簡論RFID技術(shù)在汽車總裝線上的應(yīng)用情況

引言

　　RFID（Radio Frequency Identification）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號通過空間耦合，實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別的目的，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，具有很多優(yōu)點(diǎn)，諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、可讀寫、非接觸、識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快、保密性好、穿透性強(qiáng)、壽命長、環(huán)境適應(yīng)性好以及能同時(shí)識(shí)別多標(biāo)簽等等，并且可工作于各種惡劣環(huán)境。

　　車間的制造能力和其內(nèi)部物流能力對企業(yè)的生產(chǎn)能力起到了決定性的作用，制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）作為承接ERP（Enterprise Resource System，企業(yè)資源計(jì)劃） 系統(tǒng)、協(xié)調(diào)SCM（Supply Chain Management，供應(yīng)鏈管理）系統(tǒng)、調(diào)度底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)的樞紐。激烈的市場競爭對現(xiàn)代制造業(yè)提出了進(jìn)一步的要求，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：少量多種類的生產(chǎn)模式，不斷縮短的生產(chǎn)周期，對客戶多變需求的及時(shí)響應(yīng)。這些都要求現(xiàn)代制造業(yè)具備更高的自動(dòng)化和信息化程度。研究應(yīng)用RFID技術(shù)，探索重組企業(yè)信息流，更大限度地發(fā)揮我國制造業(yè)現(xiàn)有資源優(yōu)勢，推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步及傳統(tǒng)制造業(yè)的升級換代的可行方案與模式，已成為當(dāng)務(wù)之急。而將RFID技術(shù)融入MES系統(tǒng)之中，必定是促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展升級的眾多途徑之一。

　　1 系統(tǒng)需求分析

　　作為離散工業(yè)生產(chǎn)中的典型情況，汽車的裝配生產(chǎn)活動(dòng)具有以下特征：生產(chǎn)過程并行且異步，設(shè)備功能冗余度大，控制量相互獨(dú)立，生產(chǎn)資源管理復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中的零部件處于離散狀態(tài)，車輛的生產(chǎn)制造主要通過物理加工和組裝來實(shí)現(xiàn)。

　　RFID技術(shù)不只是條碼技術(shù)的簡單替換，它在離散制造業(yè)中的應(yīng)用將改變離散制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營方式。由于RFID技術(shù)具有前文所述的諸多優(yōu)勢，用其取代條形碼在汽車生產(chǎn)線上對車輛進(jìn)行標(biāo)識(shí)和跟蹤，整個(gè)過程無人工干預(yù)，可以在極大程度上降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和出錯(cuò)率。現(xiàn)今已經(jīng)可以利用RFID技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、高速、有效的記錄，降低操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高了產(chǎn)品下線合格率。

　　將RFID技術(shù)應(yīng)用于汽車制造業(yè)，融入到MES系統(tǒng)中，可提升生產(chǎn)過程的管理與控制水平，有效地跟蹤、管理和控制生產(chǎn)所需的包括物料、設(shè)備、人力等資源；與上層管理系統(tǒng)結(jié)合，可合理地調(diào)度、管理這些資源，提高制造競爭力，改善生產(chǎn)組織、縮短生產(chǎn)周期、減少在制品數(shù)量，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低人力資源消耗。對于發(fā)展離散制造業(yè)生產(chǎn)制造系統(tǒng)模式和應(yīng)用解決方案、提高制造過程可視化監(jiān)控與產(chǎn)品質(zhì)量追蹤水平、促進(jìn)制造行業(yè)RFID技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范形成、帶動(dòng)我國RFID技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等方面具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

　　2 系統(tǒng)目標(biāo)

　　基于以上需求分析，提出以下系統(tǒng)總目標(biāo)：充分利用RFID的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合總裝車間MES系統(tǒng)，解決企業(yè)現(xiàn)行ERP系統(tǒng)的計(jì)劃層與車間現(xiàn)場自動(dòng)化系統(tǒng)過程控制層之間、LES（Logistic Execution System，物流執(zhí)行系統(tǒng)）車間內(nèi)部物流層面和MES系統(tǒng)生產(chǎn)控制層之間、車輛質(zhì)量追溯系統(tǒng)和原有MES 系統(tǒng)之間信息和管理的斷層問題，實(shí)現(xiàn)制造和質(zhì)量的可視化和數(shù)字化管理。具體分解為以下幾個(gè)子目標(biāo)：

　?。?）將RFID技術(shù)與生產(chǎn)線調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，在生產(chǎn)線調(diào)度自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線調(diào)度智能化。

　　（2）將RFID技術(shù)與融入生產(chǎn)車間的裝配工位之中，利用RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí)零部件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，時(shí)刻掌握生產(chǎn)線物料消耗信息，無延遲拉動(dòng)供應(yīng)物流，進(jìn)一步滿足JIT供貨模式的需求；對重要部件進(jìn)行安裝記錄，為質(zhì)量追溯系統(tǒng)提供翔實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。

　?。?）將RFID技術(shù)與現(xiàn)場可視化系統(tǒng)相結(jié)合，向工位工人提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的裝配指導(dǎo)。

　?。?）將RFID技術(shù)與車間人員管理系統(tǒng)和質(zhì)量追溯系統(tǒng)相結(jié)合，除了實(shí)現(xiàn)人員管理的功能，還可以對裝配操作進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)裝配責(zé)任落實(shí)到人。

　　3 RFID技術(shù)在汽車總裝線上的應(yīng)用方案

　　應(yīng)用方案中共涉及到高頻（13.56MHz）超高頻（915MHz）兩種不同類型的RFID標(biāo)簽，所選擇的RFID標(biāo)簽規(guī)格如表1、表2 所示。

　　其中人員配備高頻RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)存放員工ID和基本信息；每個(gè)零部件料箱中放置一枚高頻RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)存放零部件號；每臺(tái)車輛上放置一枚超高頻RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)存放車輛唯一標(biāo)識(shí)碼（VIN 碼）。車輛標(biāo)簽采用膠磁封裝，方便吸附于車體表面。