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技術(shù)

RFID在汽車制造工業(yè)中的應(yīng)用

2025China.cn   2009年01月14日

一、概述

 

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(yán)重,而且信息化程度嚴(yán)重的不一致,我們國內(nèi)企業(yè)的信息化狀況尤其落后。可是每個企業(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。

 

二、架構(gòu)思路

 

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(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。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。

 

三、設(shè)計原則

 

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ERPMRP)等。

 

四、功能介紹

 

RFID在汽車工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括車體識別與跟蹤管理、零部件與固定資產(chǎn)的跟蹤管理、整車的物流管理等方面。

 

1、整車生產(chǎn)中的車體跟蹤識別

 

車體識別系統(tǒng)(AVI)主要是指在汽車各類生產(chǎn)線上實時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)等信息,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)各部門,更好地實現(xiàn)對原材料供應(yīng)、生產(chǎn)調(diào)度、銷售服務(wù)、質(zhì)量監(jiān)控以及整車的終身質(zhì)量跟蹤等功能。在RFID技術(shù)應(yīng)用前,存儲車體信息的主要是條形碼,采用條碼識別方式的優(yōu)點是配置靈活、系統(tǒng)成本較低。但由于車身信息都存儲在PLCPMC數(shù)據(jù)庫里,所以,對網(wǎng)絡(luò)通信的速率、可靠性等要求很高,要求有高性能的PLC、大容量的數(shù)據(jù)庫和高速度的PMC主機。

 

采用RFID系統(tǒng)后,電子標(biāo)簽一般被放在載有車體的滑橇上,自始至終隨工件運行,形成了一個隨車體移動的數(shù)據(jù),成為在整個生產(chǎn)流程中隨身攜帶數(shù)據(jù)庫的“智能車體”。根據(jù)工藝及生產(chǎn)管理需要,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、儲存區(qū)等)入口處設(shè)置讀/寫器。讀/寫站主要由工件位置檢測開關(guān)、標(biāo)簽讀/寫裝置、通信接口模塊和人機界面所組成?;具^程為:檢測開關(guān)檢測到車體到位信號后,讀/寫裝置開始自動讀取安裝在滑橇上的標(biāo)簽中所存儲的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC,同時顯示在人機界面上;通過PLC上傳給車間生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)PMC進行進一步的處理和運算,從而實現(xiàn)對整個車間工件物流的跟蹤和生產(chǎn)過程控制。在生產(chǎn)線上采用RFID技術(shù),不需要所有的讀/寫裝裝置都和主數(shù)據(jù)庫通信,因此與主數(shù)據(jù)庫通信的失敗不會導(dǎo)致生產(chǎn)的停止。經(jīng)過工位后,還可以向標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù),因此,RFID在車體識別系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越多。

 

2、零部件與資產(chǎn)的跟蹤管理

 

汽車由大量的零部件組成,做好零部件跟蹤管理可以提高物流管理與質(zhì)量管理水平。現(xiàn)在的零件跟蹤主要是通過兩種方法,一是標(biāo)簽貼在零件本身,稱為硬鏈接。典型的例子是RFID用于輪胎的跟蹤管理,這種零部件一般都具有高價值、安全性要求及零部件間容易混淆等特點,采用RFID可以有效地識別與跟蹤零部件。二是將標(biāo)簽貼在零件的包裝或運送架上。后者可以減少RFID的使用費用。但需要在已貼標(biāo)簽的RFID集裝箱和集裝箱中的零件之間保持?jǐn)?shù)據(jù)庫上的鏈接,這種方法被稱為軟鏈接或軟跟蹤。

 

3、整車物流管理

 

RFID標(biāo)簽中寫有車輛智能電子標(biāo)簽,可以實現(xiàn)整車物流信息化管理,幫助解決整車生產(chǎn)、庫存管理和銷售管理等方面的問題。車輛識別代號(VIN)是車輛流通中的身份證,這個標(biāo)識號可以被寫入嵌在汽車內(nèi)的RFID標(biāo)簽中,實現(xiàn)汽車電子數(shù)字牌照管理。通過讀取車輛智能電子標(biāo)簽存儲信息,大大提高了車輛信息的準(zhǔn)確度和工作效率,解決了在汽車售后服務(wù)、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量追溯等方面的問題。

 

德國大眾汽車公司采用西門子RFID有源標(biāo)簽技術(shù)系統(tǒng)幫助管理停在汽車廠的汽車。電子標(biāo)簽內(nèi)嵌在一個塑料體內(nèi),一般掛在汽車后視鏡上,可以存儲32千字節(jié)的數(shù)據(jù)。通過應(yīng)用這套系統(tǒng),大眾公司大大改變了發(fā)貨速度,大約提高了4倍的效率,簡化了大眾公司的發(fā)貨流程,將停車場的可用空間提高了20%。在不到一年的時間里,由于節(jié)約勞動力成本和改進的生產(chǎn)率,基本收加了RFID的投資。

 

RFID技術(shù)可以提高客戶的服務(wù)水平。當(dāng)用戶進入汽車的修理車間或者到4S店時,通過閱讀器可以得到存儲在汽車中的戶主信息、維修記錄等內(nèi)容。這套系統(tǒng)應(yīng)用還可以使得汽車制造廠很快地了解汽車在市場中的使用情況,在產(chǎn)品開發(fā)和服務(wù)管理上都有著重要意義。

 

4、在汽車供應(yīng)鏈全過程中的應(yīng)用

 

RFID技術(shù)正在突破工廠內(nèi)的限制,實現(xiàn)在汽車供應(yīng)鏈全過程上的應(yīng)用,豐田汽車正在計劃建立這樣一個跟蹤車輛供應(yīng)鏈全過程的系統(tǒng)。在第一階段通過重復(fù)使用的標(biāo)簽在裝配車間來監(jiān)控車輛,到第二階段,他們使用了可以拋棄的紙制RFID標(biāo)簽,用來跟蹤零部件與整車,并在其配送中心實現(xiàn)了車輛的跟蹤管理。第三階段,豐田正在計劃將RFID用于零售領(lǐng)域,RFID將被永久保留在車上,并在整個生命周期上得到使用,RFID上的信息將包括顧客信息,以及原始的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

 

此外,RFID還可以用作零部件的防偽標(biāo)識,例如在輪胎、發(fā)動機、安全氣囊、傳動軸等零部件上植入電子標(biāo)簽,利用其加密和自動識別功能,區(qū)別假冒的零部件,保障消費者合法權(quán)益。我們還在嘗試使用RFID管理車輛壓縮天然氣車輛氣瓶,將RFID標(biāo)簽貼在氣瓶上,標(biāo)簽上存儲有關(guān)氣瓶生產(chǎn)廠家、氣瓶時間、充氣次數(shù)等信息,監(jiān)控汽瓶的使用,及時收回過期氣瓶,減少使用環(huán)節(jié)中的潛在危險。

 

五、實施效益

 

1、防差錯管理

 

在裝配流水線上應(yīng)用射頻技術(shù)以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車,是基于用戶提出的要求式樣而生產(chǎn)的,用戶可以從上萬種內(nèi)部和外部選項中選定自己所需車的顏色、引擎型號還有輪胎式樣等要求,這樣一來,汽車裝配流水線上就得裝配上百種式樣的汽車、如果沒有一個高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣復(fù)雜的任務(wù)的。在裝配流水線上配有RFID系統(tǒng),使用可重復(fù)使用的射頻標(biāo)簽,該射頻標(biāo)簽上可帶有詳細的汽車所需的所有要求,在每個工作點處都有讀寫器,這樣可以保證汽車在各個流水線位置處能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。

 

2、倉庫管理

 

零配件管理:建立完整的供應(yīng)商交貨品質(zhì)記錄和批次信息:對每個供應(yīng)商依據(jù)電子看版進入企業(yè)的零部件可以進行標(biāo)簽記錄,了解其型號,類型,批次,生產(chǎn)日期等,進行入庫、出庫管理。

 

3、生產(chǎn)線的實時監(jiān)控

 

對產(chǎn)品進入總裝車間到整車終檢整個生產(chǎn)過程進行RFID跟蹤管理。

 

4、成本控制

 

利用現(xiàn)代物流理論改進汽車零部件、整車倉儲,節(jié)約成本,節(jié)省企業(yè)中各車間的生產(chǎn)、臨時庫存的浪費。

 

5、產(chǎn)品追溯

 

我國正式實行汽車召回制度,對產(chǎn)品追溯提出了更高的要求。產(chǎn)品追溯要求有詳細的生產(chǎn)現(xiàn)場記錄,包括生產(chǎn)、質(zhì)量、物料各個方面。

 

根據(jù)RFID標(biāo)簽信息可以實時查詢到該車在總裝車間各關(guān)鍵工位的生產(chǎn)制造信息,如生產(chǎn)時間、操作工、檢驗員、批次、系列號、質(zhì)量數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)等,并了解制造流程的信息,如返修及處理結(jié)果等。

 

根據(jù)RFID標(biāo)簽信息,可以查詢該車在重要工位的質(zhì)量信息,包括缺陷數(shù)據(jù)和計量數(shù)據(jù),以及工位的過程能力等各類數(shù)據(jù);

 

根據(jù)RFID標(biāo)簽信息,可以追溯該車重要件和安全件的質(zhì)量信息、主要配套件生產(chǎn)商信息、安裝的具體細節(jié)等相關(guān)信息;

根據(jù)產(chǎn)品信息可以追溯到產(chǎn)品批次和關(guān)鍵部件批次等信息,找出同批次的其他產(chǎn)品;向上可追蹤至材料、組件,向下可追蹤至終端用戶。

 

6、缺陷管理

 

整車生產(chǎn)以裝配為主,涉及大量的部件(包括廠內(nèi)自制件和外協(xié)件),在裝配過程中難免發(fā)生各種缺陷,有來自部件的,有在本工序產(chǎn)生的,也有上道工序產(chǎn)生的。為了提高質(zhì)量,降低返修率,需要對每一輛車的缺陷進行實時監(jiān)控,實時記錄,及時采取措施。

 

六、系統(tǒng)效果

 

1、電子標(biāo)簽可以重復(fù)多次讀?。蛇_10萬次)

2RFID電子標(biāo)簽可被識讀器穩(wěn)定讀?。ㄥe誤率低)。

3、可省略大量的人力和時間。

4、主系統(tǒng)對生產(chǎn)過程的指揮全面提升。

5、使生產(chǎn)全過程和主系統(tǒng)連接成為一體,生產(chǎn)效益大大提高。

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