汽車制造生產(chǎn)線上RFID應用模式分析

高彬

摘? ?要：汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，隨著經(jīng)濟全球化的影響，汽車制造業(yè)需要創(chuàng)新傳統(tǒng)制造生產(chǎn)工藝，汽車制造技術(shù)經(jīng)歷了從計算機技術(shù)向更加柔性化的自動控制技術(shù)方向發(fā)展。汽車制造生產(chǎn)經(jīng)歷了虛擬制造到先進制造管理模式的發(fā)展過程。從企業(yè)管理與生產(chǎn)環(huán)節(jié)對無線射頻技術(shù)識別的應用需求進行分析，構(gòu)造基于RFID的汽車制造生產(chǎn)線垂直分布應用模型體系框架。建立功能模塊的流程，模型可借鑒生產(chǎn)中存在的信息采集數(shù)據(jù)缺失等問題。滿足汽車制造生產(chǎn)線數(shù)據(jù)信息采集實時性要求。

關(guān)鍵詞：汽車制造? 生產(chǎn)線? RFID? 應用模式

中圖分類號：TN948.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0085-02

汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，隨著經(jīng)濟全球化的影響，汽車制造業(yè)需要創(chuàng)新傳統(tǒng)制造生產(chǎn)工藝，汽車制造技術(shù)經(jīng)歷了從計算機技術(shù)向更加柔性化的自動控制技術(shù)方向發(fā)展。汽車制造生產(chǎn)經(jīng)歷了虛擬制造到先進制造管理模式的發(fā)展過程。由于汽車生產(chǎn)車間可視化程度低等問題，導致企業(yè)管理層無法實時掌握車間生產(chǎn)狀況準確進行生產(chǎn)控制。

RFID技術(shù)的出現(xiàn)，為解決上述問題提供了新的思路，RFID技術(shù)通過射頻信號自動識別目標對象獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，具有讀寫方便，保密性強等優(yōu)點。目前RFID被廣泛應用于物流，安全防偽等領(lǐng)域。汽車行業(yè)將是推動RFID技術(shù)發(fā)展的主要行業(yè)，在汽車制造業(yè)應用廣泛。如寶馬，福特等國外著名汽車制造商紛紛將RFID技術(shù)應用到企業(yè)制造生產(chǎn)中。繼中外合資汽車公司采用RFID技術(shù)后，國內(nèi)汽車商等相繼實施RFID項目。學者對RFID技術(shù)的研究主要集中于汽車供應鏈管理，裝配線過程控制，汽車行業(yè)采取RFID技術(shù)的評價體系建立等。研究主要是對RFID功能性的技術(shù)解決方案，提出RFID在汽車制造生產(chǎn)線垂直分布模型體系框架。

1? RFID應用需求分析

企業(yè)管理的RFID應用需求包括實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，實現(xiàn)生產(chǎn)全面質(zhì)量管理。通過RFID實現(xiàn)制造生產(chǎn)全過程實時信息收集，能及時掌握車間現(xiàn)場生產(chǎn)狀況。通過RFID實現(xiàn)原材料，零部件等產(chǎn)品動態(tài)信息的實時跟蹤，達到生產(chǎn)能力均衡化。

通過RFID實現(xiàn)對車體的型號等信息進行識別與記錄整理，控制自動操作面漆線噴涂機器人等現(xiàn)場控制設(shè)備。通過RFID對關(guān)鍵工位在制品信息進行采集，出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題能及時追溯。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)的RFID應用需求包括實現(xiàn)在制品的自動識別，實現(xiàn)生產(chǎn)物流的優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化，實現(xiàn)設(shè)備的電子化管理，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯。通過RFID實現(xiàn)器具與磨具等設(shè)備的電子化記錄，用以解決傳統(tǒng)手工管理導致記錄錯誤及管理混亂等問題[1]。

通過RFID實現(xiàn)生產(chǎn)線零部件自動識別統(tǒng)計，避免編碼受污染無法識別的問題。通過RFID跟蹤處理零部件，提高物流配送效率。通過RFID實時讀取生產(chǎn)過程信息，指導工人及機械設(shè)備快速準確生產(chǎn)，提高生產(chǎn)制造工藝水平。通過RFID對整車信息進行采集，實現(xiàn)對整車信息快速追溯。

2? 汽車制造生產(chǎn)線的RFID應用模式

2.1 垂直分布式模型體系架構(gòu)

當前汽車制造生產(chǎn)線主要依靠條形編碼系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，需要大量人工操作，基于RFID的生產(chǎn)線垂直分布式應用模型體系框架，由PLC設(shè)備操作層，應用系統(tǒng)業(yè)務(wù)層組成。

PLC設(shè)備操作層包括按照RFID標簽讀寫器，PLC、DNC等現(xiàn)場控制設(shè)備，自動采集制品數(shù)據(jù)信息，方便不同車間人員的實時信息交互。

MES設(shè)備執(zhí)行層主要指制造執(zhí)行系統(tǒng)，完成來自應用系統(tǒng)業(yè)務(wù)層的生產(chǎn)管理信息的細化分解任務(wù)，能夠?qū)崟r監(jiān)控車間底層設(shè)備的運行狀態(tài)。經(jīng)分析處理后及時反饋給企業(yè)管理層。

應用系統(tǒng)業(yè)務(wù)層主要包括企業(yè)應用業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)，如質(zhì)量管理，采購管理，售后管理等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)【2】。

2.2 功能模塊分析

RFID的生產(chǎn)線垂直分布式應用模型體系框架形成了RFID生產(chǎn)自動化模塊，RFID物流配送模塊，RFID質(zhì)量追溯模塊。解決不同層次對數(shù)據(jù)信息需求狀況的不同問題。

RFID物流配送模塊利用流水線安裝傳感網(wǎng)絡(luò)元件，掃描采集RFID標簽，將采集的數(shù)據(jù)信息集成到MES設(shè)備執(zhí)行層，將車間加工信息與車間物流信息存儲在MES設(shè)備，企業(yè)管理者可通過應用系統(tǒng)查詢執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)集成的信息數(shù)據(jù)。

RFID流程管理模塊主要實現(xiàn)生產(chǎn)線車輛自動提示功能，傳感器網(wǎng)絡(luò)元件通過讀取RFID標簽信息，將采集車體信息傳送到PLC設(shè)備進行集成處理。執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)將PLC設(shè)備采集處理的數(shù)據(jù)信息傳送到MES設(shè)備。實現(xiàn)車體跟蹤的功能。企業(yè)管理者通過應用系統(tǒng)實時掌握車間生產(chǎn)進程。

RFID生產(chǎn)自動化模塊主要完成設(shè)備自動化操作生產(chǎn)， PLC設(shè)備將采集數(shù)據(jù)新在PLC設(shè)備進行信息集成，車間控制網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)信息傳送至MES進行集成處理。由執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)下達生產(chǎn)車間，指導車體進行隊列生產(chǎn)。

汽車制造生產(chǎn)線應用RFID技術(shù)最重要的功能是對產(chǎn)品零部件質(zhì)量監(jiān)控，通過車間控制網(wǎng)絡(luò)將PLC設(shè)備采集數(shù)據(jù)信息傳送到MES設(shè)備執(zhí)行層，如發(fā)現(xiàn)車體存在質(zhì)量問題，可調(diào)用車間監(jiān)網(wǎng)絡(luò)處理得到的MES設(shè)備數(shù)據(jù)信息。實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤反饋功能。

3? 實際應用效率

RFID應用模式被運用到重慶某企業(yè)車制造生產(chǎn)線，生產(chǎn)流水線涵蓋包括完整的生產(chǎn)工序。已成功實施ERP與MES系統(tǒng)，整車生產(chǎn)線過去實施條形碼質(zhì)量追蹤，極大的依賴現(xiàn)場操作工人，部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)無法設(shè)置標簽描述點。生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量信息采集無法實現(xiàn)對單車的精細化管理。通過在焊接車間流水線上安裝RFID信息采集點，進行試點應用研究。

應用系統(tǒng)運行后，管理經(jīng)濟取得了良好的效果。通過在流水線利用RFID標簽，減少車體等待停線實踐。管理人員能掌握生產(chǎn)情況進行生產(chǎn)管理，實現(xiàn)流水線均衡生產(chǎn)，生產(chǎn)過程的全面質(zhì)量管理。

4? 結(jié)語

目前大多數(shù)汽車制造企業(yè)生產(chǎn)車間使用條碼系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)，條碼自身的局限性無法滿足企業(yè)正常運作需求，汽車制造企業(yè)對生產(chǎn)路程監(jiān)控管理需求迫切。本文構(gòu)造了基于RFID的汽車制造生產(chǎn)應用模型體系框架，日后的RFID技術(shù)可以擴大到供應鏈的下游企業(yè)，促進供應鏈協(xié)作效率的提高。

參考文獻

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