一．前言
中國的汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已步入一個高速發(fā)展階段。大大小小的合資廠、民營廠通過引進技術(shù)、自主研發(fā)，技術(shù)工藝水平得以不斷提高。與此同時，由于競爭的激烈，汽車制造商和零部件供應(yīng)商面臨的壓力也越來越大。一方面，需要不斷降低成本，另一方面，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，汽車制造商在生產(chǎn)物流管理系統(tǒng)上花費了他們大量的費用，目的是實現(xiàn)透明與靈活的生產(chǎn)物流，提高生產(chǎn)效率。RFID技術(shù)在物料與產(chǎn)品跟蹤上的作用，對汽車生產(chǎn)物流產(chǎn)生極大影響。通過部署RFID系統(tǒng)，可實現(xiàn)生產(chǎn)物流過程的信息可視化管理。
二．汽車行業(yè)應(yīng)用RFID的必要性
汽車行業(yè)由于自動化程度很高，普遍采用RFID 技術(shù)，用于生產(chǎn)過程中的流程控制與生產(chǎn)信息的控制，實現(xiàn)物流與信息流的同步。并且由于焊裝車間、涂裝車間等嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境，條碼不能滿足高溫、高濕等環(huán)境等級的要求，因此，RFID成為了最適合的解決方案。概括來說，汽車行業(yè)應(yīng)用RFID，其必要性如下：
1．汽車工業(yè)質(zhì)量法規(guī)的要求
產(chǎn)品期望值越來越高，世界各地對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格，競爭日益激烈，這些要求汽車工業(yè)各領(lǐng)域都要采取高效的質(zhì)量管理系統(tǒng)（QM系統(tǒng)）。獲取和保存質(zhì)量數(shù)據(jù)的詳細(xì)規(guī)定，越來越多的體現(xiàn)在汽車工業(yè)質(zhì)量規(guī)范的要求中。必須符合ISO 9000認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，符合相關(guān)的法律制度，符合汽車制造商的利益。
2．柔性化生產(chǎn)
汽車制造商為提高生產(chǎn)效率，越來越多地采用柔性化生產(chǎn)線。 即一條線上生產(chǎn)多種車型，一種車型噴涂幾種顏色。這種情況下，需要根據(jù)生產(chǎn)計劃的安排把生產(chǎn)信息寫入到RFID標(biāo)簽中。在相應(yīng)的工序?qū)⑾嚓P(guān)的生產(chǎn)信息讀取出來，根據(jù)事先設(shè)定的安排進行生產(chǎn)操作。在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種車型，如何來對它進行不同車型的識別、顏色控制、物料分配，這些過程全部都是依靠RFID來進行控制，通過對安裝在滑橇上的標(biāo)簽的讀/寫操作，所有信息均通過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。
3．通過MES制造執(zhí)行系統(tǒng)來進行物料拉動
白車身從焊裝車間出來進入涂裝車間之前，會先貯存在WBS焊裝車間緩沖區(qū)中。WBS中會有幾條線，分別貯存不同的車型。管理系統(tǒng)需要知道在任一時刻，各種車型車身的位置和生產(chǎn)狀況，根據(jù)生產(chǎn)計劃自動安排生產(chǎn)，并通知物料拉動系統(tǒng)補充相應(yīng)的物料，使得生產(chǎn)自動、高效、有序地進行。通過在吊具或滑橇上安裝RFID標(biāo)簽，在工件物流的分岔處、涂裝車間入口處等工位安裝RFID讀寫器，讀取RFID標(biāo)簽上貯存的車身信息，然后將此信息送入MES系統(tǒng)實現(xiàn)物料的管理。
同樣，涂裝后的車身從涂裝車間出來進入總裝車間之前，會先貯存在PBS 涂裝車間緩沖區(qū)中，同樣使用RFID來控制生產(chǎn)流程、進行生產(chǎn)信息、狀態(tài)的管理。
4．涂裝車間惡劣生產(chǎn)環(huán)境的要求
涂裝車間生產(chǎn)環(huán)境相當(dāng)惡劣，不但有金屬漆的飛濺，還有高溫接近+200度的烘烤工序。這種環(huán)境下采用條碼是不可能的，而必須用到RFID來完成對整個生產(chǎn)流程工步的控制和生產(chǎn)信息的追溯。為適應(yīng)柔性化制造的需要，采用以RFID為核心的車體識別技術(shù)，實現(xiàn)以下的功能：
1）實現(xiàn)涂裝車間內(nèi)所有車身的精確定位。
由于涂裝的工藝過程中有前處理、電泳、噴漆等，因此，采用非接觸式的RFID射頻識別技術(shù)，完全能夠滿足惡劣的工作環(huán)境要求。
進入涂裝車間的每一臺車體，系統(tǒng)均能夠跟蹤其當(dāng)前流動位置，顯示該車車型、顏色、車身、型號等詳細(xì)信息。數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)異常時，能夠立刻反饋。
2）涂裝車身調(diào)配。在對各個暫存區(qū)的車輛進行調(diào)配和管理。
3）涂裝質(zhì)量的監(jiān)控。記錄每輛車的重要的過程參數(shù)和質(zhì)量檢測參數(shù)，按照涂裝批次對車輛進行控制。
4）PBS的管理。對質(zhì)量檢查合格的車輛，控制進入顏色車身的暫存位置，通常PBS采用的橫的和豎的移行機組成，對于進入PBS的車輛必須能方便的進行起序列的調(diào)配，同時根據(jù)總裝的序列，進入不同的位置。
5．發(fā)動機裝配線
發(fā)動機裝配線以缸體為基本載體將發(fā)動機零部件組裝成發(fā)動機總成，包括主裝配、準(zhǔn)備區(qū)和檢測等環(huán)節(jié)?？刂频闹攸c為裝配精度、力矩、試驗結(jié)果及裝配過程中發(fā)生的缺陷，并對缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿、缸套、飛輪、進排器管、油泵、燃油系統(tǒng)、鏈條、發(fā)電機、起動電機等關(guān)鍵部件進行批次追蹤。
采用RFID，對裝配設(shè)備的重要參數(shù)進行記錄，對裝配過程合格品和不合格品進行管理控制，實現(xiàn)對生產(chǎn)信息的全程追蹤。
三．SIEMENS 用于汽車行業(yè)RFID產(chǎn)品的特點
1．SIEMENS提供工業(yè)級封裝的RFID標(biāo)簽，牢固耐用，可經(jīng)受住非常惡劣的工業(yè)環(huán)境的要求，而普通條碼標(biāo)簽如用在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，如果發(fā)生沾污破損，容易造成信息的讀取錯誤。
2．RFID標(biāo)簽是可讀可寫的，可反復(fù)進行信息的改寫。而條碼標(biāo)簽一旦打印出來，只可讀不可寫，在生產(chǎn)信息的實時管理控制上，RFID標(biāo)簽的應(yīng)用靈活性更大，完全能滿足自動化柔性生產(chǎn)線的要求。
3．RFID標(biāo)簽的存儲容量大，可根據(jù)工藝流程的需要進行選擇，因此，RFID標(biāo)簽相當(dāng)于一個小型的移動數(shù)據(jù)庫，可存儲大量的生產(chǎn)質(zhì)量信息。
4．根據(jù)RFID的工作原理，由于生產(chǎn)信息可存儲在RFID標(biāo)簽中，一旦出現(xiàn)IT系統(tǒng)故障，也不會影響到RFID系統(tǒng)的工作，即對生產(chǎn)過程不會產(chǎn)生過大的影響。而如果采用條碼，條碼中只能存儲容器或托盤的ID編號，容器或托盤中的原料、工件的信息是存儲在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的，通過ID編號和數(shù)據(jù)庫中的信息進行關(guān)聯(lián)。一旦出現(xiàn)IT系統(tǒng)故障，就會影響到生產(chǎn)過程中生產(chǎn)信息的管理。
5．SIEMENS的RFID系統(tǒng)可以方便地集成到SIEMENS的PLC中，即現(xiàn)場層的信息和控制層溝通極其方便。而且上位機管理系統(tǒng)軟件對控制層的操作也十分容易。因此，基于SIEMENS的RFID和PLC及上層的MES管理系統(tǒng)構(gòu)成了一整套完整的全集成自動化的解決方案，而不需要額外的管理系統(tǒng)的開發(fā)。
四．SIEMENS RFID用于汽車行業(yè)的現(xiàn)狀
SIEMENS的RFID產(chǎn)品以其卓越的性能和穩(wěn)定性在汽車制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
國外國內(nèi)大大小小汽車整車廠商、在汽車整車制造的四大工藝段沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發(fā)動機的裝配制造過程中，廣泛采用SIEMENS的RFID 產(chǎn)品。很多汽車零部件供應(yīng)商及OEM設(shè)備商也都普遍采用SIEMENS RFID，用于生產(chǎn)制造，顯著提高了生產(chǎn)效率。舉例說來，如：以Moby I為核心的AVI系統(tǒng)在SGM的三地四廠的涂裝、車體分配中心及部分總裝的應(yīng)用，Moby I在奇瑞二廠涂裝車間得應(yīng)用。
RF300 在上海翰鵬科技公司的發(fā)動機泵裝配線的應(yīng)用，Moby I在上汽榮威發(fā)動機裝配中的應(yīng)用，等等。
例一：SIEMENS Moby I產(chǎn)品在上海通用AVI系統(tǒng)中的應(yīng)用
一．概述
上海通用在其上海、沈陽、煙臺三地四個工廠中均使用了SIEMENS Moby I 產(chǎn)品用于AVI自動車輛識別系統(tǒng)中，用于提高生產(chǎn)效率。舉例說來，SIEMENS自動化和控制技術(shù)在上海通用的南廠用于涂裝車間、BDC（車體分配中心）和部分總裝車間，通過AVI自動車體識別系統(tǒng)在高復(fù)雜的生產(chǎn)線上來識別車體。
二．客戶需求
同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)四種不同平臺的車型，通過AVI系統(tǒng)完成不同工藝段車體的自動識別跟蹤和生產(chǎn)過程的控制。
三．實施方案
AVI自動車身識別系統(tǒng)控制焊裝、車體分配中心、涂裝的車體直到車體運送到總裝。每個AVI 系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接到工廠信息系統(tǒng)FLEX/SFE。AVI系統(tǒng)從FLEX/SFE系統(tǒng)請求生產(chǎn)數(shù)據(jù)，或把車身的信息送到FLEX/SFE系統(tǒng)。通過FLEX/SFE系統(tǒng)可知道某輛特殊的車體的位置，并且處于什么生產(chǎn)階段。通過安排從車體分配中心過來的相同顏色的車體一起噴涂來提高生產(chǎn)效率。
從焊裝車間過來的白車身通過車體分配中心BDC進入涂裝車間進行電泳、密封和噴涂。處理完后，車身通過車體分配中心送往總裝車間作進一步裝配。通過由SIEMENS Moby I 系統(tǒng)組成的AVI系統(tǒng)實現(xiàn)了對整個過程進行全程跟蹤。
使用此技術(shù)，首先可以很好的了解現(xiàn)場中車體所處的位置，其次可以與IT部門很好的進行信息交換，決定在涂裝車間對此車進行的工藝處理。
AVI站點任務(wù)分工各不相同，有些站點在車體行進開始前向FLEX/SFE請求數(shù)據(jù)，并將其寫入滑橇或吊具上的載碼體中；有些站點從滑橇或吊具上的載碼體中讀出數(shù)據(jù)并發(fā)送到 FLEX/SFE系統(tǒng)；有些站點可以對載碼體進行初始化處理或者在流程結(jié)束時將載碼體上的內(nèi)容清除。
四．客戶收益
上海通用采用以SIEMENS Moby I 為核心的AVI系統(tǒng)，實現(xiàn)了多種車型共線生產(chǎn)的柔性化生產(chǎn)方式，提高了生產(chǎn)效率，縮短了新型號的生產(chǎn)周期。
（轉(zhuǎn)載）
