CN113382866A - 使用专用rfid标签在轮胎制造过程中保持自动化质量控制的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了使用多个专用RFID标签的自动化系统和方法，这些标签包含在各种轮胎制造部件中(例如，模具段、模具容器、气囊板、轮胎压机和挤压模具)，其能够很容易地跟踪轮胎制造并识别缺陷来源，同时针对轮胎制造的苛刻工艺和温度进行配置。

Description

使用专用RFID标签在轮胎制造过程中保持自动化质量控制的 系统和方法
技术领域
本文的公开通常涉及RFID标签和轮胎制造的领域，更具体地，涉及用于使用放置在各种和/或所有轮胎制造部件内的专用RFID标签在轮胎制造过程中电子跟踪和保持质量控制以及准确和有效地识别缺陷源的系统和方法，所述轮胎制造部件包括但不限于轮胎模具、轮胎靴和/或段、轮胎压机、气囊等。
背景技术
通常，轮胎质量的35％取决于轮胎模具、气囊、压机以及轮胎制造过程中该制造工具内部或周围的各个零件。在每种情况下，都需要跟踪和关联关键工具部件(模具段)，以计算(或检查)这些部件在其载体(例如模具容器)内、载体在单独的压机内、压机在压机生产线内以及它们与正在生产的单独的轮胎，甚至可能是单个压机操作员相关联的总体使用的顺序。
目前，识别这些部件、计算顺序并将它们联接到压机的唯一方法是使用包括在钢或铝部件和/或容器中的雕刻编号以及手动文书工作。虽然这种方法在一定程度上可行，但轮胎制造过程中使用的模具、气囊以及压机会受到恶劣环境(即，巨大的温度波动(从0℃到300℃)、超声波清洗30和激光清洗40条件(分别显示在图2A和2B中)、喷砂、焊接和pH值的巨大变化)的影响，因此，雕刻编号随着时间的推移而磨损，变得模糊、肮脏、损坏和(如果不是不可能的话)难以读出。
图1A、1B、1C和1D提供了用于在轮胎制造过程中识别压机和模具质量的当前方法、部件和手工劳动的示例性描述。如图1A-1D中所示，轮胎制造商试图通过使用纸张(2)和雕刻编号以及外围设备3来手动识别和联接不同的部件1——这些技术过度依赖并需要手工的、基于纸张的劳动，而这通常是不可靠的。例如，轮胎制造环境不适合手动文书工作系统，纸张经常丢失和/或相互混搭，从各种制造部件上脱落，并且由于环境而无法再进行读取。此外，轮胎模具在轮胎制造过程中经常被拆卸和重新组装。当轮胎模具被拆卸和重新组装时，例如为了维护，一个模具的零件能够容易地与(用于生产相同类型的轮胎的)其他模具的零件混合。这种模具零件的混搭在很多情况下会导致模具数据(管理系统)与实际模具本身没有任何关系，这进一步直接影响在轮胎制造过程中的质量控制和轮胎整体质量。
虽然目前的方法、部件和手工劳动识别轮胎制造过程中的缺陷并保持某种形式的质量控制，但应进一步注意，目前所有新轮胎中有6-10％未通过最终质量检查，随后被丢弃和/或回收用于新轮胎制造。这些质量不合格的最大原因与用于成型和固化轮胎的工艺和工具有关——模具、气囊和压机。具体来说，需要在生产后的精确时刻(或此后不久)识别报废的轮胎，识别导致这种报废的模具/压机/气囊，并且最好进行系统检查以防止制造有缺陷的和/或不合格的产品。然而，在使用传统方法和工艺来识别这些缺陷时，轮胎制造商目前会关闭多台压机，以调查和确定哪个压机、模具、气囊造成了故障，从而导致整体轮胎生产效率低下。
除了上述轮胎制造问题外，多年来轮胎消费者变得更加精明和环保，并且要求生产过程具有更高的透明度/可追溯性，从而导致需要以更高效、更环保的方式制造轮胎，同时具有更高的整体质量。除此之外，高速公路上行驶的电动汽车越来越多，将进一步推动轮胎行业创造更安全的轮胎，因为电动汽车更重、动力更强并对轮胎提出了新的更极端的设计和性能要求。
鉴于上述情况，轮胎市场需要一种识别所有过程中的每个部件的可靠的自动化解决方案，以及一种识别轮胎模具并在制造过程中自动联接模具段(和/或出现在其中的误差/缺陷)，从而在制造和整个轮胎生产过程中同时且有利地提高轮胎质量的方法。
发明内容
本发明的一个目的是在轮胎制造(和服务、维护和/或修理)期间使用专用RFID标签提供自动化系统和方法来可靠地识别每个轮胎制造部件从而在提高轮胎制造/生产的同时进一步解决该领域内的上述不足。本发明主题涉及一种RFID应用，该应用基于一系列RFID标签，其专门被设计用于支持固化轮胎的环境中的所有极端恶劣的工艺。专门设计的RFID标签被配置并直接应用于模具段、模具容器、气囊板、轮胎压机、挤压模具和其他用于制造轮胎的类似工具和机器的金属表面(和其内部)。
当标签直接安装在金属(例如金属轮胎模具)上和/或其内部时，该标签被设计为实现最佳性能和操作。这些标签还被设计用于在轮胎成型的恶劣环境中工作，在这些环境中，它们会随着时间的推移长期和循环地暴露在高温、刺激性化学品、干冰、辐射和/或潮湿的环境中。
用于安装这些标签的方法和材料经过专门制定，以确保各个标签的性能满足个别用例要求、安装符合环境要求并符合广泛的轮胎制造过程(工具服务和安装、清洁、正常操作等)。
该解决方案还包括一种方法，用于识别单独的工具和部件，创建逻辑层次结构或关联，将工具彼此关联以及与制造过程，材料和人员相关联，并最终与使用这些工具制造的每个单独的轮胎相关联，并且能够执行对这些进行检查和验证。接下来，该解决方案被设计成使得“工具数据”能够与单独的轮胎相关联。例如，一个轮胎在高速公路上直接显示出缺陷，所有数据都能够被分析。此外，许多公司努力加强对其生产过程的控制。收集转化为预测模型的“大数据”将有助于在这些故障出现之前预测可能的过程故障。
最终，这将导致能够识别单独的轮胎，并在整个制造过程中将其追溯到压机操作员、压机、模具、原材料和在相关联的加工中使用的其他工具。
在某些方面，特别重要的是：物理RFID标签本身的设计；RFID天线的设计，以满足这里讨论的要求；RFID标签的材料的使用，以承受轮胎制造行业内，尤其是轮胎固化区域内的恶劣环境；和/或将标签嵌入轮胎制造部件(段、气囊、压机等)和/或容器内和/或上。
公开了一种套件，包括(a)配备无源RFID的模具标签，该模具标签被配置为贴附到轮胎模具中的表面的凹部或其内部(例如，凹部可以形成在轮胎模具和/或轮胎模具部件的外表面上，所述轮胎模具和/或轮胎模具部件包括但不限于轮胎模具胎圈、轮胎模具段/轮胎靴、轮胎模具气囊/气囊部件板等，外表面可以包括模具的在硫化过程中不模制轮胎的一部分，或者外表面可以包括模具的在硫化过程中将轮胎模制成预定形状的一部分)，并被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩；(b)环氧树脂或硅酮基材料，其被配置为将配备无源RFID的模具标签永久贴附到轮胎模具表面的凹部或其内，该环氧树脂或硅酮基材料被配置为承受与轮胎相关联的反复热膨胀和收缩。
在某些方面，该套件还包括：(c)配备RFID的模具标签，其被配置为贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩的外表面，配备RFID的模具标签具有与配备无源RFID的模具标签不同的结构和RFID读取范围，配备RFID的模具标签被配置为传送与其附接到的轮胎模具和/或轮胎模具罩相关联的唯一标识符，该轮胎模具和/或轮胎模具罩具有与被配置为贴附到轮胎模具的凹部或该凹部内的配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符。
在某些方面，套件的配备无源RFID的模具标签被配置为贴附到轮胎模具中的表面的凹部或凹部内，包括：(i)无源RFID装置，其被配置为具有距离无缘RFID装置5至20厘米的无源RFID读取范围；以及(ii)将RFID装置完全容纳在其中的刚性外壳，其被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复的热膨胀和收缩。刚性外壳由金属或金属合金、陶瓷材料、或刚性聚合物形成，并包括形成在其中的用于将无源RFID装置完全接收和容纳在刚性外壳内的凹部。在某些方面，无源RFID装置是永久地贴附在刚性外壳上并容纳在刚性外壳内。在某些方面，配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括被配置为在其中容纳无源RFID装置的平面头部，以及附接到平面头部并远离平面头部延伸的细长部分。在某些方面，细长部分被配置为将配备有无源RFID模具标签锚定在轮胎模具表面的凹部中。在某些方面，细长部分具有螺纹外径。
在替代的方面，无源RFID装置可移除地定位在刚性外壳内。在某些方面，配备有无源RFID的模具标签的刚性外壳包括被配置为将无源RFID装置可移除地容纳在其中的平面头部和附接到平面头部并从平面头部延伸远离的细长部分。在某些方面，配备有无源RFID的模具标签的刚性外壳的平面头部包括凹进部分，该凹进部分被配置为在其中容纳可移除的压配合或摩擦配合插入件，该压配合或摩擦配合插入件包括其中的无源RFID装置。在某些方面，细长部分被配置为将配备有无源RFID的模具标签锚定在轮胎模具的表面的凹部中。在某些方面，细长部分具有螺纹外径。
在某些方面，套件的配置为贴附到轮胎模具的外表面上的配备RFID的模具标签的读取范围为距离配备RFID的模具标签0.25米至10米。
在某些方面，套件的配备有RFID的模具标签包括柔性衬底和嵌入其中的RFID装置。在某些方面，配备RFID的模具标签的柔性衬底的至少一个外表面涂覆有硅酮粘合剂或环氧树脂粘合剂，用于将配备RFID的模具标签贴附到轮胎模具的外表面，或者配备RFID的模具标签配置为通过紧固件贴附在轮胎模具的外表面。
在某些方面，配备RFID的模具标签的RFID装置配备有无源RFID。在某些方面，配备RFID的模具标签的RFID装置被配置为通过与配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符识别轮胎模具的位置和定位在其中的每个特定轮胎模具部件，并且配备无源RFID的模具标签被配置为传送与轮胎模具的单独部件相关联的唯一标识符，单独部件包括模具靴、模具胎圈、模具气囊或模具段中的至少一个。
本文还公开了一种用于使用配备RFID的轮胎模具系统来跟踪轮胎制造和质量控制的方法，包括：(a)提供具有多个模具段和/或模具靴和/或模具气囊部件的配备RFID的轮胎模具，当它们组装后并具有放置在其中的未硫化生轮胎时，被配置为在硫化过程中赋予未硫化生轮胎预定的形状；(b)提供未硫化生轮胎；(c)将步骤(b)的未硫化生轮胎放入配备RFID的轮胎模具中；(d)在配备RFID的轮胎模具内对生轮胎进行硫化，从而形成硫化轮胎；(e)从轮胎模具中移除硫化轮胎，检查步骤(d)中形成的硫化轮胎，确定硫化轮胎是否存在缺陷，其中：如果在步骤(e)之后的硫化轮胎中不存在缺陷，则硫化轮胎进入供应链，与制造没有缺陷的硫化轮胎相关联的所有数据都以电子方式存储在数据库中，以便日后在必要时进行查阅，但如果在步骤(e)之后硫化轮胎中存在缺陷，则基于由配备RFID的轮胎模具提供的唯一RFID标识符，进一步将硫化轮胎上的缺陷位置与配备RFID的轮胎模具中的相应位置相关联，并进一步确定是否需要修理配备RFID的轮胎模具的部分和/或是否应该修改硫化参数以防止和/或减少在步骤(d)中形成的硫化轮胎中缺陷的发生。
在某些方面，上述用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法的配备RFID的轮胎模具包括多个配备无源RFID的模具标签，这些模具标签贴附到轮胎模具中的多个模具段的外表面上的凹部或凹部内(例如，形成在外表面上)，该凹部在轮胎模具内限定了与硫化轮胎的外表面相对应的预定扇区，在步骤(e)期间，这些扇区被手动地和/或电子地与硫化轮胎中存在的任何缺陷相关联。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，配备RFID的模具标签被贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩的外表面，配备RFID的模具标签具有与贴附到多个模具段的外表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签不同的配置和RFID读取范围，配备RFID的模具标签被配置为传送与其附接到的轮胎模具相关联的唯一标识符，该轮胎模具具有与配备无源RFID的模具相关联的唯一标识符。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，该方法进一步包括，在步骤(a)之前，通过贴附在轮胎模具和/或轮胎模具罩外表面上的配备RFID的模具标签提供的唯一的RFID标识符来定位配备RFID的轮胎模具。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，以及在定位轮胎模具之后但在其中提供未硫化生轮胎之前，经由与多个配备无源RFID的模具标签相关联的唯一RFID标识符以及贴附在轮胎模具外表面的配备RFID的模具标签相关联的唯一RFID标识符，确认存在与具有配备RFID的模具标签的配备RFID的轮胎模具相关联的每个模具段贴附到外表面。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，如果模具段不存在，则该方法还包括通过与其相关联的唯一无源RFID标识符来定位缺失的模具段，并将所述缺失的模具段与具有贴附在外表面的配备RFID的模具标签的轮胎模具进行匹配。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，在步骤(c)之前，如果在所述轮胎模具中存在具有贴附在其上的配备无源RFID的模具标签的外来模具段(即，属于另一个轮胎模具的模具段和/或部件)，该方法还包括通过与所述外来模具段相关联的唯一RFID标识符来识别所述外来模具段，并将外来模具段与合适的轮胎模具进行匹配，具有配备RFID的模具标签的合适的轮胎模具被贴附到合适的轮胎模具的外表面上，所述合适的轮胎模具具有与其所附接的合适的轮胎模具相关联的唯一RFID标识符，以及具有与贴附到外来模具段上的配备无源RFID的标签相关联的唯一标识符。
还公开了一种在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，包括：(a)提供轮胎模具段(在该方法中轮胎模具段是指轮胎模具胎圈、轮胎模具展示/段、轮胎模具气囊/气囊板等)，轮胎模具段具有成型表面，该成型表面被配置为在硫化过程赋予未硫化生轮胎预定形状；(b)提供配备无源RFID的模具标签，该配备无源RFID的模具标签被配置为提供与步骤(a)的轮胎模具段相关联的唯一RFID标识符；(c)在轮胎模具段的外表面上形成凹部；(d)将配备无源RFID的模具标签牢固地定位在轮胎模具段的外表面的凹部内，使得配备无源RFID的模具标签的唯一RFID标识符与轮胎模具段牢固地相关联。
在某些方面，在轮胎模具段内安装配备有无源RFID的模具标签的方法的步骤(c)的凹部由侧壁和连接到侧壁的基部限定。在某些方面，基部基本上是平面的。
在某些方面，并且关于将配备无源RFID的模具标签安装在轮胎模具段内的方法，配备无源RFID的模具标签的外表面直接定位在基本平坦的基部的外表面上并且相对于该外表面齐平。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，在将配备RFID的模具标签直接定位在基本平坦的基部的外表面上之后，将配备无源RFID的模具标签定位成与轮胎模具段的外表面齐平或相对于其凹进，在所述外表面上形成步骤(c)的凹部。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，该方法还包括将环氧树脂或硅酮材料施加在配备无源RFID的模具标签上以将配备无源RFID的模具标签牢固地定位和保持在形成于模具段的外表面上的凹部内。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，配备无源RFID的模具标签包括：(i)无源RFID装置，其被配置为在距离无源RFID装置5到20厘米的无源RFID读取范围内；以及(ii)将RFID装置完全容纳在其中的刚性外壳，其被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，刚性外壳由金属或金属合金、陶瓷材料或刚性聚合物形成，并包括形成在其中的用于将无源RFID装置完全接收和容纳在外壳内的凹部。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，无源RFID装置被永久地贴附并容纳在刚性外壳内。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括配置为将无源RFID装置容纳在其中的平面头部，以及附接到平面头部并远离平面头部延伸的细长部分。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，细长部分被配置为将配备无源RFID的模具标签锚定在模具段中的外表面的凹部中。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签方法，细长部分具有螺纹外径，并被配置为接合侧壁，该侧壁限定在步骤(c)中形成在轮胎模具的外表面上的凹部。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，无源RFID装置可移除地定位在刚性外壳内。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括配置为将无源RFID装置可移除地容纳在其中的平面头部，以及附接到平面头部并且远离平面头部延伸的细长部分。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，配备无源RFID的模具标签的刚性外壳的平面头部包括凹进部分，该凹进部分被配置为在其中容纳可移除的压配合或摩擦配合插入件，该可移除的压配合或摩擦配合插入件在其中包括无源RFID装置。
在某些方面，并且关于在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，细长部分被配置为将配备无源RFID的模具标签锚定在轮胎模具中的凹部中。
还公开了一种配备RFID的轮胎模具，包括：(a)外罩；(b)位于外罩内的多个模具段，其中：外罩被配置为利用RFID识别配备RFID的轮胎模具的位置和与配备RFID的轮胎模具相关联的多个模具段的位置。在这方面，配备RFID的模具标签贴附于配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面，所述配备RFID的模具标签被配置为利用RFID识别配备RFID的轮胎模具的位置和与配备RFID的轮胎模具相关联的多个模具段的位置。在某些方面，配备RFID的轮胎模具还包括贴附到轮胎模具中的多个模具段中的至少一个模具段的表面的凹部或凹部(形成在外表面上)内的配备无源RFID的模具标签。在这方面，贴附到配备RFID的轮胎模具的外罩的配备RFID的模具标签与贴附至轮胎模具中的多个模具段的至少一个模具段的表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签相比具有不同的配置和RFID读取范围。在这方面，贴附到配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面的配备RFID的模具标签将与其所附接的轮胎模具相关联的唯一标识符传送到RFID阅读器，该轮胎模具具有与贴附在配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面上的配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符。在这方面，贴附在配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面的配备RFID的模具标签的读取范围为0.25米至10米。在这方面，贴附到轮胎模具中的多个模具段中的至少一个模具段的表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签具有远离无源RFID模具5至20厘米的读取范围。在这方面，具有模具表面的多个模具段中的每个模具段包括至少一个配备无源RFID的模具标签，该模具标签贴附到多个模具段的每个模制段的每个表面的凹部或该凹部内。
本发明的实施例能够包括上述特征和配置的一个或更多个或其任意组合。
本发明的附加特征、方面和优点将在随后的详细描述中阐述，并且对于本领域技术人员来说，从该描述或通过实践如本文所述的本发明而认识到本发明的附加特征、方面和优点将是显而易见的。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都呈现了本发明的各种实施例，并且旨在提供用于理解所要求保护的本发明的性质和特征的概述或框架。附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分。
附图说明
当参考附图阅读本发明的以下详细说明时，可以更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，其中：
图1A、1B、1C和1D描绘了与分析轮胎模具、压机和气囊质量和可靠性相关联的当前手工劳动方法；
图2A和2B描绘了目前用于清洁轮胎模具和压机的部分的粗糙、激光和超声波清洗技术；
图3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H、3I、3J和3K描绘了在本文公开的方法和系统中使用的RFID标签(例如，以螺钉和塞子的形式)的各种配置；
图4A和4B是用于在各种轮胎制造部件中定位所公开的RFID标签的不当和适当方法的示意图；
图5A、5B、5C、5D、5E、5F和5G描绘了各种轮胎制造部件，其分别包括轮胎模具段、轮胎模具的胎圈、挤压叶片和模具容器，具有定位在其中和/或其上的所公开的RFID标签；
图6描绘了模具、模具段、气囊部件和与轮胎制造相关联的其他部件的分解图，具有多个RFID标签，所述RFID标签具有定位在其中的唯一标识符；
图7描绘了平行定向的两个轮胎模具，其均定位在轮胎压机中，其中轮胎压机和平行定向的轮胎模具均具有定位在其中的多个所公开的RFID标签，其中每个RFID标签具有唯一标识符；
图8描绘了使用本发明公开的RFID标签的整体轮胎生产和跟踪的简单示意图；
图9描绘了在制造过程中具有定位在其上的母标签的模具，该母标签在高温下操作并且能够在两米外读取；
图10A-10C描绘了定位在模具的各个部分中的RFID标签以及这些RFID标签的可读性能力；并且
图11A和11B描绘了从生产运输到模具仓库的模具，以及
图11C、11D、11E和11F描绘了放置在仓库内的示例性模具，其中每个模具具有支持搜索和查找功能的RFID标签以容易地定位仓库内的特定模具。
具体实施方式
现在，将在下文中参考在其中示出了本发明的示例性实施例的附图更全面地描述本发明。但是，本发明可以以许多不同的形式实现并且不应被解释为限于本文所阐述的代表性实施例。提供示例性实施例以便使本公开将既彻底又完整，并且将充分传达本发明的范围并使本领域普通技术人员能够制造、使用和实践本发明。相同的附图标记是指各种附图中相同的元件。
如图3A-11F所示以及如下进一步讨论的，本发明公开了利用多个专用RFID标签(例如，100个、200个和/或300个)的自动化系统和方法，所述RFID标签并入到各种轮胎部件(例如，模具胎圈410、模具段420、模具容器500、气囊/气囊板430、轮胎压机和挤压模具)，它们能够容易地跟踪轮胎制造并识别缺陷源，同时被配置为承受轮胎制造的恶劣工艺和温度。
RFID标签的物理设计
图3A、3B、3I和3J描绘了本发明所公开的RFID标签的各种不同的物理设计和配置。例如，图3A描绘了被配置用于附接到模具(即，未经受硫化的外表面)和/或模具罩/容器500(例如，如图11A、11B、11C和11F所示)的大RFID标签100(下文中也称为“母标签”或“配备RFID的模具标签”)。如图3A所示，大RFID标签100(也称为“母标签”或“配备RFID的模具标签”)由柔性材料101形成，优选地为柔性的弹性材料(例如，能够承受50℃至350℃、50℃至300℃、或50℃至250℃的温度的耐温硅酮材料)，其具有预定形状(优选平面形状)，以便固定、贴附和/或紧固在模具或模具容器上。大RFID标签100(也称为“母标签”或“配备RFID的模具标签”)还包括嵌入柔性材料内的RFID装置102。针对无源/或有源RFID，RFID装置102可以配备有RFID阅读器(例如，如图10B和10C所示的600)，并且优选地具有距离RFID阅读器0.25米至15米、距离RFID阅读器0.25米至10米、距离RFID阅读器0.5米至10米、距离RFID阅读器1米至10米、距离RFID阅读器2.5米至8米的长距离读取范围。如图3A进一步所示，大RFID标签100(也称为“母标签”或“配备RFID的模具标签”)可以放置在/装配到轮胎模具和/或模具罩500的外表面上并使用涂覆在标签100上的粘合剂/环氧树脂(未示出)和/或经由多个通孔103和互补的紧固件来贴附和/或紧固在所述外表面上，所述互补的紧固件被配置为将标签100紧固到轮胎模具和/或模具罩500的外表面。
图3B和3J分别描绘了具有实心圆柱形形式的RFID标签200(也称为“子标签”或“小标签”或“配备无源RFID的模具标签”)的顶部透视图和侧视图，该标签可以被定位和/或固定地附接到模具的一段，例如如图5A和5D所示。特别地，图3B的RFID标签200(“配备有无源RFID的模具标签”)包括嵌入诸如金属或金属合金(例如，铝)、陶瓷和/或聚合物材料(诸如热塑性聚氨酯(TPU)或聚醚醚酮(PEEK))之类的刚性和低导热材料内的RFID装置202，这在下文中进一步讨论。刚性和低导热材料优选用于增加RFID标签的整体耐用性和寿命、尤其是用于增加嵌入标签内的RFID装置202的整体耐用性和寿命，一旦标签被贴附在如本文进一步讨论的轮胎模具的部分内。此外，RFID装置202可以为无源和/或有源RFID配备距离RFID阅读器1到20厘米、2.5到20厘米、或5到20厘米的读取范围。在某些优选方面，RFID标签200(“配备无源RFID的模具标签”)为无源RFID配备了距离RFID阅读器1至20厘米、2.5至20厘米或5至20厘米的读取范围。
如图3C-3K所示，RFID标签200(“配备无源RFID的模具标签”)可以具有多种不同的结构。例如，如具体在图3G-3J中所示，RFID标签200还可以包括和/或贴附在刚性外壳300内(例如形成在刚性外壳300中的凹部301)，该刚性外壳被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩，其中RFID标签200可以永久地或可移除地插入/容纳在其中。刚性外壳300由金属或金属合金(例如，铝)、陶瓷材料或刚性聚合物(例如，热塑性聚氨酯(TPU)或聚醚醚酮(PEEK))形成，并且包括形成在其中的用于将无源RFID装置完全容纳和包围在刚性外壳中的凹部。在某些方面并且如在图3G-3J中进一步所示，配备有无源RFID的模具标签200的刚性外壳300包括被配置为将RFID标签200的无源RFID装置容纳在其中的平面头部302，以及附接到平面头部302并远离平面头部延伸的细长部分305。在某些方面，细长部分305(例如在图3G-3J中所示)被配置为将配备有无源RFID的模具标签锚定在形成在轮胎模具400(图4B)的表面上的凹部401(图4B)中。在某些方面并如图3G-3J进一步所示，细长部分305具有螺纹外径。图3I描绘了一个实施例，其中RFID标签200(配备有无源RFID的模具标签)被永久地插入和/或贴附在刚性外壳300内。如上文和在某些进一步方面中所提到的，RFID标签200(配备有无源RFID的模具标签)可以可移除地插入刚性外壳内，并且在这方面，诸如图3C-3F中描绘的之类的各种罩和/或帽350、351、352、353可以在其中接收和容纳RFID标签，并且可以进一步可移除地插入到例如图3G、3H、3I和3J中描绘的刚性外壳的凹部301内，和/或可以可移除地直接插入轮胎模具的一部分上或轮胎模具的一部分内。图3C-3J描绘了各种结构，其可以容纳RFID标签200并且可以形成为容纳所公开的RFID标签的螺钉(或罩螺钉、锁环、螺旋或螺旋线圈插入件和/或压配合插入件)、螺栓和/或具有螺纹部分的其他形式，这些螺纹部分被配置为与轮胎模具、轮胎模具段、轮胎压机等的部分配合。
在某些方面，本文所公开的RFID标签200必须在轮胎成型的恶劣环境中执行和操作，其中随着时间的推移，它们会长时间和循环地暴露在高温和潮湿的环境中。本文所公开的RFID标签200优选地包括使用天线(未示出)的UHF EPC Class 1Gen 2标准芯片，该天线通过使用模具本身的金属(例如，如图4B所示)优化用于读取芯片。在某些方面，芯片和天线被封装在陶瓷层中以保护RFID电子部件。陶瓷的典型特性是电子部件会缓慢而持续地升温和降温并且牢固地保护芯片和天线。在某些方面，陶瓷RFID应答器由额外的环氧树脂层封装，以将结构加强为极其坚固的结构。该产品嵌入到热塑性聚氨酯(TPU)管或诸如聚醚醚酮(PEEK)之类的另一耐用的聚合物材料中，其能够承受与硫化的严酷温度和环境相关联的热膨胀和收缩，从而使得结构能够应对金属本身的膨胀和收缩。TPU足够灵活以应对清洗和使用过程中的这些影响。尽管本文所公开的RFID标签利用TPU，但可以包括其他高温热塑性塑料和热塑性树脂。在某些方面，由于其尺寸和形状，TPU外壳还使RFID标签更易于安装。标签的底部由额外的高温环氧树脂层包围，如果是大设计(大黑色容器标签)，则为一层高温硅酮。顶部被塑料本身覆盖。
RFID标签的设计与功能
如上所述，在某些方面，设想了两种不同的RFID模具标签——一种大的“母标签”(配备有RFID的模具标签)100(图3A)，其将被施加到模具容器/罩500(例如，在图11C示出的)；和一种非常小型的RFID标签“子标签”(“配备有无源RFID的模具标签”)200，其嵌入模具段和其他工具部件组件中，如模具靴/段420、胎圈410、气囊环430、挤压模具(诸如例如图5A-5D、5F和5G所示的那些)。这些标签100、200可用于在轮胎制造前、轮胎制造期间和轮胎制造后跟踪/定位特定轮胎模具以适当地保持其中每个轮胎模具的适当部件(即，防止轮胎模具的混合搭配)并可以进一步用于质量控制目的。
在某些方面，大RFID容器标签100(也称为“母标签”或“配备RFID的模具标签”)被设计为在一般情况下(-10到+40℃)具有远距离读取距离(使用当前芯片和阅读器天线为大约2-10米)并且专门设计为在模具处于生产或预热(温度为140到280℃)时具有有限的读取距离(使用当前芯片和阅读器天线约为两米或更短)。因此大RFID“母标签”包括但不限于以下过程：
(1)在模具仓库中搜索并找到模具，例如如图11A-11F所示(附图标记500指轮胎模具罩和/或大RFID标签100(也称为“母标签”或“配备RFID的模具标签”)贴附到的轮胎模具的轮胎外表面；附图标记400通常指的是各种轮胎模具部件(例如，轮胎模具胎圈410、轮胎段和/或轮胎模具靴420、轮胎模具气囊430)，它们被配置为在硫化过程中赋予未硫化生轮胎预定形状；
(2)如图9所示，当模具和标签处于高操作温度时，识别生产中的模具。当模具在生产时，有限读取距离(大约两米)涵盖了从压机上的固定读取位置识别特定模具的需要并将模具联接到压机。由于通常有多台压机，其中模具并排放置，因此重要的是将“高温读数”限制在读取范围内，以避免模具和压机混合；
(3)在模具罩500和/或模具400从生产(具有较高内部温度积累)运输时，通过使用RFID固定入口阅读器/天线读取该模具罩和/或模具，例如如图11A和11B所示；
(4)在模具从预热(260℃)运输到生产时，通过使用RFID入口阅读器读取模具；
嵌入在诸如胎圈410和模具段420(例如，图10A-10C)之类的部件内的小RFID标签“子标签”200被设计成具有大约5到15厘米的读取距离，使用RFID阅读器600这很关键，因为：
(1)能够顺序读取所有模具段，而不会乱序读取任何段。模具管理内的主要要求之一是容器内的段具有定义的顺序，该顺序是固定的和/或必须遵循的。这个顺序对产品的质量和轮胎本身的质量至关重要。由于段以及因此嵌入的标签彼此靠近，因此绝对需要知道哪个段标签正在被读取(而不是紧邻段的标签)。因此这种专用RFID标签是专为具有有限的读取距离而设计的；
(2)由于模具是在维护后建立的，因此所有部件都将连接到母标签，一旦模具部件安装在压机中并在高温/高压下生产，就不需要读取小型标签。小型嵌入式标签的设计满足了这些要求；
(3)当前的主题满足不同类型模具的要求。按照具有和不具有所谓的“靴”主要有两种不同类型的模具，它们是钢制部件，用于将段保持在模具内。在这种情况下，段的顶部被靴本身覆盖，因此不可能将标签贴在段的顶部并读取序列。在这种情况下，RFID标签将嵌入段的侧面或不干扰轮胎的生产或模具部件本身的功能的其他表面。同样，在这种情况下，需要在容器中读取标签。当前的主题也满足这一重要要求。
使用的材料
由于模具部段420、胎圈410、气囊部件430和其他小模具部件嵌入模具/容器本身内部，因此这些段在轮胎制造中处于最严酷的条件下。这些部件与未固化的橡胶直接接触，在许多情况下，未固化的橡胶处于非常高的压力下，使用蒸汽和热量来成型和固化轮胎。即使在生产模具时，也会使用一些清洗工艺来清洗生产中的段，例如使用干冰清洗。因此，测试并确定了许多特定材料，这些材料进一步加强了RFID模具标签的使用寿命，并保持附着在段、部件和容器本身上。
小圆形RFID标签200嵌入10mm孔内。孔本身至少比标签宽0.05毫米，因为它需要应对钢或铝在受热和加压时的收缩和膨胀。为了防止RFID标签200被不自觉地从带标签的部件(即，轮胎模具部件)中移除，有几种方法可以将标签固定在模具段或工具的孔内。
诸如图5H中所示的高温环氧树脂和/或高温硅酮500可以在轮胎模具的一部分上形成的孔/凹部内放置标签200后施加。例如，一滴高温环氧树脂(例如，图5H)覆盖在轮胎模具上形成的凹部内的RFID标签200(图5F)。虽然这是一个非常可靠的解决方案，但使用环氧树脂(高温硅酮)来固定标签存在一些缺点，诸如该过程耗时，而且从雇员的安全角度来说并不总是可取的，因为该过程可能包括暴露于有毒材料(例如环氧固化剂)。高温硅酮由于其可用性和与轮胎制造的兼容性而是优选的，其中硅酮防止橡胶粘在RFID标签的顶部并拉出标签本身。此外，硅酮的使用对于RFID标签在安装后正常运行以及在轮胎模具的整个生命周期内经受住环境暴露至关重要。
如图3C和3D所示，如果轮胎制造商出于某种原因不想使用环氧树脂或高温硅酮，则可以使用具有RFID功能的“覆盖螺钉”。这些塑料螺钉不会影响RFID信号并且易于使用。这些塑料覆盖螺钉能够在市场上购买或定制设计。
将RFID标签安装/嵌入到模具部件和容器内和/或上
在某些方面并且为了进一步确保本文所公开的RFID标签200的可操作性，RFID标签以特定方式嵌入在段420、胎圈410、气囊部件430和模具容器500内和/或上。例如，如图4B所示，用于诸如胎圈和模具段之类的组件的小型RFID标签200(“子标签”)需要由部件本身来保护(例如，标签位于轮胎制造部件的凹部401内并具有特定几何形状)。通过测试，申请人已经确定以下过程和几何形状导致用于本文所公开的RFID标签的优选可操作条件：
1、参考图4B(和图5A-5G)，在轮胎模具400的一部分内，钻/铣具有预定尺寸的孔/凹部401以将RFID标签“子标签”200、300(“配备有无源RFID的模具标签”)安装在其中(例如，10mm的最小直径和最大6mm的深度)；
2、如图4B所示，孔/凹部401的底部应该是平坦的平面表面(基部403)，而不是如图4A所示成角度；
3、通过在孔内提供平坦的平面表面的凹部401，RFID标签200、300将平放并能够与加工孔的底部的段的金属表面完全接触，从而进一步增强RF信号；
4、可选地，但如果优选，则标签200、300能够用一滴导电粘合剂510牢固地定位(如图5G结合图5F所示)，但这不是必需的；以及
5、接下来，标签能够被覆盖螺钉350、351、352、353或300(图3C-3H)、高温环氧树脂和/或高温硅酮510(图5G)覆盖，或者在某些情况下，标签能够是螺钉本身(图3I和3J)。
根据上述方法并进一步根据图4A-5E，在轮胎模具内安装RFID标签“子标签”200、300(“配备有无源RFID的模具标签”)的方法包括：(a)提供轮胎模具段(在这种情况下，“轮胎模具段”通常是指轮胎模具环410、轮胎模具靴/段420、轮胎模具气囊/气囊板430、轮胎压机的部分和/或轮胎挤压模具的部分)，该轮胎模具段具有配置成在硫化过程中赋予未硫化生轮胎预定形状的成型表面；(b)提供配备有无源RFID的模具标签，该配备有无源RFID的模具标签被配置为提供与步骤(a)的轮胎模具段相关联的唯一RFID标识符；(c)在轮胎模具段的表面上形成凹部401；以及(d)将配备有无源RFID的模具标签200(或200、300)牢固地定位在轮胎模具段的表面的凹部(例如，形成在外表面上的凹部)内，使得配备无源RFID的模具标签的唯一RFID标识符与轮胎模具段牢固关联。参照图4B和上述方法，步骤(c)的凹部401由侧壁402和连接到侧壁的基部403限定，其中基部403基本上是平面的。如图4B进一步所示，配备有无源RFID的模具标签200的外表面直接定位在基本平坦的基部403的外表面上并相对于该外表面齐平。如图4B、5A、5F和5H进一步所示，并且在将配备RFID的模具标签200、300直接定位在基本平坦的基部403的外表面上之后，配备有无源RFID的模具标签200、300(图5F)与在其上形成步骤(c)的凹部的轮胎模具段的表面齐平或相对于所述表面凹进。在某些方面，并进一步如图5H所示，该方法还可以包括将环氧树脂或硅酮材料510施加在配备有无源RFID的模具标签200、300上以将配备有无源RFID的模具标签牢固地定位和保持在模具段的表面上形成的凹部内。
在某些方面，大RFID模具标签(母标签或“配备RFID的模具标签”)100通常施加在模具容器500的外部(图11A-11D)。有几种设计和测试的方法来应用这个标签。例如，可以靠近现有模具号，或模具的物理牌照将大型标签旋拧或铆接到容器/模具外侧的RFID母标签上。在这种情况下，标签在压机内的位置始终相同，面朝压机外，因此在生产过程中是可读取的。或者，代替将RFID标签旋拧到模具/容器上，还可以通过使用高温导电粘合剂或高温双面胶带(诸如目前由3M生产的那些)将大型标签粘贴到表面上。由于可能需要使用模具/容器本身来保护母标签，因此也可以在容器/模具中铣出一个矩形孔。在该铣削的腔内，标签能够如上所述地施加并且由模具本身的表面保护。
在某些附加方面，为了保护母标签，还可以将金属板弯曲放入具有大于标签本身的尺寸的盒子。盒子的折叠边缘将在日常使用中保护母标签(具有用于母标签的凹部的机加工或模制金属块也适用)。保护侧的数量和高度可能会影响资产标签(asset tag)的RF性能。该示例性过程可以包括：(i)折叠具有三个侧面的金属板“盒子”；(ii)通过螺钉或胶水/胶带将RFID标签施加到盒子的内表面上；以及(iii)将盒子焊接或旋拧到容器上。
识别模具、段、工具和压机
在某些方面，如图6-8中进一步描绘的那样，本文所公开的RFID标签(即，100、200和/或200、300)可以被包括在计算机实现系统内，该系统被配置为容易识别每个单独的工具、组件或设备(即，将轮胎模具罩500与每个轮胎模具部件(轮胎模具胎圈410、轮胎模具靴/段420、轮胎模具气囊部件430等)相关联)。每个单独的工具、组件或设备优选地包括具有以下电子存储器的任意组合的芯片：
-只读存储器，其通常包含有唯一编号，也称为UID或TID(长度和结构各不相同)
-EPC存储器，其具有96位或更多内存。EPC存储器能够进行编程并能够选择性地密码保护或永久锁定
-可选的用户存储器，其能够进行编程并且可选地密码保护或永久锁定
-用于可选设置、功能和配置的附加存储器位置
模具400、模具胎圈410、模具段420、气囊430、挤压模具和其他工具或部件通过以下方法之一被唯一地识别(与贴附在其上的相应子标签和/或配备无源RFID的模具标签200(或200、300)相关联)：
1、唯一牌照——这是存储在UID、TID、EPC或用户存储器或这些的中的任意的组合中的唯一编号。这个唯一编号用作它所标识的项目的牌照。在数据库、注册表或提供此类已识别项目的详细信息的项目主列表中查找。该数据库能够位于本地、本地网络上、远程网络上、云端或类似的数据存储设备上。
2、智能编号——这是唯一的编号，其通常存储在EPC、用户存储器或两者的组合中，并且这个智能编号是根据定义或密钥组合而成的，在知道定义或密钥的同时，就能够识别有关该项的基本信息，而不必将智能编号与数据库、注册表、项目主库或类似的数据库进行比较。例如，此功能可用于立即将模具段与模具容器匹配并识别此类段的安装顺序。
3、GRAI(全球可回收资产标识符)、GIAI(全球单个资产标识符)或其他行业定义的标准化编号方案。
根据图7，诸如轮胎压机之类的机器通过以下方法中的一种或组合进行识别：
1、贴附在特定压机上或在其附近的RFID部件，
2、下列电子标识之一或组合，
a.唯一的牌照，
b.智能编号，
c.资产编号，
d.IP或其他网络唯一地址，
e.MAC地址，
f.任何其他唯一标识符，
g.GRAI(全球可回收资产标识符)、GIAI(全球单个资产标识符)或其他行业定义的标准化编号方案。
根据以上所述以及进一步根据图8，每个制造的轮胎都可以具有全面的工艺历史、可追溯性和完整的出生证明。特别是图8公开了一种用于使用配备RFID的轮胎模具系统跟踪轮胎制造和质量控制的方法，包括提供配备RFID的轮胎模具(例如，图6的模具400具有如图5A、5B、5D和10A-10C所示的用配备有无源RFID的模具标签200标记的各种部件)，其具有多个模具段和/或模具靴420和/或模具气囊430部件，当它们被组装并在其中放置未硫化生轮胎时，它们被配置为在硫化期间赋予未硫化生轮胎预定形状；(S1)提供未硫化生轮胎；(S3)将未硫化生轮胎放入配备RFID的轮胎模具中；(S4)在配备RFID的轮胎模具内对未硫化生胎进行硫化，从而形成硫化轮胎；并且将硫化轮胎从轮胎模具中取出，检查步骤中形成的硫化轮胎，确定硫化轮胎是否存在缺陷，其中：如果步骤(e)后硫化轮胎没有缺陷，则硫化轮胎进入供应链，并且与制造没有缺陷的硫化轮胎有关的所有数据都以电子方式存储在数据库中，以便日后在必要时进行查阅，但如果在将硫化轮胎从模具中取出后硫化轮胎中存在缺陷，则基于由配备RFID的轮胎模具提供的唯一RFID标识符，进一步将硫化轮胎上的缺陷位置与配备RFID的轮胎模具中的相应位置相关联，并进一步确定是否需要修理配备RFID的轮胎模具的部分和/或是否应修改硫化参数以防止和/或减少硫化轮胎中缺陷的发生。
在某些方面，上述用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法的配备有RFID的轮胎模具包括多个配备有无源RFID的模具标签200(和/或200、300)，这些标签贴附到轮胎模具400中的多个模具段420(和/或模具气囊430和/或模具胎圈410)的表面的凹部400上或其内部，其限定了轮胎模具内的对应于硫化轮胎的外表面的预定扇区，该预定扇区在步骤(e)中被手动地和/或电子地与硫化轮胎中存在的任何缺陷进行关联。
如上所述以及在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中的某些方面，配备有RFID的模具标签100被贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩500的外表面，配备RFID的模具标签100，与贴附到形成在多个模具段420(和/或模具气囊430和/或模具胎圈410)的外表面上的凹部400或其内的配备有无源RFID模具标签200(和/或200、300)具有不同的结构和RFID读取范围，并且配备RFID的模具标签100被配置为传送与其所附接的轮胎模具相关联的唯一标识符，并且该轮胎模具具有与配备无源RFID的模具200(200、300)相关联的唯一标识符。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，该方法还可以包括使用唯一的RFID标识符来定位配备RFID的模具标签，所述唯一的RFID标识符由贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩500的外表面的配备RFID的模具标签100提供。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，并且在定位轮胎模具之后但在其中提供未硫化生轮胎之前，经由与多个配备无源RFID的模具标签200(200、300)以及贴附在轮胎模具/轮胎模具罩500的外表面的配备RFID的模具标签100相关联的唯一RFID标识符，确认存在与具有配备有RFID的模具标签的配备有RFID的轮胎模具相关联的每个模具段贴附到外表面。
在某些方面，在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中，如果模具部段不存在，则该方法还包括通过与其相关联的唯一无源RFID标识符定位缺失的模具段，并将所述缺失的模具段与具有贴附在外表面的配备RFID的模具标签的轮胎模具进行匹配。
在某些方面，并且在用于跟踪轮胎制造和质量控制的方法中硫化生轮胎之前，如果在所述轮胎模具中存在具有贴附在其上的配备无源RFID的模具标签的外来模具段(即，属于另一个轮胎磨具的模具段和/或部件)，该方法还包括通过与其相关联的唯一RFID标识符识别外来模具段，并将外来模具段与合适的轮胎模具匹配，具有配备RFID的模具标签的合适的轮胎模具被贴附到合适的轮胎模具的外表面，其具有与其所附接的合适的轮胎模具相关联的唯一RFID标识符，以及具有与贴附到外来模具段上的配备有无源RFID的标签相关联的唯一标识符。
配备RFID模具标签的套件
同样本文所公开的并且根据图3A-11F的套件包括：装配有无源RFID的模具标签200(和/或200、300)，所述模具标签被配置为贴附到轮胎模具中的表面的凹部或凹部内(例如，形成在轮胎模具/部件的外表面上，所述部件包括但不限于轮胎模具胎圈、轮胎模具段/轮胎靴、轮胎模具气囊/气囊部件板等，外表面可以包括在硫化过程中不对轮胎模制的模具的一部分，或者外表面可以包括在硫化过程中将轮胎模制成预定形状的模具的一部分)，并且被配置成承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩；以及环氧树脂或硅酮基材料510，其被配置为将配备有无源RFID的模具标签永久地贴附到轮胎模具中的成型表面的凹部或凹部内，环氧树脂或硅酮基材料被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩。在某些方面，套件中还包括配置为贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩500的外表面的配备RFID的模具标签100，配备RFID的模具标签与配备有无源RFID的模具标签具有不同的配置和RFID读取范围，并且配备有RFID的模具标签被配置为传送与其所附接的轮胎模具和/或轮胎模具罩相关联的唯一标识符，并且该轮胎模具和/或轮胎模具罩具有与配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符，所述标签被配置为贴附到轮胎模具的凹部或凹部内。
用于公开的RFID标签的RF功能
典型的RFID装置通常包括用于无线发送和/或接收RF信号的天线和可操作地连接到其上的模拟和/或数字电子器件。所谓的有源或半无源RFID装置还可以包括电池或其他合适的电源。通常，电子器件通过集成电路(IC)或微芯片或其他合适的电子电路实现，并且可以包括例如通信电子器件、数据存储器、控制逻辑等。
传统的RFID装置通常会在多种频率范围之一中操作，所述频率范围包括例如低频(LF)范围(即约30kHz至约300kHz)、高频(HF)范围(即约3MHz至约30MHz)和超高频(UHF)范围(即约300MHz至约3GHz)。无源装置通常在上述任一频率范围内工作。特别地，对于无源装置：LF系统通常在124kHz、125kHz或135kHz左右运行；HF系统通常在13.56MHz左右运行；并且，UHF系统通常使用860MHz到960MHz的任何频段。或者，一些无源装置系统也使用2.45GHz和无线电频谱的其他区域。有源RFID装置通常在455MHz、2.45GHz或5.8GHz左右运行。通常，半无源装置使用2.4GHz左右的频率。
RFID装置的读取范围(即RFID阅读器能够与RFID装置进行通信的范围)通常由许多因素决定，例如装置类型(即有源、无源等)。通常，无源LF RFID装置(也称为LFID或LowFID装置)通常能够从大约12英寸(0.33米)内读取；无源HF RFID装置(也称为HFID或HighFID装置)通常能够从高达大约3英尺(1米)读取；并且无源UHF RFID装置(也称为UHFID装置)通常能够从大约10英尺(3.05米)或更远处读取。影响无源RFID装置的读取范围的一个重要因素是用于将数据从装置传输到阅读器的方法，即装置和阅读器之间的耦合模式——所述耦合模式通常能够是电感耦合或辐射/传播耦合。无源LFID装置和无源HFID装置通常在装置和阅读器之间使用电感耦合，而无源UHFID装置通常在装置和阅读器之间使用辐射或传播耦合。
或者，在辐射或传播耦合应用中(例如，如无源UHFID装置通常使用的那样)，不是在阅读器和装置的相应天线之间形成电磁场，阅读器会发射电磁能来照亮装置。反过来，装置通过其天线从阅读器收集能量，并且装置的IC或微芯片使用收集的能量来改变装置天线上的负载并反射回改变的信号，即反向散射。通常，UHFID装置能够通过多种不同的方式进行数据通信，例如，它们能够增加发送回阅读器的反射波的振幅(即振幅键控)，移动反射波使其与接收波异相(即相移键控)或改变反射波的频率(即频移键控)。在任何情况下，阅读器都会接收反向散射信号并将改变后的波转换为阅读器或附属计算机能够理解的数据。
RFID装置中采用的天线通常还受到多种因素的影响，例如预期应用、装置类型(即有源、无源、半有源等)、所需的读取范围、装置到阅读器耦合方式、装置的工作频率等。例如，因为无源LFID装置通常与阅读器电感耦合，并且由于装置天线中感应的电压与装置的工作频率成正比，无源LFID装置通常配备有具有许多匝的线圈天线，以产生足够的电压来操作装置的IC或微芯片。相比之下，传统的HFID无源装置通常会配备平面螺旋天线(例如，在信用卡大小的形状因子上具有5到7匝)，其通常能够提供数十厘米量级的读数范围。通常，HFID天线线圈的制造成本较低(例如，与LFID天线线圈相比)，因为它们能够使用比绕线相对便宜的技术(例如光刻等)来制造。UHFID无源装置通常与阅读器天线进行放射性和/或传播耦合，因此通常能够使用传统的类偶极天线。
前面的描述仅通过示例提供了本发明的实施例。可以设想，其他实施例可以执行类似的功能和/或实现类似的结果。

Claims (49)

1.一种套件，包括：
(a)配备无源RFID的模具标签，其被配置为贴附到轮胎模具表面的凹部或凹部内，并被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩；以及
(b)环氧树脂或硅酮基材料，其被配置为将配备无源RFID的模具标签永久贴附到轮胎模具表面的凹部或凹部内，所述环氧树脂或硅酮基材料被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩。
2.根据权利要求1所述的套件，还包括：
(c)配备RFID的模具标签，其被配置为贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩的外表面，所述配备RFID的模具标签具有与配备无源RFID的模具标签不同的结构和RFID读取范围，并且所述配备RFID的模具标签被配置为传送与其附接到的轮胎模具和/或轮胎模具罩相关联的唯一标识符，并且所述轮胎模具和/或轮胎模具罩具有与被配置为贴附到轮胎模具的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符。
3.根据权利要求2所述的套件，其中，被配置为贴附到轮胎模具中的表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签包括：
(i)无源RFID装置，其被配置为具有距离无源RFID装置5至20厘米的无源RFID读取范围；以及
(ii)将所述RFID装置完全容纳在其中的刚性外壳，其被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩。
4.根据权利要求3所述的套件，其中，所述刚性外壳由金属或金属合金、陶瓷材料或刚性聚合物形成，并且包括形成在其中的用于将所述无源RFID装置完全接收和容纳在所述刚性外壳内的凹部。
5.根据权利要求4所述的套件，其中，所述无源RFID装置永久地贴附到并容纳在所述刚性外壳内。
6.根据权利要求5所述的套件，其中，所述配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括被配置为在其中容纳无源RFID装置的平面头部，以及附接到所述平面头部并远离所述平面头部延伸的细长部分。
7.根据权利要求6所述的套件，其中，所述细长部分被配置为将所述配备无源RFID的模具标签锚定在所述轮胎模具的表面的凹部中。
8.根据权利要求7所述的套件，其中，所述细长部分具有螺纹外径。
9.根据权利要求4所述的套件，其中，所述无源RFID装置可移除地定位在所述刚性外壳内。
10.根据权利要求9所述的套件，其中，所述配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括被配置为将无源RFID装置可移除地容纳在其中的平面头部，以及附接到所述平面头部并远离所述平面头部延伸的细长部分。
11.根据权利要求10所述的套件，其中，所述配备无源RFID的模具标签的刚性外壳的平面头部包括凹进部分，所述凹进部分被配置成在其中容纳可移除的压配合或摩擦配合插入件，所述压配合或摩擦配合插入件包括其中的无源RFID装置。
12.根据权利要求11所述的套件，其中，所述细长部分被配置为将所述配备无源RFID的模具标签锚定在所述轮胎模具的表面的凹部中。
13.根据权利要求12所述的套件，其中，所述细长部分具有螺纹外径。
14.根据权利要求3所述的套件，其中，所述被配置为贴附到轮胎模具的外表面上的配备RFID的模具标签的读取范围为距离配备RFID的模具标签0.25米至10米。
15.根据权利要求14所述的套件，其中，所述配备RFID的模具标签包括柔性衬底和嵌入其中的RFID装置。
16.根据权利要求15所述的套件，其中，所述配备RFID的模具标签的柔性衬底的至少一个外表面涂覆有硅酮粘合剂或环氧树脂粘合剂，用于将所述配备RFID的模具标签贴附到轮胎模具的外表面，或者配备RFID的模具标签被配置成通过紧固件贴附到轮胎模具的外表面。
17.如权利要求16所述的套件，其中，所述配备RFID的模具标签的RFID装置配备有无源RFID。
18.根据权利要求17所述的套件，其中，所述配备RFID的模具标签的RFID装置被配置为通过与配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符识别轮胎模具的位置和定位在其中的每个特定轮胎模具部件，并且配备无源RFID的模具标签被配置为传送与轮胎模具的单独部件相关联的唯一标识符，所述单独部件包括模具靴、模具胎圈、模具气囊或模具段中的至少一个。
19.一种用于使用配备RFID的轮胎模具系统来跟踪轮胎制造和质量控制的方法，包括：
(a)提供具有多个模具段和/或模具靴和模具气囊部件的配备RFID的轮胎模具，当组装后并具有放置在其中的未硫化生轮胎时，其被配置为在硫化过程中赋予未硫化生轮胎预定的形状；
(b)提供未硫化生轮胎；
(c)将步骤(b)的未硫化生生轮胎放入配备RFID的轮胎模具中；
(d)在配备RFID的轮胎模具内对未硫化生轮胎进行硫化，从而形成硫化轮胎；
(e)从轮胎模具中移除硫化轮胎并检查在步骤(d)中形成的硫化轮胎并确定硫化轮胎中是否存在任何缺陷，其中：
如果在步骤(e)之后硫化轮胎中不存在缺陷，则硫化轮胎进入供应链，并且与制造没有缺陷的硫化轮胎相关联的所有数据都以电子方式存储在数据库中，以便日后在必要时进行查阅，但是，
如果在步骤(e)之后硫化轮胎中存在缺陷，则基于由配备RFID的轮胎模具提供的唯一RFID标识符，进一步将硫化轮胎上的缺陷位置与配备RFID的轮胎模具中的对应位置相关联，并进一步确定是否有必要修理配备RFID的轮胎模具的部分和/或是否应该修改硫化参数以防止和/或减少在步骤(d)中形成的硫化轮胎中缺陷的发生。
20.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述配备RFID的轮胎模具包括多个配备无源RFID的模具标签，所述模具标签贴附到轮胎模具中的多个模具段的外表面上的凹部或凹部内，所述凹部在轮胎模具内限定了与硫化轮胎的外表面相对应的预定扇区，在步骤(e)期间，所述预定扇区被手动地和/或电子地与硫化轮胎中存在的任何缺陷相关联。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述配备RFID的模具标签贴附到轮胎模具和/或轮胎模具罩的外表面，所述配备RFID的模具标签具有与贴附到多个模具段的外表面上的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签不同的配置和RFID读取范围，并且所述配备RFID的模具标签被配置为传送与其附接到的轮胎模具的相关联的唯一标识符，所述轮胎模具具有与配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括，在步骤(a)之前，通过贴附在轮胎模具和/或轮胎模具罩的外表面上的配备RFID的模具标签提供的唯一RFID标识符来定位配备RFID的轮胎模具。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，在定位所述轮胎模具之后但在其中提供未硫化生轮胎之前，经由与多个配备无源RFID的模具标签以及贴附在所述轮胎模具的外表面的配备RFID的模具标签相关联的唯一RFID标识符，确认存在与具有配备RFID的模具标签的配备有RFID的轮胎模具相关联的每个模具段贴附到外表面。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，如果模具段不存在，则所述方法还包括通过与其相关联的唯一无源RFID标识符来定位缺失的模具段，并将所述缺失的模具段与具有贴附在外表面的配备RFID的模具标签的轮胎模具进行匹配。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，在步骤(c)之前，如果在所述轮胎模具中存在具有贴附在其上的配备无源RFID的模具标签的外来模具段，所述方法还包括通过与所述外来模具段相关联的唯一RFID标识符来识别所述外来的模具段，并将所述外来的模具段与适当的轮胎模具进行匹配，具有配备RFID的模具标签的合适的轮胎模具贴附在合适的轮胎模具的外表面上，所述合适的轮胎模具具有与其所附接的合适的轮胎模具相关联的唯一的RFID标识符，并且具有与贴附到外来模具段上的配备无源RFID的标签相关联的唯一标识符。
26.一种在轮胎模具段内安装配备无源RFID的模具标签的方法，包括：
(a)提供轮胎模具段，所述轮胎模具段具有成型表面，所述成型表面被配置为在硫化期间赋予未硫化生轮胎预定形状；
(b)提供配备无源RFID的模具标签，所述配备无源RFID的模具标签被配置为提供与步骤(a)的轮胎模具段相关联的唯一的RFID标识符；
(c)在所述轮胎模具段的外表面上形成凹部；
(d)将配备无源RFID的模具标签牢固地定位在形成于轮胎模具段的外表面上的凹部内，使得所述配备无源RFID的模具标签的唯一RFID标识符与轮胎模具段牢固地相关联。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，步骤(c)的凹部由侧壁和连接到所述侧壁的基部限定。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述基部基本上是平坦的。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述配备无源RFID的模具标签的外表面直接定位在所述基本平坦的基部的外表面上并相对于所述外表面齐平。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，在将配备RFID的模具标签直接定位在基本平坦的基部的外表面上之后，所述配备无源RFID的模具标签与所述轮胎模具段的外表面齐平或相对于其凹进，在所述外表面上形成步骤(c)的凹部。
31.根据权利要求30所述的方法，还包括将环氧树脂或硅酮材料施加在配备无源RFID的模具标签上以将配备无源RFID的模具标签牢固地定位和保持在形成于模具段的外表面上的凹部内。
32.根据权利要求29所述的方法，其中，所述配备无源RFID的模具标签包括：
(i)无源RFID装置，其被配置为在距离无源RFID装置5至20厘米的无源RFID读取范围内；以及
(ii)刚性外壳，其将RFID装置完全容纳在其中并被配置为承受与轮胎硫化相关联的反复热膨胀和收缩。
33.如权利要求32所述的方法，其中，所述刚性外壳由金属或金属合金、陶瓷材料或刚性聚合物形成，并且包括形成在其中的用于将所述无源RFID装置完全接收和容纳在所述外壳内的凹部。
34.如权利要求33所述的方法，其中，所述无源RFID装置被永久地贴附并容纳在所述刚性外壳内。
35.如权利要求34所述的方法，其中，所述配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括被配置为将无源RFID装置包围在其中的平面头部，以及附接到所述平面头部并远离所述平面头部延伸的细长部分。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述细长部分被配置为将所述配备无源RFID的模具标签锚定在所述模具段中的外表面的凹部中。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述细长部分具有螺纹外径并且被配置为接合侧壁，所述侧壁限定在步骤(c)中形成在轮胎模具的外表面上的凹部。
38.根据权利要求32所述的方法，其中，所述无源RFID装置可移除地定位在所述刚性外壳内。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述配备无源RFID的模具标签的刚性外壳包括被配置为将无源RFID装置可移除地容纳在其中的平面头部，以及附接到所述平面头部并远离所述平面头部延伸的细长部分。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述配备无源RFID的模具标签的刚性外壳的平面头部包括凹进部分，所述凹进部分被配置为在其中容纳可移除的压配合或摩擦配合插入件，所述可移除的压配合或摩擦配合插入件在其中包括无源RFID装置。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述细长部分被配置为将所述配备无源RFID的模具标签锚定在所述轮胎模具中的凹部中。
42.一种配备RFID的轮胎模具，包括：
(a)外罩；和
(b)位于所述外罩内的多个模具段，其中：
所述外罩被配置为利用RFID识别配备RFID的轮胎模具的位置和与配备RFID的轮胎模具相关联的多个模具段的位置。
43.根据权利要求42所述的配备RFID的轮胎模具，其中，配备RFID的模具标签贴附于配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面，所述配备RFID的模具标签被配置为利用RFID识别配备RFID的轮胎模具的位置和与配备RFID的轮胎模具相关联的多个模具段的位置。
44.根据权利要求43所述的配备RFID的轮胎模具，还包括贴附到所述轮胎模具中的多个模具段中的至少一个模具段的表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签。
45.根据权利要求44所述的配备RFID的轮胎模具，其中，所述贴附到配备RFID的轮胎模具的外罩的配备RFID的模具标签与贴附到轮胎模具中的多个模具段中的至少一个模具段的表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签具有不同的配置和RFID读取范围。
46.根据权利要求45所述的配备RFID的轮胎模具，其中，贴附到配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面的配备RFID的模具标签，将与其所附接的轮胎模具相关联的唯一标识符传送到RFID阅读器，所述轮胎模具具有与贴附在配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面上的配备无源RFID的模具标签相关联的唯一标识符。
47.根据权利要求46所述的配备RFID的轮胎模具，其中，贴附在所述配备RFID的轮胎模具的外罩的外表面上的配备RFID的模具标签的读取范围为0.25米至10米。
48.根据权利要求47所述的配备RFID的轮胎模具，其中，所述贴附到轮胎模具中的多个模具段中的至少一个模具段的表面的凹部或凹部内的配备无源RFID的模具标签具有距离无源RFID模具标签5至20厘米的读取范围。
49.根据权利要求48所述的配备RFID的轮胎模具，其中，所述具有模具表面的多个模具段中的每个模制段包括贴附到多个模具段中的每个模制段的表面上的凹部或凹部内的至少一个配备无源RFID的模具标签。
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