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廣皓天
汽車行業(yè)信息化程度良莠不齊 RFID系統(tǒng)有待強化
隨著經(jīng)濟一體化的快速發(fā)展，汽車工業(yè)開放程度越來越高，國內(nèi)的汽車制造業(yè)面臨著巨大的經(jīng)營壓力。汽車行業(yè)有些信息化程度很高，而有些仍沿用完全手工操作記錄的方式。雖然大部分企業(yè)都建立了自己的信息體系系統(tǒng)，但大都存在信息化程度嚴重不一致的情況。同時隨著汽車大批量的生產(chǎn)及使用，社會對于汽車工業(yè)發(fā)展的要求也將越來越高，所有企業(yè)都希望能夠建立識別系統(tǒng)使自己的管理水平得到提升，以提率、降低差錯率。汽車業(yè)必將會是RFID技術(shù)產(chǎn)生巨大影響的一個主要領(lǐng)域。
目前汽車行業(yè)信息化程度良莠不齊，有些信息化程度很高，有些則剛剛處于起步狀態(tài)，有些甚至仍然沿用完全手工操作記錄的方式。但所有企業(yè)都希望能夠建立識別系統(tǒng)來幫助整個企業(yè)的管理提升到一定的水平，整個物流環(huán)節(jié)的效率能夠提高，差錯率能夠降低。雖然各個企業(yè)大都建立了自己的ERP系統(tǒng)，但每個企業(yè)都存在信息系統(tǒng)各自為政，信息孤島情況嚴重，而且信息化程度嚴重的不一致，我們國內(nèi)企業(yè)的信息化狀況尤其落后?？墒敲總€企業(yè)對信息化建設(shè)的投入?yún)s都是長期的，對識別系統(tǒng)建立的迫切性渴望性非常強烈。
汽車零部件工業(yè)是汽車工業(yè)的重要組成部分，是保證汽車工業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，汽車配件配套市場達2000億元，維修市場達600億元。不僅形成了一定的經(jīng)濟規(guī)模，汽車質(zhì)量水平也有了很大提高。汽車零部件隨著汽車的國產(chǎn)化的帶動，初步形成比較完整成熟的零部件配套體系。
射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，縮寫RFID)，射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。
隨著經(jīng)濟一體化的快速發(fā)展，汽車工業(yè)開放程度越來越高，國內(nèi)的汽車制造業(yè)面臨著巨大的經(jīng)營壓力。汽車行業(yè)有些信息化程度很高，而有些仍沿用完全手工操作記錄的方式。雖然大部分企業(yè)都建立了自己的信息體系系統(tǒng)，但大都存在信息化程度嚴重不一致的情況。同時隨著汽車大批量的生產(chǎn)及使用，社會對于汽車工業(yè)發(fā)展的要求也將越來越高，所有企業(yè)都希望能夠建立識別系統(tǒng)使自己的管理水平得到提升，以提率、降低差錯率。汽車業(yè)必將會是RFID技術(shù)產(chǎn)生巨大影響的一個主要領(lǐng)域。
1 RFID系統(tǒng)的基本原理
RFID(無線射頻識別)是近年來迅速發(fā)展的一種快速識別技術(shù)，通過對被識別物體的無接觸識別獲取資料信息，與傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相比，具有數(shù)據(jù)容量大、無接觸識別、保存時間長、耐污適應(yīng)惡劣環(huán)境等特點，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。
與其他行業(yè)相比，汽車廠商和零部件供應(yīng)商面臨的壓力更大：一方面，他們需要不斷降低成本;另一方面，他們還要保證自己的產(chǎn)品符合該行業(yè)尤為嚴格的質(zhì)量標準。近年來，汽車制造商在供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)上花費了他們大量的IT預(yù)算，目的是實現(xiàn)透明與靈活的供應(yīng)鏈。RFID技術(shù)在物料與產(chǎn)品跟蹤上的作用，將對汽車供應(yīng)鏈產(chǎn)生積極的影響，通過部署RFID系統(tǒng)，可實現(xiàn)供應(yīng)鏈過程的可視化管理和制造過程的分布式控制。
典型的RFID自動識別系統(tǒng)由以下幾部分組成：數(shù)據(jù)載體，讀/寫單元和接口模塊，接口模塊以總線方式或串口通訊方式與PLC、PC等控制單元相連。
RFID的基本原理是利用空間電磁波的耦合或傳播實現(xiàn)對象信息的無接觸傳遞，以達到自動識別被標識對象，獲取標識對象相關(guān)信息的目的[3]。系統(tǒng)啟動時，由讀取器產(chǎn)生特定頻率的無線電信號，激發(fā)標簽內(nèi)部晶片中的程序，進而產(chǎn)生射頻電波，并將記憶體中的識別碼(ID Code)傳回讀取器，經(jīng)由計算機解碼后完成辨識功能。一套基本的RFID系統(tǒng)一般由兩部分組成：電子標簽(Tag)和閱讀器(Reader)。電子標簽和閱讀器之間通過耦合元件實現(xiàn)射頻信號的空間耦合(交變磁場或電磁場)，在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實現(xiàn)能量的傳遞與數(shù)據(jù)的交換。為了更好地完成無線射頻識別技術(shù)的識讀功能，在較大型的RFID系統(tǒng)中，還需要用到中間件等附屬設(shè)備來完成對多讀頭識別系統(tǒng)的管理。
2 RFID在汽車生產(chǎn)線中的應(yīng)用
在企業(yè)車間現(xiàn)場建立統(tǒng)一中心數(shù)據(jù)庫，作為物品流通的信息平臺，以便于整體規(guī)范管理。在工業(yè)環(huán)節(jié)利用RFID技術(shù)為每一個在制品零部件賦予一個識別編號(ID)，也就是該部件在信息網(wǎng)絡(luò)中的名字，通過RFID技術(shù)，將生產(chǎn)狀態(tài)，庫存情況映射到信息網(wǎng)絡(luò)中，登記在現(xiàn)場中心數(shù)據(jù)庫里，在傳送到信息體系中(如ERP，MRP)等
將RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)線監(jiān)控，可以實現(xiàn)自動控制和檢測，節(jié)約成本。RFID標簽可以標識每1件產(chǎn)品，通過應(yīng)用程序記錄每1件產(chǎn)品的原料和來源、生產(chǎn)線位置、生產(chǎn)過程和庫存狀況等信息，為企業(yè)更好地管理生產(chǎn)和調(diào)整庫存等提供有效的依據(jù)。
汽車制造業(yè)原本就是典型的多工種、多工藝、多物料的大規(guī)模生產(chǎn)過程，如今隨著個性化汽車的發(fā)展(購買者可以對汽車進行定制)，幾乎每1輛汽車都會有一些個性化的地方，因此，有必要在生產(chǎn)的全過程中應(yīng)用RFID技術(shù)實現(xiàn)透明化。汽車產(chǎn)業(yè)鏈可簡單劃分為零件制造、整車裝配與售后服務(wù)3個基本環(huán)節(jié)，目前RFID技術(shù)主要應(yīng)用于零件制造和整車裝配環(huán)節(jié)。無論是零件生產(chǎn)廠還是整車裝配廠，僅由人工管理數(shù)量龐大的零部件和復(fù)雜、眾多的制造流程，不但容易出錯而且無法從源頭上快速提高各流程的運作效率。
2.1 RFID在汽車焊接生產(chǎn)線的應(yīng)用
在早期汽車車體焊接生產(chǎn)線上，大多使用人工方式，看書面操作說明書一步接一步地操作，很容易發(fā)生人為錯誤。后來逐漸改用條形碼標簽來管理，雖然降低了人為出錯率，但經(jīng)常因為生產(chǎn)現(xiàn)場的粉塵、高溫振動、油污等影響而發(fā)生識別錯誤。再遇到帶有罩子的情況時，無論是條形碼標簽還是人工也都不能放心使用。
選擇耐高溫、防粉塵、防金屬、防磁場、可重復(fù)使用的封裝標簽，通過自動識別作業(yè)來監(jiān)控焊接生產(chǎn)線作業(yè)?？蓪⒉僮髦甘拘畔?車種信息、焊接指示信息、程序等)存儲在目標托盤中，天線為了避開人和機器的影響可設(shè)置在焊接生產(chǎn)線較高的地方，由于RFID標簽的強抗污染能力和強耐久性，大大減少了識別錯誤并且可以有效提高內(nèi)部供應(yīng)鏈的可視化程度。
2.2 RFID在汽車涂裝生產(chǎn)線的應(yīng)用
汽車涂裝生產(chǎn)線的工藝過程繁多復(fù)雜、車型變化大、生產(chǎn)靈活性大，而汽車涂裝的目的在于使銷售的每1輛車讓消費者看起來都更加。因而，車間生產(chǎn)線的各個工藝環(huán)節(jié)都必須具備非常高的自動化水平和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。所以，在生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)的車身識別系統(tǒng)中采用RFID技術(shù)，可以對生產(chǎn)過程中各類現(xiàn)場數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、狀態(tài)監(jiān)控以及質(zhì)量檢測等信息進行實時采集，及時送至生產(chǎn)控制中心。
在汽車涂裝生產(chǎn)線上，輸送設(shè)備為滑撬輸送機，在每1個載有汽車車身的滑撬上都安裝有1個耐溫達240℃的RFID無源標簽，在整個生產(chǎn)流程中，這個標簽隨工件運行，形成了1個隨車身移動的數(shù)據(jù)，成為1個隨身攜帶數(shù)據(jù)的“智能車體”。根據(jù)生產(chǎn)工藝及管理的不同需要，可在涂裝車間出入口處、工件物流的分岔處、重要的工藝過程(如噴漆室、烘干室、存儲區(qū)等)入口處設(shè)置現(xiàn)場讀寫站。每個現(xiàn)場讀寫站都可以完成滑撬、車身信息和噴涂顏色及次數(shù)的寫入，同時把信息送入控制中心。
RFID技術(shù)結(jié)合光纖以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線可以構(gòu)成一個復(fù)雜的自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車涂裝生產(chǎn)線的柔性生產(chǎn)，提高汽車車身生產(chǎn)的自動化水平和適應(yīng)不同品種生產(chǎn)的靈活性，使系統(tǒng)具有很好的可靠性和容錯能力。
2.3 RFID在汽車總裝生產(chǎn)線的應(yīng)用
總裝車間作為汽車整車生產(chǎn)的后環(huán)節(jié)，涉及零部件眾多、工序繁多，對保證汽車質(zhì)量和生產(chǎn)進度起著重要作用，任何裝配工序的中斷就意味著作業(yè)的耽誤。在總裝生產(chǎn)線上，特別是在采用JIT(Just In Time)準時制生產(chǎn)方式的流水線上，原材料與零部件必須準時送至工位，庫存與物料供給也必須配合車輛裝配進度。采用RFID技術(shù)之前，汽車制造廠是以人工方式，通過采用條形碼或紙制識別卡來實現(xiàn)對車輛裝配進度的實時追蹤與監(jiān)控，其缺點是條形碼和識別卡極其容易被毀壞、調(diào)換或丟失，從而造成生產(chǎn)作業(yè)出現(xiàn)錯誤操作。
以Ford汽車公司為例，其墨西哥工廠早在幾年前就開始采用RFID技術(shù)解決上述問題。該廠在組裝車輛的掛具上安裝可回收、可重復(fù)使用的RFID標簽，然后為每臺組裝車輛編制相應(yīng)序號，用閱讀器將此序號寫入RFID標簽中，帶有汽車所需的詳細要求的標簽隨著裝配輸送帶運行。在每個工作點處合適的位置安裝閱讀器，以保證汽車在各個流水線位置處都毫無錯誤地完成裝配任務(wù)。當載有組裝車輛的掛具經(jīng)過閱讀器時，閱讀器可自動獲取標簽中的信息并送至中央控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)便做到了實時采集生產(chǎn)線上的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)等，然后傳送給物料管理、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量保證以及其他相關(guān)部門。這樣就可同時實現(xiàn)對原材料供應(yīng)、生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量監(jiān)控以及整車質(zhì)量跟蹤等功能和有效避免人工操作的各種弊端。
(原標題：RFID技術(shù)在汽車生產(chǎn)線上的應(yīng)用)
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