RFID技術(shù)在汽車裝配中的應(yīng)用研究

0引言：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展嗎，汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力也越來(lái)越劇烈。各汽車制造企業(yè)需不斷降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。消費(fèi)需求的多樣化要求裝配過(guò)程的多樣化，一條生產(chǎn)線能裝配出多種不同配置的車型。這就加大了裝配工作中供應(yīng)、識(shí)別和搬運(yùn)等工作的繁瑣性。傳統(tǒng)的專配方式已很難滿足市場(chǎng)的需求。無(wú)限射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是一種使用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理。

RFID技術(shù)的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了整車裝配數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，而且能初步實(shí)現(xiàn)工人操作的可視化，降低了糾錯(cuò)成本、并且提高了效率。

1 RFID技術(shù)基本原理

RFID技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合實(shí)現(xiàn)非接觸信息交互，達(dá)到物體識(shí)別的技術(shù)，如圖1。RFID的基本工作原理是：上位機(jī)向讀寫器發(fā)出讀寫命令，由天線產(chǎn)生電場(chǎng)、磁場(chǎng)。讀寫器的工作區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)、磁場(chǎng)讓標(biāo)簽內(nèi)部產(chǎn)生電流，再形成不同的電壓。“0”、“1”表示信號(hào)，讀寫器再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且由集成電路識(shí)別出來(lái)。

1）電子標(biāo)簽：又稱數(shù)據(jù)載體、載碼體。記錄著被識(shí)別物體的相關(guān)信息

2）讀寫器：又稱讀寫頭；可以利用射頻技術(shù)讀寫電子標(biāo)簽內(nèi)信息的設(shè)備，一般與上位機(jī)連接。

3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：用于對(duì)數(shù)據(jù)管理，完成通訊傳輸功能。

2 RFID在汽車裝配中應(yīng)用研究現(xiàn)狀

2.1國(guó)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

窗體頂端

射頻識(shí)別（RFID）在國(guó)外已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了。 RFID具有在其他無(wú)線電通信系統(tǒng)中通常不會(huì)遇到的一些特定要求。這些要求本質(zhì)上是經(jīng)濟(jì)性的：識(shí)別物體的任何方法的成本都低于該物體的身份知識(shí)的價(jià)值。 RFID業(yè)務(wù)中經(jīng)常出現(xiàn)的主題是識(shí)別的基本經(jīng)濟(jì)學(xué)。 RFID技術(shù)的第一個(gè)主要采用者之一是美國(guó)的鐵路行業(yè)。在新加坡的城邦可能會(huì)發(fā)現(xiàn)最先進(jìn)的用于交通管理的RFID。一類通常稱為RFID中間件的軟件應(yīng)用正在成為ERP數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)流程與新興RFID設(shè)備之間的橋梁。 UHF標(biāo)簽受益于廣泛用于汽車收費(fèi)和軌道車追蹤的遠(yuǎn)距離潛力，其中幾米的范圍增加了相當(dāng)大的安裝靈活性。它們?cè)絹?lái)越多地應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理，運(yùn)輸行李追蹤和資產(chǎn)追蹤中，其中非常低成本標(biāo)簽的未來(lái)潛力非常重要，相對(duì)較長(zhǎng)的范圍增加了應(yīng)用程序的靈活性。

RFID產(chǎn)業(yè)方面，TI，Intel等美國(guó)集成電路廠商目前都在RFID領(lǐng)域投入巨資進(jìn)行芯片開發(fā)。Vasile GAITAN等人建立了基于RFID控制的高度復(fù)雜的并且能與OPC服務(wù)器智能連接來(lái)實(shí)現(xiàn)類似中心調(diào)度問(wèn)題。德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)在RFID的發(fā)展。德國(guó)作為世界最大的汽車零部件供應(yīng)商的其中之一，實(shí)施了數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、物品追蹤、物品管理。都是基于RFID技術(shù)。寶馬的一個(gè)工廠把這個(gè)技術(shù)用到了生產(chǎn)線上。英國(guó)政府大力資助應(yīng)用其追蹤項(xiàng)目，捷豹用其提高供應(yīng)的效率。

日本豐田在生產(chǎn)線中添加了RFID設(shè)備，進(jìn)行自動(dòng)采集、可視化。美國(guó)福特使用RFID使發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了流水線化。

新加坡所有公交車都使用了RFID技術(shù)，基本每人有一張ez-Link卡。這種卡采用了RFID技術(shù)，乘客只需將其在READER上晃動(dòng)一下，就可以乘坐公交車了。國(guó)立圖書館也采用了RFID技術(shù)。還有地鐵等也都采用了RFID技術(shù)。

2.2國(guó)內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)RFID的研究發(fā)展相對(duì)較晚，但發(fā)展的速度快。主要是低頻和高頻標(biāo)簽產(chǎn)品。超高頻標(biāo)簽還很少涉及，在之后的時(shí)間里，這將是發(fā)展的主流。國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新做為主要核心技術(shù)。雖然低頻和高頻標(biāo)簽技術(shù)已基本成熟，但在國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)力還是相對(duì)較弱。超高頻和微波及標(biāo)簽領(lǐng)域的研發(fā)產(chǎn)品也是甚少。在國(guó)內(nèi)研究的單位有浙江大學(xué)、重慶大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等學(xué)校。這些單位的研究方向主要在理論研究方面，當(dāng)然也有一些實(shí)際應(yīng)用的研究。分別提出了RFID數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)裝配過(guò)程的可視化監(jiān)控，利用RFID數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)物料的動(dòng)態(tài)供給由動(dòng)態(tài)配送算法控制，還提出了基于RFID的汽車物流送管理系統(tǒng)分析。

尤其在整車裝配方面發(fā)展迅速，RFID在整車裝配過(guò)程中的模式從每個(gè)工位的讀寫器-上傳PLC-工位PLC控制讀寫器讀寫-工作站PLC傳到顯示屏-下一工位的閱讀器成功識(shí)別上一工位。能充分利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的整車數(shù)據(jù)采集是非常必要的。這不僅能降低裝配錯(cuò)誤的發(fā)生，還能降低人力成本，提高整個(gè)裝配過(guò)程的可控性。不僅僅在汽車整車裝配技術(shù)方面，在物流和供應(yīng)管理、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、電子門票方面也是適用的。

我國(guó)的RFID標(biāo)簽的研發(fā)還存在很多的問(wèn)題。如高水平的技術(shù)人才，還有在資金方面也是有些緊缺。形成完善的RFID標(biāo)準(zhǔn)化體系是國(guó)內(nèi)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。

3結(jié)束語(yǔ)

汽車這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)力尤其劇烈的市場(chǎng)，更大程度的刺激供應(yīng)商不斷去提升自己的在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，擴(kuò)寬自身產(chǎn)品在市場(chǎng)的立足之地。RFID技術(shù)的研發(fā)便成為了供應(yīng)商們的利劍。RFID技術(shù)通過(guò)裝配中的物料流，數(shù)據(jù)流。從而精準(zhǔn)的掌控汽車的裝配過(guò)程。這不僅能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力、效率。而且也能大大降低汽車的生產(chǎn)成本。另一方面：隨著RFID標(biāo)簽技術(shù)的不斷成熟，RFID系統(tǒng)本身的成本也會(huì)不斷地下降，RFID在汽車裝配這個(gè)應(yīng)用方面的不斷完善和發(fā)展。在未來(lái)里這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)應(yīng)用的更多。

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作者簡(jiǎn)介：

花來(lái)虎（1984-），男，民族：漢族，籍貫： 內(nèi)蒙古赤峰市，當(dāng)前職務(wù)：助理電氣工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電氣設(shè)計(jì)。