汽车制造生产线上RFID应用模式分析
来源:用户上传
作者:高彬
摘 要：汽车工业是国民经济的重要支柱产业，随着经济全球化的影响，汽车制造业需要创新传统制造生产工艺，汽车制造技术经历了从计算机技术向更加柔性化的自动控制技术方向发展。汽车制造生产经历了虚拟制造到先进制造管理模式的发展过程。从企业管理与生产环节对无线射频技术识别的应用需求进行分析，构造基于RFID的汽车制造生产线垂直分布应用模型体系框架。建立功能模块的流程，模型可借鉴生产中存在的信息采集数据缺失等问题。满足汽车制造生产线数据信息采集实时性要求。
关键词：汽车制造 生产线 RFID 应用模式
中图分类号：TN948.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（a）-0085-02
汽车工业是国民经济的重要支柱产业，随着经济全球化的影响，汽车制造业需要创新传统制造生产工艺，汽车制造技术经历了从计算机技术向更加柔性化的自动控制技术方向发展。汽车制造生产经历了虚拟制造到先进制造管理模式的发展过程。由于汽车生产车间可视化程度低等问题，导致企业管理层无法实时掌握车间生产状况准确进行生产控制。
RFID技术的出现，为解决上述问题提供了新的思路，RFID技术通过射频信号自动识别目标对象获取相关数据信息，具有读写方便，保密性强等优点。目前RFID被广泛应用于物流，安全防伪等领域。汽车行业将是推动RFID技术发展的主要行业，在汽车制造业应用广泛。如宝马，福特等国外著名汽车制造商纷纷将RFID技术应用到企业制造生产中。继中外合资汽车公司采用RFID技术后，国内汽车商等相继实施RFID项目。学者对RFID技术的研究主要集中于汽车供应链管理，装配线过程控制，汽车行业采取RFID技术的评价体系建立等。研究主要是对RFID功能性的技术解决方案，提出RFID在汽车制造生产线垂直分布模型体系框架。
1 RFID应用需求分析
企业管理的RFID应用需求包括实现生产的自动化，实现生产全面质量管理。通过RFID实现制造生产全过程实时信息收集，能及时掌握车间现场生产状况。通过RFID实现原材料，零部件等产品动态信息的实时跟踪，达到生产能力均衡化。
通过RFID实现对车体的型号等信息进行识别与记录整理，控制自动操作面漆线喷涂机器人等现场控制设备。通过RFID对关键工位在制品信息进行采集，出现产品质量问题能及时追溯。
生产环节的RFID应用需求包括实现在制品的自动识别，实现生产物流的优化，实现生产过程的优化，实现设备的电子化管理，实现产品质量的可追溯。通过RFID实现器具与磨具等设备的电子化记录，用以解决传统手工管理导致记录错误及管理混乱等问题[1]。
通过RFID实现生产线零部件自动识别统计，避免编码受污染无法识别的问题。通过RFID跟踪处理零部件，提高物流配送效率。通过RFID实时读取生产过程信息，指导工人及机械设备快速准确生产，提高生产制造工艺水平。通过RFID对整车信息进行采集，实现对整车信息快速追溯。
2 汽车制造生产线的RFID应用模式
2.1 垂直分布式模型体系架构
当前汽车制造生产线主要依靠条形编码系统采集数据，需要大量人工操作，基于RFID的生产线垂直分布式应用模型体系框架，由PLC设备操作层，应用系统业务层组成。
PLC设备操作层包括按照RFID标签读写器，PLC、DNC等现场控制设备，自动采集制品数据信息，方便不同车间人员的实时信息交互。
MES设备执行层主要指制造执行系統，完成来自应用系统业务层的生产管理信息的细化分解任务，能够实时监控车间底层设备的运行状态。经分析处理后及时反馈给企业管理层。
应用系统业务层主要包括企业应用业务操作系统，如质量管理，采购管理，售后管理等基础业务操作系统【2】。
2.2 功能模块分析
RFID的生产线垂直分布式应用模型体系框架形成了RFID生产自动化模块，RFID物流配送模块，RFID质量追溯模块。解决不同层次对数据信息需求状况的不同问题。
RFID物流配送模块利用流水线安装传感网络元件，扫描采集RFID标签，将采集的数据信息集成到MES设备执行层，将车间加工信息与车间物流信息存储在MES设备，企业管理者可通过应用系统查询执行控制网络集成的信息数据。
RFID流程管理模块主要实现生产线车辆自动提示功能，传感器网络元件通过读取RFID标签信息，将采集车体信息传送到PLC设备进行集成处理。执行控制网络将PLC设备采集处理的数据信息传送到MES设备。实现车体跟踪的功能。企业管理者通过应用系统实时掌握车间生产进程。
RFID生产自动化模块主要完成设备自动化操作生产， PLC设备将采集数据新在PLC设备进行信息集成，车间控制网络将采集数据信息传送至MES进行集成处理。由执行控制网络下达生产车间，指导车体进行队列生产。
汽车制造生产线应用RFID技术最重要的功能是对产品零部件质量监控，通过车间控制网络将PLC设备采集数据信息传送到MES设备执行层，如发现车体存在质量问题，可调用车间监网络处理得到的MES设备数据信息。实现产品质量跟踪反馈功能。
3 实际应用效率
RFID应用模式被运用到重庆某企业车制造生产线，生产流水线涵盖包括完整的生产工序。已成功实施ERP与MES系统，整车生产线过去实施条形码质量追踪，极大的依赖现场操作工人，部分生产环节无法设置标签描述点。生产现场质量信息采集无法实现对单车的精细化管理。通过在焊接车间流水线上安装RFID信息采集点，进行试点应用研究。
应用系统运行后，管理经济取得了良好的效果。通过在流水线利用RFID标签，减少车体等待停线实践。管理人员能掌握生产情况进行生产管理，实现流水线均衡生产，生产过程的全面质量管理。
4 结语
目前大多数汽车制造企业生产车间使用条码系统采集数据系统，条码自身的局限性无法满足企业正常运作需求，汽车制造企业对生产路程监控管理需求迫切。本文构造了基于RFID的汽车制造生产应用模型体系框架，日后的RFID技术可以扩大到供应链的下游企业，促进供应链协作效率的提高。
参考文献
[1] 邹文武.汽车制造生产线上RFID应用模式探讨[J].中国战略新兴产业，2017（16）：51-52.
[2] 倪霖，钟辉，段超.汽车制造生产线上RFID应用模式研究[J].计算机工程，2012，38（4）：224-226.
[3] 王维刚. 智能化汽车焊接生产线设计和实现[D].山东大学，2016.
[4] 匠心制造 聚力扬帆——“焊装智能柔性生产线”助力捷途进入汽车智能制造新时代[J].汽车实用技术，2018（24）：1-4.
[5] 丛曼，李之晨.探讨汽车制造总装车间如何选用生产线输送设备[J].科技创新与应用，2017（16）：160.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15055296.htm
