涉及的每一個物品（包括原材料、機械到制成品自身）都具備智能化和互聯性，從而實現與整個網絡的實時互動。

將一切物理對象連接至單個計算機網絡的獨特能力可以創造出全新的生產方式，即在生產流程中隨時進行追蹤、管理和互動。每個對象都可以實時提供其自身的信息，并且可以在收到通知的第一時間管理機器，進行聯機、給出指令或進行更換。這樣以來，即可實現配置生產線以進行大規模定制生產，使生產更加高效、更具生產力，同時大大提高靈活性。

羅蘭貝格（Roland Berger）咨詢集團引用了一個真實世界中的工業4.0的例子：美國摩托車制造商哈雷戴維森（Harley-Davidson）。在其全新數字化工廠中，該公司可以生產其五大基本車系的1,300種不同版本。并且在客戶選定所需配置后，幾小時之內即可完成生產。

工業4.0這一趨勢目前仍處于初級階段，但全球多家知名企業（如哈雷戴維森）已開始以這種生產方式。據世界銀行和聯合國貿易與發展會議統計，成熟市場（包括美國和多個歐洲國家）中的制造商已為引入工業4.0技術做好了準備。同時，新興經濟體（例如中國和巴西）的制造商們也在投資工業4.0技術，以擴展基礎設施、提高產能。

NFC在工業4.0宏圖中的定位

概括來說，工業4.0的實現需要一系列能夠為生產、檢測、安全、服務支持和業務運營添加智能特性的技術。例如，在工廠車間中，用于測量溫度、濕度或位移的傳感器可以估量機器內或其局部環境中正在發生的情況；而微控制器和其他系統組件可以追蹤使用情況、記錄事件和執行從其他機器接收到的任務。無線連接可以提供對云的訪問；視頻攝像頭可以使遠處的經理知曉現場情況；復雜的軟件算法可以幫助追蹤和管理項目及進程；數據中心可以進行網絡監控、數據存儲、結果分析和遠程更新實施。

NFC是這一全新工作方式的促成技術，因為它可以應用到制造流程中的每一個環節，以支持工業4.0環境。NFC最初由恩智浦半導體公司和索尼電子共同開發，屬于一種專門的射頻識別(RFID)技術。該技術最早用于在供應鏈中識別和追蹤項目。NFC使用與RFID標簽（和非接觸式智能卡）相同的方式存儲和傳輸數據；但同時還支持短距離的雙向通信，這與藍牙和WiFi技術相似。

NFC是一項近距離通信技術，要求兩個設備之間的距離不超過10厘米（4英寸）。超短距離內通信的特性極大地提高安全性。因為在此情況下，幾乎不可能發生竊聽事件。NFC的另一個優勢在于其獨特的節能方式：兩個設備中的任何一個通電即可進行NFC互動，這一點在眾多無線通信技術中，也是獨樹一幟的。另外，其中一個設備可以為另一個設備供電，因此，第二個設備可以節約電量以執行其他任務，或者完全不需要電池。對于NFC標簽來說，這是一項尤為重要的特性。此類標簽無需電池，因此可以非常的輕薄和靈活，并且可以輕松地粘附到（或集成在）任何物體上。

更加智能的生產線

當NFC成為生產線的一部分時，每個產品都可與機器進行通信。每個產品均配備一個NFC標簽，同時生產線上的每臺機器都具有一個板載NFC讀卡器。NFC標簽可為機器提供處理和狀態信息，并支持在流程中的任意階段進行無線重新配置。該標簽可以向機器提供操作相關的準確指示或規格。機器完成操作后，將更新標簽狀態以記錄完成的操作，然后運送產品以進行下一步處理。

更高程度的自動化

如果產品自己可以說話，那么需要的人為干預就會變得越來越少。使用NFC后，產品可以告訴機器“你應該這樣處理我、提醒傳送帶“我需要被取下”或發送一份寫有“我已經準備好，可以發貨”的電子郵件。機器之間也可以更高效地進行通信，調整下游機器以適應特殊定制要求。機器人還可以利用NFC與工廠人員進行溝通。如果發生問題，機器人可以向工人的手機或平板電腦發送消息。

認證工具

NFC標簽可用于驗證每個組件的可靠性，以確保針對指定任務，機器人使用了正確的部件。NFC標簽無需電池，因此也不需要充電。使用頻率較低的認證工具可以在較長時間內閑置，但仍然可以在接到通知時報告其狀態。

更為完善的物流

NFC標簽可以輕松地追蹤項目、監控使用情況，由此簡化庫存和資產管理。例如，當耗材越來越少并觸發補充信號時，儲存原材料的箱子就可以通知網絡，或者工作訂單可以據此提供進程更新。即便是最復雜的操作，例如涉及巨大數量和來自各大洲的供應商或合作伙伴，也可以實現實時控制。總公司可以總攬全局，并快速響應全球各個地點不斷變化的需求。

擴展顯示

將NFC功能添加到各類工具、機器或車輛后，即可擴展其顯示功能，以增強互動。這對于不支持顯示的項目尤其重要。因為這些項目往往太小，或是運行環境過于惡劣。員工的平板電腦或其他設備可顯示為人機界面，使其能夠更輕松地驗證或更改參數、檢查校準、重設設置或簡單地監控活動。

與藍牙和WiFi輕松配對

雖然NFC工作距離短，但可以通過與藍牙或WiFi配對將其輕松擴展，以便在更長距離范圍內工作。一觸式配對在為網絡添加新組件時尤其有用。因為NFC功能可以提供必備的器件ID和安全代碼以便加入網絡。只需輕輕一觸，無需在輸入密碼和設置配置上浪費時間。同樣，員工登錄VPN后，可以使用NFC標簽來啟用預設配置，即便是在使用不同的訪問點的情況下亦是如此。這意味著員工們可以在站點之間自由移動，并且保持在線工作不被打斷。

更長的設備正常運行時間

能夠與WiFi輕松配對也意味著可以從制造車間進行感應式云訪問，從而更加便捷地參考操作手冊、自動下載固件和提供其他類型的輔助。機器云訪問還可以降低維護成本。即便相隔距離遙遠，員工也可以與設備進行互動。員工可以檢查生產線上每臺機器的歷史記錄和使用情況，根據機器自身的磨損情況安排維護。而機器可以在需要校準或維修時自動發送消息。通過NFC，可以輕松地訪問故障排除所需的所有數據，包括型號、序列號、使用情況和狀態，以使維修人員在到達現場前即可準備充分。

受控環境

NFC可用于受限生產場所中的物理和邏輯訪問，確保僅允許授權人員訪問控制機器的生產區域和網絡。這意味著支持NFC的智能手機或平板電腦可以執行與非接觸式智能卡相同的門禁功能，從而可以進入公司辦公室、管理大樓和其他受限區域。無需打開智能手機或平板電腦即可使用門禁功能。這樣既可以節省電量，又可以使門禁控制更加輕松、快捷。

后期定制

NFC標簽可以為產品提供一個智能存儲器，其中包含貫穿供應鏈的所有相關信息。可以出于不同目的，在流程中的不同環節中配置單個標簽，以進行指令按需更改。例如，具有全球客戶基礎的產品可以先在工廠或本地倉庫中進行特定設置（例如用戶界面語言），然后再運送至特定區域。

更好的客戶體驗

制造商可以使用NFC來定制產品和按需提供功能。并可以在存儲、售前或售后階段進行單獨設置。使用支持NFC的智能手機輕觸產品標簽，即可幫助客戶驗證真偽、獲取產品及原產地的詳細信息或在社交媒體上查找相關評論。產品售出后，NFC標簽還可以提高客戶的忠誠度。例如，提供指向獨家產品或會員特殊優惠的網站鏈接。

品牌保護

NFC的驗證功能可以用于后端市場的產品和配件中，以確保客戶僅使用原廠或經過認證的商品。相關產品（例如品牌墨水盒、電池或咖啡粉囊）在完成驗證后，支持NFC的設備還可以根據標簽優化操作以適應該部件。需要更換產品時，只需簡單地使用具有NFC功能的智能手機、平板電腦或其他產品，即可開始認證替代品的購買周期，同時提供替代品的多個網站鏈接。

結論

制造領域正在步入全新的革命性階段。在未來十年或更長時間，多項技術將相互結合，以使生產流程和供應鏈更靈活、更高效、響應速度更快。此趨勢被譽為下一次工業革命（工業4.0）。它結合了多項在市場中已為人們知曉的最新發明，例如云計算和機器互聯等。盡管對于許多制造商來說，NFC還是一個較新的概念。但是作為RFID的一項衍生技術，NFC是工業4.0的重要推動技術之一。NFC能夠為制造行業帶來許多益處，包括更智能的生產線，更友好的人機界面，更簡單的維護和機器調試，更強大的物流、后期定制和品牌保護能力。

作者：Paul Hubmer，恩智浦