汽車制造生產線上RFID應用模式分析

高彬

摘? ?要：汽車工業是國民經濟的重要支柱產業，隨著經濟全球化的影響，汽車制造業需要創新傳統制造生產工藝，汽車制造技術經歷了從計算機技術向更加柔性化的自動控制技術方向發展。汽車制造生產經歷了虛擬制造到先進制造管理模式的發展過程。從企業管理與生產環節對無線射頻技術識別的應用需求進行分析，構造基于RFID的汽車制造生產線垂直分布應用模型體系框架。建立功能模塊的流程，模型可借鑒生產中存在的信息采集數據缺失等問題。滿足汽車制造生產線數據信息采集實時性要求。

關鍵詞：汽車制造? 生產線? RFID? 應用模式

中圖分類號：TN948.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（a）-0085-02

汽車工業是國民經濟的重要支柱產業，隨著經濟全球化的影響，汽車制造業需要創新傳統制造生產工藝，汽車制造技術經歷了從計算機技術向更加柔性化的自動控制技術方向發展。汽車制造生產經歷了虛擬制造到先進制造管理模式的發展過程。由于汽車生產車間可視化程度低等問題，導致企業管理層無法實時掌握車間生產狀況準確進行生產控制。

RFID技術的出現，為解決上述問題提供了新的思路，RFID技術通過射頻信號自動識別目標對象獲取相關數據信息，具有讀寫方便，保密性強等優點。目前RFID被廣泛應用于物流，安全防偽等領域。汽車行業將是推動RFID技術發展的主要行業，在汽車制造業應用廣泛。如寶馬，福特等國外著名汽車制造商紛紛將RFID技術應用到企業制造生產中。繼中外合資汽車公司采用RFID技術后，國內汽車商等相繼實施RFID項目。學者對RFID技術的研究主要集中于汽車供應鏈管理，裝配線過程控制，汽車行業采取RFID技術的評價體系建立等。研究主要是對RFID功能性的技術解決方案，提出RFID在汽車制造生產線垂直分布模型體系框架。

1? RFID應用需求分析

企業管理的RFID應用需求包括實現生產的自動化，實現生產全面質量管理。通過RFID實現制造生產全過程實時信息收集，能及時掌握車間現場生產狀況。通過RFID實現原材料，零部件等產品動態信息的實時跟蹤，達到生產能力均衡化。

通過RFID實現對車體的型號等信息進行識別與記錄整理，控制自動操作面漆線噴涂機器人等現場控制設備。通過RFID對關鍵工位在制品信息進行采集，出現產品質量問題能及時追溯。

生產環節的RFID應用需求包括實現在制品的自動識別，實現生產物流的優化，實現生產過程的優化，實現設備的電子化管理，實現產品質量的可追溯。通過RFID實現器具與磨具等設備的電子化記錄，用以解決傳統手工管理導致記錄錯誤及管理混亂等問題[1]。

通過RFID實現生產線零部件自動識別統計，避免編碼受污染無法識別的問題。通過RFID跟蹤處理零部件，提高物流配送效率。通過RFID實時讀取生產過程信息，指導工人及機械設備快速準確生產，提高生產制造工藝水平。通過RFID對整車信息進行采集，實現對整車信息快速追溯。

2? 汽車制造生產線的RFID應用模式

2.1 垂直分布式模型體系架構

當前汽車制造生產線主要依靠條形編碼系統采集數據，需要大量人工操作，基于RFID的生產線垂直分布式應用模型體系框架，由PLC設備操作層，應用系統業務層組成。

PLC設備操作層包括按照RFID標簽讀寫器，PLC、DNC等現場控制設備，自動采集制品數據信息，方便不同車間人員的實時信息交互。

MES設備執行層主要指制造執行系統，完成來自應用系統業務層的生產管理信息的細化分解任務，能夠實時監控車間底層設備的運行狀態。經分析處理后及時反饋給企業管理層。

應用系統業務層主要包括企業應用業務操作系統，如質量管理，采購管理，售后管理等基礎業務操作系統【2】。

2.2 功能模塊分析

RFID的生產線垂直分布式應用模型體系框架形成了RFID生產自動化模塊，RFID物流配送模塊，RFID質量追溯模塊。解決不同層次對數據信息需求狀況的不同問題。

RFID物流配送模塊利用流水線安裝傳感網絡元件，掃描采集RFID標簽，將采集的數據信息集成到MES設備執行層，將車間加工信息與車間物流信息存儲在MES設備，企業管理者可通過應用系統查詢執行控制網絡集成的信息數據。

RFID流程管理模塊主要實現生產線車輛自動提示功能，傳感器網絡元件通過讀取RFID標簽信息，將采集車體信息傳送到PLC設備進行集成處理。執行控制網絡將PLC設備采集處理的數據信息傳送到MES設備。實現車體跟蹤的功能。企業管理者通過應用系統實時掌握車間生產進程。

RFID生產自動化模塊主要完成設備自動化操作生產， PLC設備將采集數據新在PLC設備進行信息集成，車間控制網絡將采集數據信息傳送至MES進行集成處理。由執行控制網絡下達生產車間，指導車體進行隊列生產。

汽車制造生產線應用RFID技術最重要的功能是對產品零部件質量監控，通過車間控制網絡將PLC設備采集數據信息傳送到MES設備執行層，如發現車體存在質量問題，可調用車間監網絡處理得到的MES設備數據信息。實現產品質量跟蹤反饋功能。

3? 實際應用效率

RFID應用模式被運用到重慶某企業車制造生產線，生產流水線涵蓋包括完整的生產工序。已成功實施ERP與MES系統，整車生產線過去實施條形碼質量追蹤，極大的依賴現場操作工人，部分生產環節無法設置標簽描述點。生產現場質量信息采集無法實現對單車的精細化管理。通過在焊接車間流水線上安裝RFID信息采集點，進行試點應用研究。

應用系統運行后，管理經濟取得了良好的效果。通過在流水線利用RFID標簽，減少車體等待停線實踐。管理人員能掌握生產情況進行生產管理，實現流水線均衡生產，生產過程的全面質量管理。

4? 結語

目前大多數汽車制造企業生產車間使用條碼系統采集數據系統，條碼自身的局限性無法滿足企業正常運作需求，汽車制造企業對生產路程監控管理需求迫切。本文構造了基于RFID的汽車制造生產應用模型體系框架，日后的RFID技術可以擴大到供應鏈的下游企業，促進供應鏈協作效率的提高。

參考文獻

[1] 鄒文武.汽車制造生產線上RFID應用模式探討[J].中國戰略新興產業，2017（16）：51-52.

[2] 倪霖，鐘輝，段超.汽車制造生產線上RFID應用模式研究[J].計算機工程，2012，38（4）：224-226.

[3] 王維剛. 智能化汽車焊接生產線設計和實現[D].山東大學，2016.

[4] 匠心制造 聚力揚帆——“焊裝智能柔性生產線”助力捷途進入汽車智能制造新時代[J].汽車實用技術，2018（24）：1-4.

[5] 叢曼，李之晨.探討汽車制造總裝車間如何選用生產線輸送設備[J].科技創新與應用，2017（16）：160.