高彬

摘? ?要：汽車(chē)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的影響，汽車(chē)制造業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新傳統(tǒng)制造生產(chǎn)工藝，汽車(chē)制造技術(shù)經(jīng)歷了從計(jì)算機(jī)技術(shù)向更加柔性化的自動(dòng)控制技術(shù)方向發(fā)展。汽車(chē)制造生產(chǎn)經(jīng)歷了虛擬制造到先進(jìn)制造管理模式的發(fā)展過(guò)程。從企業(yè)管理與生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)無(wú)線射頻技術(shù)識(shí)別的應(yīng)用需求進(jìn)行分析，構(gòu)造基于RFID的汽車(chē)制造生產(chǎn)線垂直分布應(yīng)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(wèn)題。滿足汽車(chē)制造生產(chǎn)線數(shù)據(jù)信息采集實(shí)時(shí)性要求。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)制造? 生產(chǎn)線? RFID? 應(yīng)用模式

中圖分類(lèi)號(hào)：TN948.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（a）-0085-02

汽車(chē)工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的影響，汽車(chē)制造業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新傳統(tǒng)制造生產(chǎn)工藝，汽車(chē)制造技術(shù)經(jīng)歷了從計(jì)算機(jī)技術(shù)向更加柔性化的自動(dòng)控制技術(shù)方向發(fā)展。汽車(chē)制造生產(chǎn)經(jīng)歷了虛擬制造到先進(jìn)制造管理模式的發(fā)展過(guò)程。由于汽車(chē)生產(chǎn)車(chē)間可視化程度低等問(wèn)題，導(dǎo)致企業(yè)管理層無(wú)法實(shí)時(shí)掌握車(chē)間生產(chǎn)狀況準(zhǔn)確進(jìn)行生產(chǎn)控制。

RFID技術(shù)的出現(xiàn)，為解決上述問(wèn)題提供了新的思路，RFID技術(shù)通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，具有讀寫(xiě)方便，保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。目前RFID被廣泛應(yīng)用于物流，安全防偽等領(lǐng)域。汽車(chē)行業(yè)將是推動(dòng)RFID技術(shù)發(fā)展的主要行業(yè)，在汽車(chē)制造業(yè)應(yīng)用廣泛。如寶馬，福特等國(guó)外著名汽車(chē)制造商紛紛將RFID技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)制造生產(chǎn)中。繼中外合資汽車(chē)公司采用RFID技術(shù)后，國(guó)內(nèi)汽車(chē)商等相繼實(shí)施RFID項(xiàng)目。學(xué)者對(duì)RFID技術(shù)的研究主要集中于汽車(chē)供應(yīng)鏈管理，裝配線過(guò)程控制，汽車(chē)行業(yè)采取RFID技術(shù)的評(píng)價(jià)體系建立等。研究主要是對(duì)RFID功能性的技術(shù)解決方案，提出RFID在汽車(chē)制造生產(chǎn)線垂直分布模型體系框架。

1? RFID應(yīng)用需求分析

企業(yè)管理的RFID應(yīng)用需求包括實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全面質(zhì)量管理。通過(guò)RFID實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)全過(guò)程實(shí)時(shí)信息收集，能及時(shí)掌握車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況。通過(guò)RFID實(shí)現(xiàn)原材料，零部件等產(chǎn)品動(dòng)態(tài)信息的實(shí)時(shí)跟蹤，達(dá)到生產(chǎn)能力均衡化。

通過(guò)RFID實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)體的型號(hào)等信息進(jìn)行識(shí)別與記錄整理，控制自動(dòng)操作面漆線噴涂機(jī)器人等現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備。通過(guò)RFID對(duì)關(guān)鍵工位在制品信息進(jìn)行采集，出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題能及時(shí)追溯。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)的RFID應(yīng)用需求包括實(shí)現(xiàn)在制品的自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的電子化管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯。通過(guò)RFID實(shí)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(dǎo)致記錄錯(cuò)誤及管理混亂等問(wèn)題[1]。

通過(guò)RFID實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線零部件自動(dòng)識(shí)別統(tǒng)計(jì)，避免編碼受污染無(wú)法識(shí)別的問(wèn)題。通過(guò)RFID跟蹤處理零部件，提高物流配送效率。通過(guò)RFID實(shí)時(shí)讀取生產(chǎn)過(guò)程信息，指導(dǎo)工人及機(jī)械設(shè)備快速準(zhǔn)確生產(chǎn)，提高生產(chǎn)制造工藝水平。通過(guò)RFID對(duì)整車(chē)信息進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車(chē)信息快速追溯。

2? 汽車(chē)制造生產(chǎn)線的RFID應(yīng)用模式

2.1 垂直分布式模型體系架構(gòu)

當(dāng)前汽車(chē)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(yīng)用模型體系框架，由PLC設(shè)備操作層，應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)層組成。

PLC設(shè)備操作層包括按照RFID標(biāo)簽讀寫(xiě)器，PLC、DNC等現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，自動(dòng)采集制品數(shù)據(jù)信息，方便不同車(chē)間人員的實(shí)時(shí)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(lái)自應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)層的生產(chǎn)管理信息的細(xì)化分解任務(wù)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控車(chē)間底層設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)分析處理后及時(shí)反饋給企業(yè)管理層。

應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)層主要包括企業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)，如質(zhì)量管理，采購(gòu)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(yīng)用模型體系框架形成了RFID生產(chǎn)自動(dòng)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(duì)數(shù)據(jù)信息需求狀況的不同問(wèn)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(biāo)簽，將采集的數(shù)據(jù)信息集成到MES設(shè)備執(zhí)行層，將車(chē)間加工信息與車(chē)間物流信息存儲(chǔ)在MES設(shè)備，企業(yè)管理者可通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)查詢(xún)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線車(chē)輛自動(dòng)提示功能，傳感器網(wǎng)絡(luò)元件通過(guò)讀取RFID標(biāo)簽信息，將采集車(chē)體信息傳送到PLC設(shè)備進(jìn)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(shí)現(xiàn)車(chē)體跟蹤的功能。企業(yè)管理者通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握車(chē)間生產(chǎn)進(jìn)程。

RFID生產(chǎn)自動(dòng)化模塊主要完成設(shè)備自動(dòng)化操作生產(chǎn)， PLC設(shè)備將采集數(shù)據(jù)新在PLC設(shè)備進(jìn)行信息集成，車(chē)間控制網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)信息傳送至MES進(jìn)行集成處理。由執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)下達(dá)生產(chǎn)車(chē)間，指導(dǎo)車(chē)體進(jìn)行隊(duì)列生產(chǎn)。

汽車(chē)制造生產(chǎn)線應(yīng)用RFID技術(shù)最重要的功能是對(duì)產(chǎn)品零部件質(zhì)量監(jiān)控，通過(guò)車(chē)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(chē)體存在質(zhì)量問(wèn)題，可調(diào)用車(chē)間監(jiān)網(wǎng)絡(luò)處理得到的MES設(shè)備數(shù)據(jù)信息。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤反饋功能。

3? 實(shí)際應(yīng)用效率

RFID應(yīng)用模式被運(yùn)用到重慶某企業(yè)車(chē)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(shí)施ERP與MES系統(tǒng)，整車(chē)生產(chǎn)線過(guò)去實(shí)施條形碼質(zhì)量追蹤，極大的依賴(lài)現(xiàn)場(chǎng)操作工人，部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)無(wú)法設(shè)置標(biāo)簽描述點(diǎn)。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量信息采集無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)單車(chē)的精細(xì)化管理。通過(guò)在焊接車(chē)間流水線上安裝RFID信息采集點(diǎn)，進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用研究。

應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行后，管理經(jīng)濟(jì)取得了良好的效果。通過(guò)在流水線利用RFID標(biāo)簽，減少車(chē)體等待停線實(shí)踐。管理人員能掌握生產(chǎn)情況進(jìn)行生產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)流水線均衡生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程的全面質(zhì)量管理。

4? 結(jié)語(yǔ)

目前大多數(shù)汽車(chē)制造企業(yè)生產(chǎn)車(chē)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(wú)法滿足企業(yè)正常運(yùn)作需求，汽車(chē)制造企業(yè)對(duì)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(chē)制造生產(chǎn)應(yīng)用模型體系框架，日后的RFID技術(shù)可以擴(kuò)大到供應(yīng)鏈的下游企業(yè)，促進(jìn)供應(yīng)鏈協(xié)作效率的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒文武.汽車(chē)制造生產(chǎn)線上RFID應(yīng)用模式探討[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（16）：51-52.

[2] 倪霖，鐘輝，段超.汽車(chē)制造生產(chǎn)線上RFID應(yīng)用模式研究[J].計(jì)算機(jī)工程，2012，38（4）：224-226.

[3] 王維剛. 智能化汽車(chē)焊接生產(chǎn)線設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué)，2016.

[4] 匠心制造 聚力揚(yáng)帆——“焊裝智能柔性生產(chǎn)線”助力捷途進(jìn)入汽車(chē)智能制造新時(shí)代[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2018（24）：1-4.

[5] 叢曼，李之晨.探討汽車(chē)制造總裝車(chē)間如何選用生產(chǎn)線輸送設(shè)備[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（16）：160.