基于圖爾克RFID產品的物聯網技術在汽車生產中的應用

圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

基于圖爾克RFID產品的物聯網技術在汽車生產中的應用

圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

編輯點評：

RFID技術憑借其可穿透非金屬等材料、適用于惡劣環境、數據讀寫速度快、可重復使用、數據存儲量大等特點，已經成為物聯網的核心技術之一。RFID技術的飛速發展對于物聯網領域的進步具有及其重要的意義。

圖爾克長期致力于工業控制領域和物聯網領域的發展，產品涵蓋了從傳感器、中間連接件到現場總線I/O和控制器以及RFID等幾乎全部的電氣控制產品。本文重點介紹了圖爾克公司基于RFID產品的物聯網技術在汽車生產中的應用。

本刊記者/梁秀璟

目前，世界汽車工業正在發生翻天覆地的變化，以“金磚四國”（巴西、俄羅斯、印度、中國）為代表的新興市場的崛起，正在改變全球汽車產業與市場的格局。 據不完全統計，近年來，全球汽車市場增長率40%以上為“金磚四國”所貢獻，相應生產能力的增長可達到55%左右。

中國汽車產業作為世界汽車產業重要的組成部分，未來十年是中國汽車產業的黃金期，汽車產業已經完成了從小到大的發展過程，正在逐步實現由弱到強的巨大跨越，全球汽車工業將向中國和一些新興經濟體進一步轉移，這對中國汽車工業來說，仍是非常難得的歷史機遇。

目前，中國汽車市場不僅發展快，而且汽車消費需求變化也快，這就需要各汽車廠進行大幅度的柔性化生產。對于此情況，物聯網中RFID識別系統的引入就顯得十分重要。

一汽大眾佛山工廠就是在這個大背景下投資建設的，項目總投資約133億元人民幣，首期產能將達到30萬輛。一汽大眾佛山工廠的硬件實力絕對算得上世界一流水準。不論是從工廠的布局，還是從各車間的設備先進化程度來看，這樣規格的工廠都成為了制造一款好車的基礎保證。因此，一汽大眾佛山工廠不僅會投產國產高爾夫7，在其之后國產的全新奧迪A3也會一同共線柔性生產。

1 RFID與焊裝車間智能輸送系統

1.1 RFID

RFID（Radio Frequency IDentifcation）技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術?？赏ㄟ^無線訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。常用的通訊頻率有低頻、高頻、超高頻等。

從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對于條碼技術而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標物，并使用專用的掃描讀取器利用光信號將信息由條形碼傳送到掃描讀取器；而RFID則使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標物的RFID標簽，利用頻率信號將信息由RFID標簽傳送至RFID讀寫器。

1.2 焊裝車間機械化輸送系統

眾所周知，焊裝車間屬于流水作業方式，生產線呈條形分布，其生產線長、自動化程度高，其生產效率很大一部分取決于輸送線，輸送線是其血脈，貫通于整個焊裝車間。

焊裝車間生產按工藝劃分為車身下部、車身側圍、車身主焊線和調整線。各焊接工藝之間采用高度智能的機械化輸送系統連接，構成了整個焊裝車間的設備體系。

機械化輸送系統的正常運行，是保證整個車間生產的前提。所以，需要一個連續高效運行的高度自動化的機械化輸送系統，來連接各個工藝流程。

1.3 圖爾克產品應用

對于處于中等和較高應力狀態下，巖石蠕變過程中只存在穩定蠕變和衰減蠕變階段，通過Druck-Prager屈服函數求解出的應變函數，可以很好地描述其應力應變全過程，但是對于最后一階段(即蠕變破壞階段)其中存在傳統模型難以描述的加速蠕變階段[17]。因此，對于屈服函數F不僅是一個關于σ1、σ3、α和k的函數，其還與孔隙水壓pw和時間t有關聯，即將試驗參數α和k中的強度參數中的黏聚力C和內摩擦角φ值，轉化為關于孔隙水壓pw、時間t和應力σ的函數，即有

圖爾克針對客戶長距離讀寫及多車型共線生產需求，經過深入交流，推薦了具有IP67防護等級的UHF RFID產品，成功地滿足了客戶的需求。

控制系統的組成：

（1）RFID產品：圖爾克BLident UHF系列；

（2）主控制器：SIEMENS S7 400 PLC；

（3）現場總線協議：ProfNet。

現場照片

主控制器采用的是SIEMENS S7 400系列PLC產品，實現整個系統的控制，保證系統的連續不間斷運行。現場總線為ProfiNet網絡，連接現場的各個RFID子站?，F場安裝圖爾克公司IP67防護等級的BLident系列RFID產品。控制系統操作的所有讀寫過程，都可由就近的接口模塊完成，并將載碼體內數據經總線傳入控制系統。

讀寫頭安裝方式

焊裝是汽車生產四大工藝中的重要環節，相比較而言，設備復雜、生產節奏快。所以，提高生產線的輸送效率，降低生產線的等待時間，是保證單班產量，降低生產成本的重要因素。

而RFID系統的引入，很好地為客戶解決了以上問題。通過在車身上安裝UHF標簽并寫入其所在車型的相關信息，生產線可以實時知道各車型所在的詳細位置，從而使輸送線可以自動高效地按不同車型分類并將其傳輸到不同的生產工位。

另外，通過讀取即將進入地面一層焊接線之前5~6輛車體上標簽的信息，可以提前通知地面生產線準備相應的焊裝部件，此方法極大地提高了整個生產流程的連續性，降低了地面焊裝過程的等待時間。

再有，以前汽車廠各大車間的信息系統相對獨立，汽車部件在進行車間傳送的時候需要進行大量的信息交換。通過在車身上安裝圖爾克UHF標簽，使數據載體可以隨著車體經過所有車間，從而保證了車輛信息在生產環節的一致性。除去了車間之間信息傳遞的步驟，極大地簡化了操作流程并提高了生產效率。

1.4 圖爾克RFID產品為客戶增值

對于讀寫距離要求較近的應用環境，可選用TURCK高頻（HF）RFID產品，并將載碼體（TAG）安裝在滑撬、吊具、托盤等載具上，進行閉環的反復讀寫；針對讀寫距離要求較遠的應用環境，可選用TURCK超高頻（UHF）RFID產品，然后將載碼體（TAG）安裝在載具、車體或要生產的產品上，進行讀寫操作。

針對汽車行業自動識別系統，圖爾克基于現場總線技術的IP67防護等級BLident系列RFID產品，在沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發動機生產等工藝中，有著更廣闊的應用空間。

總之，得益于圖爾克BLident系列RFID產品卓越的性能和顯著的特點，一汽大眾佛山工廠焊裝車間智能輸送系統在運行過程中穩定性、可靠性和高效性被進一步優化和提升，達到了客戶的期望。

圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID產品經理 只凱

關鍵解讀

圖爾克RFID產品的優勢

針對物聯網，圖爾克可以提供RFID產品及相應解決方案。由于圖爾克的RFID產品是在BL67/20現場總線平臺上開發出來的，所以具有以下優勢：支持幾乎所有現場總線通訊協議，包括Profibus DP、Devicenet、Ethernet Modbus-TCP、PROFINET I/O、EtherNet/IP等協議以及可編程網關，可以方便地與各種控制器或工業計算機交換數據；2~16個通道任意組合；可以提供IP67或者IP20防護等級產品；兼容BL67/20平臺下的所有產品，包括開關量和模擬量的輸入/輸出模塊、RS232/422/485通訊模塊、高速計數模塊等。而且，支持動態讀寫操作和熱插拔。這兩年，圖爾克又推出兩款UHF讀寫頭，工作頻率是920~925 MHz，滿足ISO 18000-6C/Gen 2國際通訊標準，并且已獲得中國工業和信息化部頒發的SRRC認證，允許在中國使用。它們的最大感應距離達到6m，可以和HF讀寫頭安裝在同一個接口模塊上，并且工作在同一個讀寫范圍內。

目前，圖爾克的RFID產品被廣泛應用于汽車制造、煙草、冶金、機床加工、船舶、電力、食品生產、工程機械等行業圖爾克可以為客戶提供完整的解決方案，包括汽車裝配線、倉儲物流管理、刀具識別、電表檢測等?？梢哉f智能電網、智能交通、智能物流等領域中都有圖爾克的身影，而這些應用都將推動中國物聯網市場的快速發展。

為客戶提供最適合的產品

圖爾克的最大優勢是我們只為客戶選擇最合適的產品，一個產品并不因為它是最新的就會最適合客戶的需求。以前，很多廠商往往只考慮到將最新的產品或技術直接帶給中國客戶，他們沒有考慮或根本沒有時間去考慮這些產品是否真正滿足客戶的需求。而現在隨著市場與客戶應用越來越成熟，過去的這種做法已經行不通，只有真正了解客戶及市場特定需求，提供針對性的方案或產品才是根本所在。

一直以來，圖爾克堅持把客戶需求放在首位，憑借專業的產品實力和豐富的應用基礎，為客戶提供一站式服務和定制化解決方案。通過這樣的舉措，圖爾克在不同領域始終保持快速而平衡的發展。