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為了(le)解決汽(qi)(qi)車總(zong)裝線中(zhong)存在的(de)這些問題，應用更為先(xian)進的(de)RFID技(ji)術，實現(xian)汽(qi)(qi)車裝配(pei)過(guo)程的(de)信息化(hua),裝配(pei)信息的(de)及時、準確的(de)采集,實現(xian)裝配(pei)驗證功能,幫助汽(qi)(qi)車制造企業實現(xian)快速、準確、個性化(hua)、透明的(de)裝配(pei)，具有重(zhong)要的(de)意義。

1. 汽車總裝(zhuang)制造流程分析

汽車(che)的裝配生產(chan)活動作為離散工業生產(chan)過(guo)(guo)(guo)程中的典型情況，具有以下特征：生產(chan)過(guo)(guo)(guo)程并行且異步，設備功能冗余(yu)度大(da)，控(kong)制(zhi)量相互獨立(li)，生產(chan)資(zi)源(yuan)管(guan)理復雜，在生產(chan)過(guo)(guo)(guo)程中的零部件處(chu)于離散狀態，車(che)輛的生產(chan)制(zhi)造主要通過(guo)(guo)(guo)物理加(jia)工和組裝來實現。

汽(qi)車(che)(che)(che)(che)制造大(da)致經(jing)(jing)過(guo)四大(da)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)：沖壓、焊接、涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)和總(zong)裝(zhuang)(zhuang)。其中(zhong)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)總(zong)裝(zhuang)(zhuang)過(guo)程(cheng)(cheng)是指：按照(zhao)一定流(liu)程(cheng)(cheng)與技(ji)術，將(jiang)除車(che)(che)(che)(che)身之(zhi)外的(de)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)零(ling)配(pei)件按規定的(de)要求組裝(zhuang)(zhuang)至車(che)(che)(che)(che)身上(shang)，并(bing)經(jing)(jing)過(guo)調試、檢驗使之(zhi)成為合格(ge)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)。經(jing)(jing)過(guo)沖壓、焊裝(zhuang)(zhuang)、涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)三道依次工(gong)序后，形成的(de)是帶有色漆的(de)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)車(che)(che)(che)(che)身，并(bing)存儲(chu)至總(zong)裝(zhuang)(zhuang)廠與涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)廠之(zhi)間的(de)PBS（噴涂(tu)車(che)(che)(che)(che)身存儲(chu)區(qu)），等(deng)待總(zong)裝(zhuang)(zhuang)生產的(de)調度。

當總裝(zhuang)(zhuang)廠開始生(sheng)產時，吊具將待裝(zhuang)(zhuang)配的汽車(che)車(che)身從(cong)PBS吊進(jin)裝(zhuang)(zhuang)配生(sheng)產線(xian)開始作業(ye)。在(zai)總裝(zhuang)(zhuang)生(sheng)產線(xian)作業(ye)采用模塊化裝(zhuang)(zhuang)配方式，生(sheng)產線(xian)沿(yan)線(xian)設有許多(duo)工(gong)(gong)位，各工(gong)(gong)位負責專門一(yi)道(dao)工(gong)(gong)序(xu)。車(che)身隨著流水線(xian)向前(qian)移動時，各工(gong)(gong)位依次在(zai)車(che)身上裝(zhuang)(zhuang)入相應(ying)的零部件(jian)。汽車(che)總裝(zhuang)(zhuang)涉及的主要工(gong)(gong)序(xu)有：前(qian)后橋(qiao)安裝(zhuang)(zhuang)、制動控制器安全、動力總成(cheng)安裝(zhuang)(zhuang)、儀器儀表及電氣線(xian)路安裝(zhuang)(zhuang)、各種溶液的加注等。

在傳統流程中，汽車總裝生產線上主要使用的是條碼技術，工位員工采取手動方式掃描車身VIN碼和零部件條碼進行車輛跟蹤和裝配信息采集，整個采集過程耗時相對較大。當遭遇條碼損壞、沾染污漬無法識別時，員工需手工輸入車輛VIN碼或零部件碼，出錯率高、耗時長，難以加快生產節拍。生產現場可視化程度有待提高，需要為工人提供實時準確的裝配指導，杜絕漏裝錯裝現象的發生，對生產線車輛的裝配情況也需要實時監控。

2．RFID技(ji)術應用

2.1技(ji)術(shu)原理

RFID(Radio Frequency Identification)利用(yong)雷達反向(xiang)散射原理(li)在標簽和(he)讀寫(xie)(xie)器(qi)之(zhi)間傳遞信號，作為(wei)一種(zhong)非(fei)(fei)接(jie)觸(chu)式的自動(dong)識(shi)(shi)別(bie)技術，具(ju)有數據存儲量(liang)大、可讀寫(xie)(xie)、非(fei)(fei)接(jie)觸(chu)、識(shi)(shi)別(bie)距(ju)離遠、識(shi)(shi)別(bie)速度快(kuai)、保密性(xing)(xing)好、穿透性(xing)(xing)強、壽命長、環境適應性(xing)(xing)好以及能(neng)同時識(shi)(shi)別(bie)多(duo)標簽等優點，并且可工作于各種(zhong)惡劣環境。

一(yi)(yi)套(tao)完整的(de)(de)RFID系(xi)統，是由(you)RFID讀寫(xie)器（天線）與(yu)RFID電(dian)子標(biao)簽及應(ying)用(yong)軟件系(xi)統三個部份所組成(cheng)，其(qi)工作原理是讀寫(xie)器發射一(yi)(yi)特定頻率的(de)(de)無線電(dian)波能量，用(yong)以(yi)驅動電(dian)子標(biao)簽將內部的(de)(de)數(shu)據送(song)出，此時(shi)讀寫(xie)器便依序接收(shou)解(jie)讀數(shu)據，送(song)給應(ying)用(yong)程序做相應(ying)的(de)(de)處理。

2.2適用性分析

RFID技術不只是條碼技術的簡單替換，它在離散制造業中的應用將改變離散制造企業的生產經營方式。RFID技術具有數據存儲量大、可讀寫、非接觸、識別距離遠、識別速度快、保密性好、穿透性強、壽命長、環境適應性好以及能同時識別多標簽等優點，用其取代條形碼在汽車生產線上對車輛進行標識和跟蹤，整個過程無人工干預，可以在極大程度上降低工人的勞動強度和出錯率。現今已經可以利用RFID技術來實現自動、高速、有效的記錄，降低操作員的勞動強度，從而提高了產品下線合格率。 

將(jiang)RFID技術應用于(yu)汽車(che)制(zhi)造(zao)業(ye)，融入到MES系(xi)統中，有(you)利于(yu)將(jiang)管理決策有(you)效轉(zhuan)化并(bing)實(shi)時傳送至(zhi)產(chan)(chan)品(pin)層(ceng)，可提(ti)升生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)(cheng)的管理與控(kong)制(zhi)水(shui)平(ping)，有(you)效地(di)跟(gen)蹤、管理和控(kong)制(zhi)生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)(cheng)與上(shang)層(ceng)管理系(xi)統結合，可合理地(di)調(diao)度(du)、管理這些資(zi)源(yuan)，提(ti)高制(zhi)造(zao)競爭力，改善生(sheng)產(chan)(chan)組織、縮短生(sheng)產(chan)(chan)周期、減少在制(zhi)品(pin)數量(liang)，提(ti)高產(chan)(chan)品(pin)的質量(liang)和降低人力資(zi)源(yuan)消耗。對于(yu)發展離散(san)制(zhi)造(zao)業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)制(zhi)造(zao)系(xi)統模式和應用解決方案、提(ti)高制(zhi)造(zao)過程(cheng)(cheng)可視化監控(kong)與產(chan)(chan)品(pin)質量(liang)追蹤水(shui)平(ping)具有(you)重要的意義和應用價(jia)值。

3．RFID汽車總裝制造解決方案

3.1系統架構

系統利用部署在車間應(ying)用服務器中的RFID軟件中間件對車間讀寫器網絡進行統一管理，并(bing)將數(shu)(shu)據實(shi)時收集、處理(li)存(cun)儲到數(shu)(shu)據服務(wu)器中(zhong)，有利于屏蔽RFID設備差異性、提高RFID讀寫器網絡的穩定性和效率，且RFID設備不依賴工位終端，無需對工位終端進行特殊配置，方便部署。基于RFID技術的汽車總裝制造執行系統架構如下圖所示。

系(xi)(xi)統(tong)充分利用RFID的(de)(de)技術優勢(shi)，結合總裝車間MES系(xi)(xi)統(tong)，解(jie)決(jue)企(qi)業現行ERP系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)計(ji)劃層(ceng)與車間現場自(zi)動化系(xi)(xi)統(tong)過程(cheng)控制(zhi)層(ceng)之間、車間內部物流層(ceng)面(mian)和MES系(xi)(xi)統(tong)生產控制(zhi)層(ceng)之間的(de)(de)斷層(ceng)問題(ti)，實現制(zhi)造和質量的(de)(de)可視化和數字(zi)化管理。

3.2應用流程

總裝線為流水線工作制，所有需要組裝的車輛都需要通過總裝車架的吊具或臺板運送到指定的工位，進行零部件的組裝，并在組裝完成后，通過吊具或臺板再被運送到下一個環節，一直到完成所有的工序。

在(zai)各(ge)裝配(pei)工(gong)(gong)位(wei)安(an)(an)裝超高(gao)頻(pin)RFID讀(du)(du)寫器。在(zai)裝配(pei)工(gong)(gong)位(wei)，超高(gao)頻(pin)讀(du)(du)寫器讀(du)(du)取(qu)車(che)(che)輛標簽(qian)后(hou)，通過后(hou)臺獲取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)車(che)(che)輛VIN碼，并提(ti)示相(xiang)應(ying)工(gong)(gong)位(wei)的(de)零(ling)部(bu)件(jian)安(an)(an)裝信息(xi)(xi)。工(gong)(gong)作人員安(an)(an)裝相(xiang)應(ying)零(ling)部(bu)件(jian)。系(xi)統(tong)獲取(qu)相(xiang)應(ying)車(che)(che)輛的(de)部(bu)件(jian)安(an)(an)裝信息(xi)(xi)以備后(hou)期質量跟蹤(zong)，系(xi)統(tong)向(xiang)LES系(xi)統(tong)返回物料消耗信息(xi)(xi)，并刷新工(gong)(gong)位(wei)零(ling)部(bu)件(jian)安(an)(an)裝信息(xi)(xi)提(ti)示，直至該工(gong)(gong)位(wei)所有應(ying)裝部(bu)件(jian)全部(bu)安(an)(an)裝完畢。在(zai)向(xiang)生產線(xian)工(gong)(gong)位(wei)供貨環(huan)節中，生產物流部(bu)門(men)將零(ling)部(bu)件(jian)送達工(gong)(gong)位(wei)之后(hou)，系(xi)統(tong)更新零(ling)部(bu)件(jian)數量信息(xi)(xi)。

3.3應用部署

在總裝生產線，所有使用吊架方式進行運輸車體，并需要進行車身信息識別的點，如取數點、電動擰緊、SRS終端等，采用如下安裝的方式，部署RFID設備。

總裝線(xian)(xian)，所有(you)使用滑橇進行車體(ti)運(yun)輸的，如左機艙線(xian)(xian)束、右機艙線(xian)(xian)束、打刻類設備等，在滑橇上安(an)裝RFID電子標簽，在關鍵位置的(de)滾床上(shang)(shang)安(an)裝(zhuang)(zhuang)RFID讀寫器，對車身信(xin)息(xi)進行識別和跟蹤，并(bing)上(shang)(shang)傳(chuan)給總裝(zhuang)(zhuang)線上(shang)(shang)不同的(de)系統。

3.4系統功能

基于RFID技術的總裝線應用，具備以下功能：

• 系統在(zai)車(che)體(ti)上吊具(ju)時，可以(yi)自動獲取車(che)身號(hao)，并將車(che)身號(hao)與RFID信息進行綁定，使其和生(sheng)產(chan)信息對應，并當車(che)體(ti)在(zai)吊具(ju)與臺板之間轉換時，能(neng)自動完(wan)成信息的轉移，保證車(che)體(ti)在(zai)整個(ge)總裝線上的信息流都是正確的、連(lian)續的；

• 車體在達到(dao)裝配工位時(shi)，可(ke)自動獲取(qu)車身規格信息，并在工位終端顯示對應的(de)操作工序(xu)，并可(ke)以向(xiang)裝配工人提供實時(shi)準確的(de)裝配指導；

• 系統(tong)在工位完成(cheng)裝配(pei)后，可(ke)以自(zi)動記錄(lu)保存裝配(pei)信(xin)息，包括裝配(pei)人員、裝配(pei)零件的(de)信(xin)息等，以便(bian)后續的(de)質量追蹤(zong)；

• 將RFID技術(shu)現場可(ke)視化(hua)系(xi)統相結(jie)合，對生產中的車輛進行監控(kong)，實時了解生產線情況和車輛裝配進度(du)；

• 系(xi)統(tong)具(ju)備防錯功(gong)能，車身規格信息有(you)對(dui)應的零件編碼規則，在工(gong)位(wei)執(zhi)行裝配時(shi)，如零件編碼不(bu)符合，系(xi)統(tong)將實(shi)時(shi)報(bao)警提示；

• 系統(tong)同樣(yang)具備工(gong)(gong)序(xu)的防錯功能，當(dang)流轉到當(dang)前工(gong)(gong)位時，系統(tong)會自動對(dui)上(shang)(shang)一(yi)(yi)個工(gong)(gong)序(xu)進行校驗，當(dang)上(shang)(shang)一(yi)(yi)個工(gong)(gong)序(xu)沒有(you)完成或者出錯時，會同樣(yang)在(zai)該(gai)工(gong)(gong)位進行提(ti)醒，實現工(gong)(gong)序(xu)的快速糾錯。

4. 結(jie)束語

基(ji)于超高(gao)頻RFID技(ji)術的汽(qi)(qi)車總裝(zhuang)系統(tong)應用(yong)，是在對(dui)汽(qi)(qi)車總裝(zhuang)生(sheng)產流(liu)程(cheng)進行分析的基(ji)礎上，將(jiang)RFID技術融入汽車生(sheng)產(chan)制造執行系統(tong)之(zhi)(zhi)中，使得企業能夠及時(shi)、準確(que)地掌握生(sheng)產(chan)線狀(zhuang)態，提高生(sheng)產(chan)效率，有(you)利(li)于MES系統(tong)和LES系統(tong)之(zhi)(zhi)間協同工作(zuo)，為產(chan)品的(de)(de)質量跟蹤提供了精確(que)的(de)(de)數據保障。