rfid技術(shù)在汽車生產(chǎn)線上可以起到什么作用

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(shí)別系統(tǒng)來(lái)幫助整個(gè)企業(yè)的管理提升到一定的水平，整個(gè)物流環(huán)節(jié)的效率能夠提高，差錯(cuò)率能夠降低。雖然各個(gè)企業(yè)大都建立了自己的ERP系統(tǒng)，但每個(gè)企業(yè)都存在信息系統(tǒng)各自為政，信息孤島情況嚴(yán)重，而且信息化程度嚴(yán)重的不一致，我們國(guó)內(nèi)企業(yè)的信息化狀況尤其落后?？墒敲總€(gè)企業(yè)對(duì)信息化建設(shè)的投入?yún)s都是長(zhǎng)期的，對(duì)識(shí)別系統(tǒng)建立的迫切性渴望性非常強(qiáng)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(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，汽車配件配套市場(chǎng)達(dá)2000億元，維修市場(chǎng)達(dá)600億元。不僅形成了一定的經(jīng)濟(jì)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(guó)產(chǎn)化的帶動(dòng)，初步形成比較完整成熟的零部件配套體系。

射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification，縮寫RFID），射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的快速發(fā)展，汽車工業(yè)開(kāi)放程度越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)的汽車制造業(yè)面臨著巨大的經(jīng)營(yíng)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(yán)重不一致的情況。同時(shí)隨著汽車大批量的生產(chǎn)及使用，社會(huì)對(duì)于汽車工業(yè)發(fā)展的要求也將越來(lái)越高，所有企業(yè)都希望能夠建立識(shí)別系統(tǒng)使自己的管理水平得到提升，以提高效率、降低差錯(cuò)率。汽車業(yè)必將會(huì)是RFID技術(shù)產(chǎn)生巨大影響的一個(gè)主要領(lǐng)域。

1 RFID系統(tǒng)的基本原理

RFID（無(wú)線射頻識(shí)別）是近年來(lái)迅速發(fā)展的一種快速識(shí)別技術(shù)，通過(guò)對(duì)被識(shí)別物體的無(wú)接觸識(shí)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(wú)接觸識(shí)別、保存時(shí)間長(zhǎng)、耐污適應(yīng)惡劣環(huán)境等特點(diǎn)，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(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，汽車制造商在供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)上花費(fèi)了他們大量的IT預(yù)算，目的是實(shí)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(duì)汽車供應(yīng)鏈產(chǎn)生積極的影響，通過(guò)部署RFID系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈過(guò)程的可視化管理和制造過(guò)程的分布式控制。

典型的RFID自動(dòng)識(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)象信息的無(wú)接觸傳遞，以達(dá)到自動(dòng)識(shí)別被標(biāo)識(shí)對(duì)象，獲取標(biāo)識(shí)對(duì)象相關(guān)信息的目的［3］。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，由讀取器產(chǎn)生特定頻率的無(wú)線電信號(hào)，激發(fā)標(biāo)簽內(nèi)部晶片中的程序，進(jìn)而產(chǎn)生射頻電波，并將記憶體中的識(shí)別碼（ID Code）傳回讀取器，經(jīng)由計(jì)算機(jī)解碼后完成辨識(shí)功能。一套最基本的RFID系統(tǒng)一般由兩部分組成：電子標(biāo)簽（Tag）和閱讀器（Reader）。電子標(biāo)簽和閱讀器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)），在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞與數(shù)據(jù)的交換。為了更好地完成無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的識(shí)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(lái)完成對(duì)多讀頭識(shí)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(chǎng)建立統(tǒng)一中心數(shù)據(jù)庫(kù)，作為物品流通的信息平臺(tái)，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(gè)在制品零部件賦予一個(gè)識(shí)別編號(hào)（ID），也就是該部件在信息網(wǎng)絡(luò)中的名字，通過(guò)RFID技術(shù)，將生產(chǎn)狀態(tài)，庫(kù)存情況映射到信息網(wǎng)絡(luò)中，登記在現(xiàn)場(chǎng)中心數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和檢測(cè)，節(jié)約成本。RFID標(biāo)簽可以唯一標(biāo)識(shí)每1件產(chǎn)品，通過(guò)應(yīng)用程序記錄每1件產(chǎn)品的原料和來(lái)源、生產(chǎn)線位置、生產(chǎn)過(guò)程和庫(kù)存狀況等信息，為企業(yè)更好地管理生產(chǎn)和調(diào)整庫(kù)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(guò)程，如今隨著個(gè)性化汽車的發(fā)展（購(gòu)買者可以對(duì)汽車進(jìn)行定制），幾乎每1輛汽車都會(huì)有一些個(gè)性化的地方，因此，有必要在生產(chǎn)的全過(guò)程中應(yīng)用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)透明化。汽車產(chǎn)業(yè)鏈可簡(jiǎn)單劃分為零件制造、整車裝配與售后服務(wù)3個(gè)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(wú)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(cuò)而且無(wú)法從源頭上快速提高各流程的運(yùn)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(shū)面操作說(shuō)明書(shū)一步接一步地操作，很容易發(fā)生人為錯(cuò)誤。后來(lái)逐漸改用條形碼標(biāo)簽來(lái)管理，雖然降低了人為出錯(cuò)率，但經(jīng)常因?yàn)樯a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的粉塵、高溫振動(dòng)、油污等影響而發(fā)生識(shí)別錯(cuò)誤。再遇到帶有罩子的情況時(shí)，無(wú)論是條形碼標(biāo)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(chǎng)、可重復(fù)使用的封裝標(biāo)簽，通過(guò)自動(dòng)識(shí)別作業(yè)來(lái)監(jiān)控焊接生產(chǎn)線作業(yè)?？蓪⒉僮髦甘拘畔ⅲㄜ嚪N信息、焊接指示信息、程序等）存儲(chǔ)在目標(biāo)托盤中，天線為了避開(kāi)人和機(jī)器的影響可設(shè)置在焊接生產(chǎn)線較高的地方，由于RFID標(biāo)簽的強(qiáng)抗污染能力和強(qiáng)耐久性，大大減少了識(shí)別錯(cuò)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(guò)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(fèi)者看起來(lái)都更加完美。因而，車間生產(chǎn)線的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都必須具備非常高的自動(dòng)化水平和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。所以，在生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的車身識(shí)別系統(tǒng)中采用RFID技術(shù)，可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各類現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)監(jiān)控以及質(zhì)量檢測(cè)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，及時(shí)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(jī)，在每1個(gè)載有汽車車身的滑撬上都安裝有1個(gè)耐溫達(dá)240℃的RFID無(wú)源標(biāo)簽，在整個(gè)生產(chǎn)流程中，這個(gè)標(biāo)簽隨工件運(yùn)行，形成了1個(gè)隨車身移動(dòng)的數(shù)據(jù)，成為1個(gè)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(guò)程（如噴漆室、烘干室、存儲(chǔ)區(qū)等）入口處設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)讀寫站。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(chǎng)總線可以構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)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(dòng)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(cuò)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)的最后環(huán)節(jié)，涉及零部件眾多、工序繁多，對(duì)保證汽車質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)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(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式的流水線上，原材料與零部件必須準(zhǔn)時(shí)送至工位，庫(kù)存與物料供給也必須配合車輛裝配進(jìn)度。采用RFID技術(shù)之前，汽車制造廠是以人工方式，通過(guò)采用條形碼或紙制識(shí)別卡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛裝配進(jìn)度的實(shí)時(shí)追蹤與監(jiān)控，其缺點(diǎn)是條形碼和識(shí)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(cuò)誤操作。

以Ford汽車公司為例，其墨西哥工廠早在幾年前就開(kāi)始采用RFID技術(shù)解決上述問(wèn)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(biāo)簽，然后為每臺(tái)組裝車輛編制相應(yīng)序號(hào)，用閱讀器將此序號(hào)寫入RFID標(biāo)簽中，帶有汽車所需的詳細(xì)要求的標(biāo)簽隨著裝配輸送帶運(yùn)行。在每個(gè)工作點(diǎn)處合適的位置安裝閱讀器，以保證汽車在各個(gè)流水線位置處都毫無(wú)錯(cuò)誤地完成裝配任務(wù)。當(dāng)載有組裝車輛的掛具經(jīng)過(guò)閱讀器時(shí)，閱讀器可自動(dòng)獲取標(biāo)簽中的信息并送至中央控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)便做到了實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線上的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量監(jiān)控?cái)?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(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)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。

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