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RFID智能汽車制造管理系統解決方案

深圳市銓順宏科技有限公司

應用場景:

智能制造智慧城市

主要技術:

RFID定位生產設備通道式讀寫器手持終端圓極化天線

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1.項目背景

1.1 行業背景

RFID智能汽車制造管理系統解決方案

在汽車行業快速發(fa)展競爭日益激(ji)勵的(de)(de)背景(jing)下，各個(ge)汽車制造商(shang)都(dou)在追(zhui)求(qiu)管(guan)理系統(tong)的(de)(de)優(you)(you)化(hua)。已從開始的(de)(de)只追(zhui)求(qiu)最(zui)終結果的(de)(de)最(zui)優(you)(you)，發(fa)展到目前(qian)要求(qiu)使(shi)制造汽車的(de)(de)每個(ge)環節都(dou)達到最(zui)優(you)(you)的(de)(de)目的(de)(de)，這就給管(guan)理者提(ti)出(chu)了一個(ge)嚴峻(jun)的(de)(de)問題，如(ru)何(he)可以控制生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)(de)過程細節，如(ru)何(he)使(shi)生(sheng)產(chan)過程的(de)(de)信息(xi)盡可能多的(de)(de)記錄(lu)下來(lai)。通(tong)過對生(sheng)產(chan)數據的(de)(de)分析，最(zui)終制定出(chu)使(shi)生(sheng)產(chan)過程最(zui)優(you)(you)的(de)(de)解(jie)決方案(an)。使(shi)企業在市場(chang)競爭中(zhong)更(geng)具優(you)(you)勢。

RFID智能汽車制造：沖壓作(zuo)為整(zheng)車制造的(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)步，對整(zheng)車的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)起到至關重要的(de)(de)(de)作(zuo)用。大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)生產(chan)數(shu)(shu)據(ju)需要進行匯(hui)總(zong)與分析(xi)，這(zhe)些數(shu)(shu)據(ju)統(tong)計(ji)工作(zuo)需要耗(hao)費大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)人(ren)力而且(qie)統(tong)計(ji)完的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)也大多存(cun)在信息(xi)滯后的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)(ti)，對于(yu)生產(chan)過程中(zhong)發現(xian)的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)(ti)不能(neng)及時做(zuo)出解決措(cuo)施，并且(qie)人(ren)工統(tong)計(ji)信息(xi)項目單(dan)一(yi)(yi)，難以發現(xian)多種問(wen)題(ti)(ti)(ti)之間的(de)(de)(de)相關性。還由于(yu)工廠(chang)廠(chang)區可利用的(de)(de)(de)物(wu)流面積越(yue)來(lai)越(yue)少，相應(ying)的(de)(de)(de)由物(wu)流制約產(chan)生的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)(ti)越(yue)來(lai)越(yue)多，必須改變現(xian)有的(de)(de)(de)物(wu)流方式，引入信息(xi)化，才能(neng)適應(ying)快(kuai)節奏生產(chan)模式下(xia)的(de)(de)(de)物(wu)流要求(qiu)。

1.2 沖壓流程

RFID智能汽車制造：沖壓車間生產環(huan)節(jie)的溫濕度接近(jin)室溫，主要生產(chan)設備為(wei)沖床(chuang)，包(bao)括沖壓(ya)(ya)(ya)用磨具，主要傳送設備為(wei)托盤、臺(tai)車。托盤用于(yu)裝載沖壓(ya)(ya)(ya)前的板材(cai)，臺(tai)車用于(yu)裝載沖壓(ya)(ya)(ya)后的零件(jian)。周邊環(huan)境材(cai)質(zhi)主要為(wei)金屬。

沖壓生產工藝和流程固定，受客戶定制化的影響較小。通常按企業的生產計劃排定生產內容。

沖壓流程的開始，通常是由供應商將需供應的板材運輸至沖壓車間。沖壓車間經過質檢合格后進行入庫操作。入庫后的板材即可進行到下一環節。由叉車工人按需將整托運送至壓力機進料口。然后在壓力機內沖壓出指定的零件并通過傳送帶流轉到下線位。

下線位由工人進行檢測后將零件按規定數量分類放到臺車上。合格的零件裝滿后即由叉車工人運送至倉庫保存。不合格零件臺車也將運送至返修區等待維修。

至此，沖壓的流程完成，后工序是將倉庫內的零件按需供應給焊裝車間。通常操作方式是，由沖壓科叉車人員按任務單將零件臺車取放至焊裝牽引車上，然后由牽引車經焊裝車間門進入，代表零件出庫完成。牽引車通常可一次托運 1到 4 個零件臺車不等。

1.3 管理現狀

沖壓用模具采用手工方式管理，信息登記不及時，調度記錄容易出現錯誤，占用大量空間。同時，因為缺乏有效的監管手段，不能全面掌控模具的生產使用狀態，對模具的日常維護保養以及到報廢，缺乏科學的決策。

對于材料來說，庫存數量直接影響到沖壓零件的生產進度，而零件的庫存狀況又直接影響了后續其他工藝的正常運轉。因此，材料和零件的庫間管理對于整車生產來說十分重要。

而傳統的以人工為主的管理方式，既不能及時的統計庫存數量，同時又存在統計偏差的問題。一旦庫存數量過少，則直接導致后端工序停止，一旦排產過多，庫存時間較長，影響到生產零件的品質又容易造成資源浪費。

因此，引入新的信息技術，能夠實現對模具的全生命周期跟蹤管理，實時記錄沖壓原料、零件的生產、出入庫情況，提高庫間物流運轉效率，使原來繁瑣復雜的信息統計工作變得簡單透明，幫助沖壓車間實現對關鍵物料管理的智能化、信息化和自動化具有重要意義。

1.4 技術簡介

RFID 是(shi)(shi) Radio Frequency Identification 的(de)(de)縮寫，即射頻識別。RFID 的(de)(de)主要特點是(shi)(shi)大容量(liang)的(de)(de)信息(xi)存(cun)儲，無接(jie)觸的(de)(de)遠(yuan)程(cheng)(cheng)信息(xi)讀取，可擦(ca)寫，可循環(huan)(huan)使用(yong)(yong)，環(huan)(huan)境適(shi)應性強。RFID 的(de)(de)這些特點非常適(shi)合在整(zheng)車(che)(che)生(sheng)產流(liu)程(cheng)(cheng)中使用(yong)(yong)，它(ta)在物料與產品跟蹤上的(de)(de)作用(yong)(yong)，對汽車(che)(che)生(sheng)產物流(liu)產生(sheng)了極(ji)大影響。

RFID 技術在智能汽車制造生產領域已得到廣泛應用。通過使用 RFID 快速掃描、無障礙閱讀等，可快速、準確地進行數據采集和處理，實現管理的標準化和高效化。沖壓車間的 RFID 系統可以實時記錄沖壓件出入庫情況，查詢沖壓件庫存，在為其他車間供應零件時，實現準時化供貨，減少不必要的庫存浪費；監控從毛坯板料加工到成品件出庫整個沖壓生產環節。通(tong)過(guo)長期對合(he)格零件(jian)、返修件(jian)、報廢件(jian)的(de)統計(ji)可以(yi)更準確計(ji)算出單個(ge)零件(jian)的(de)成本(ben)。通(tong)過(guo)數據分析，找出生(sheng)產各環節(jie)中影響效率、存在浪費的(de)地方，為更合(he)理、高效使(shi)用(yong)沖壓(ya)生(sheng)產線提供數據支撐，使(shi)企業(ye)的(de)沖壓(ya)制造環節(jie)成本(ben)更透(tou)明。

深圳市(shi)銓順宏科技有(you)限公司作為(wei)RFID領導品牌(pai)，在(zai)向(xiang)各(ge)大(da)運營商、集成商提供ThingMagic全系列產品(pin)的(de)同時，始終堅持以”設備+解(jie)決方案+服(fu)務“為(wei)(wei)一體的(de)商業(ye)(ye)模式，以自動識別技(ji)術(shu)為(wei)(wei)核(he)心(xin)，以物聯網(wang)整體應(ying)用解(jie)決方案為(wei)(wei)導向(xiang)，以技(ji)術(shu)服(fu)務應(ying)用，技(ji)術(shu)與(yu)應(ying)用有效(xiao)融合(he)，創造和實(shi)現應(ying)用價值(zhi)為(wei)(wei)宗(zong)旨(zhi)，為(wei)(wei)物聯網(wang)行業(ye)(ye)領域提供成熟、穩(wen)定、專(zhuan)業(ye)(ye)、細致的(de)整套方案和增值(zhi)服(fu)務。同時，依托(tuo)品(pin)牌及技(ji)術(shu)的(de)優勢，結合(he)豐富的(de)物聯網(wang)行業(ye)(ye)技(ji)術(shu)服(fu)務經驗，在(zai)智慧倉儲物流、檔案信息化、智慧新零售、智能制造、智慧洗滌、資產管理等行業(ye)細分領域，從(cong)產品選型，到(dao)方案設計和系統平臺支(zhi)持，為用(yong)戶提供易于(yu)操作(zuo)且穩(wen)定性高，具(ju)差異化、具(ju)創新的綜(zong)合性技術服務。

2.系統建設

2.1 建設目標

通(tong)過 RFID 技術的(de)引(yin)入(ru)，為(wei)沖(chong)壓車間的(de)材(cai)料和(he)零件管理提供一種全新(xin)的(de)管理方式，在保持現有(you)工藝流(liu)(liu)程不變的(de)前提下，提高材(cai)料和(he)零件的(de)庫存精(jing)細化管理能力，減少人員投入(ru)，提高庫存數據(ju)的(de)精(jing)準性和(he)實(shi)時性，實(shi)現車間物資(zi)物流(liu)(liu)的(de)高效運(yun)轉(zhuan)，幫助(zhu)沖壓車間在調度、排(pai)產等方面實現科(ke)學的(de)決(jue)策。

2.2 建設(she)內容

材料(liao)收入(ru)時：將合格材料(liao)通(tong)過RFID手持設備掃(sao)描(miao)來料外包裝(zhuang)上的二維碼及相應托盤 RFID 碼，讀取材料相應(ying)信(xin)息（材料號(hao)、捆包號(hao)、數量、加工廠家等），并將此信(xin)息在庫存管理系統(tong)中(zhong)與此托盤 RFID 碼進行綁定，綁定工作(zuo)完成后(hou)，材料視為(wei)入庫。

材料上(shang)線時：在上(shang)料門上(shang)安裝 RFID 讀寫器及天線，材料通過(guo)上(shang)料門時讀(du)寫頭讀取相應(ying)信息，對系統中相應(ying)材(cai)料進行出(chu)庫(ku)處理。

零件下(xia)線時：線尾部分裝(zhuang)箱臺安裝(zhuang) RFID 讀(du)寫(xie)器及天線，讀(du)寫(xie)距離(li)應控制(zhi)在(zai)一臺臺車，在(zai)壓力(li)機生產時，天線接收壓力(li)機生產信息(xi)，與系統中相應零件臺車裝(zhuang)載(zai)量(liang)進行匹配，對線尾生產臺車按照合格、滿(man)載(zai)進行寫(xie)入。最終不滿(man)的臺車，由線(xian)外通過手持設備讀取 RFID 信息進入庫存管理系統進行修改。

零件(jian)入庫(ku)(ku)：在(zai)各(ge)個入庫(ku)(ku)門安裝 RFID 讀(du)寫器，合格零件(jian)入庫(ku)(ku)時(shi)讀(du)寫器讀(du)取 RFID

編碼，與(yu)在系統中對編碼相應的(de)零件進行合(he)格入(ru)庫(ku)處(chu)理。

零件出(chu)(chu)庫：零件出(chu)(chu)庫至焊裝(zhuang)物流門上，在(zai)焊裝(zhuang)物流門上安裝(zhuang) RFID 讀寫器，零件出(chu)(chu)庫時由讀寫器讀取 RFID 編碼(ma)，在(zai)系統中對(dui)編碼(ma)相應的零件進行出(chu)(chu)庫處(chu)理。臺車再次進入沖壓(ya)時，不做(zuo)數量(liang)變更處理。

3.系統設計

3.1 系統框架

為實現系(xi)統(tong)功能，系(xi)統(tong)設計(ji)的(de)核心(xin)思路是在轉運材料的(de)托盤以及轉運零件的(de)臺車上安裝具有編號的 RFID 標(biao)簽(qian)，標(biao)簽(qian)信息與各物資信息進行(xing)關聯(lian)綁定，在(zai)各流程控制節點安裝(zhuang) RFID 讀(du)寫器，通過 RFID 讀(du)寫器對 RFID 標簽信息的獲取，來(lai)達到獲取物資信息(xi)，從(cong)而實現自動化(hua)智能(neng)化(hua)與信息(xi)化(hua)管(guan)理的目的。

系(xi)統規劃框架圖如下：

數(shu)據中心進行系統及數(shu)據的存儲運算，完成業務流程的處(chu)理(li)。發卡器(qi)用于(yu) RFID 標簽信息的初始化。系統還具(ju)備其他必要的管(guan)理(li)功能，包括設備的管理，報表的打(da)印等等。

固定安裝(zhuang)的 RFID 設備為固定式讀(du)寫(xie)器，在本系統中(zhong)將在上料點、下線點、入庫(ku)及(ji)出庫(ku)安裝 RFID 固定式讀寫器。

配備 RFID 移動式設備以(yi)便于進行材料收(shou)入、不合格零件、尾盤、維修、等移動作業(ye)。

需要在臺車、托盤及模(mo)具上安裝 RFID 標簽，使(shi)物(wu)資信息電子化，具(ju)備(bei)自動識(shi)別的(de)基礎。且，應根據系統的(de)要求(qiu)及被(bei)管理物(wu)資的(de)結構(gou)特點(dian)，同一物(wu)資可能需要安裝(zhuang)多個標簽(qian)。

4.2 系統部署

根據本系統項(xiang)目(mu)功能需求，系統可分為材料(liao)收(shou)入、材料(liao)上線、零件下線、零件(jian)入庫、零件(jian)出(chu)庫、模具管理五個子系統。

4.2.1 材料收入(ru)子系統(tong)

材(cai)料收(shou)入子系統(tong)主要是將(jiang)(jiang)合格材(cai)料完成入庫的作業。在本環(huan)節中，根據現(xian)有(you)業務流程特點(dian)，系統(tong)設(she)計方式為，通(tong)過手持設(she)備掃描(miao)來料外包裝上的二(er)維碼及相(xiang)(xiang)應托盤(pan) RFID 碼，讀取材(cai)料相(xiang)(xiang)應信息（材(cai)料號、捆包號、數量、加工廠家等），并(bing)將(jiang)(jiang)此(ci)信息在庫存管理系統(tong)中(zhong)與此托盤 RFID 碼進行綁定(ding)，綁定(ding)工(gong)作(zuo)完成后，材(cai)料(liao)將等待入庫(ku)。

在(zai)原(yuan)料托盤的合適位置安裝 RFID 碼(ma)。RFID 碼(ma)安裝以后，可利用托盤本(ben)身的結構對 RFID 碼(ma)進行必要的(de)保(bao)護，使托盤在(zai)這個物流(liu)使用過程中，不(bu)會造成對 RFID

碼(ma)(ma)(ma)的(de)損壞，保證 RFID 碼(ma)(ma)(ma)的(de)長久(jiu)可靠使用。通(tong)過(guo) RFID 手(shou)持機，掃(sao)描原料(liao)二維碼(ma)(ma)(ma)，掃(sao)描托盤(pan) RFID 碼(ma)(ma)(ma)，完成(cheng)原料(liao)信(xin)息與托盤信息的綁定，然后(hou)等待入庫。

原(yuan)料(liao)經過(guo)(guo)品質檢測并通過(guo)(guo)手持機完成(cheng)于托盤的(de)綁定后，將(jiang)有(you)叉車(che)叉取送(song)入(ru)材料(liao)庫。在材料(liao)庫門口安裝 RFID 掃描設備，將(jiang)可以實時記錄材料(liao)的(de)入(ru)庫信息，從而幫(bang)助有效管理(li)庫存(cun)。

3.2.2 材料上線子(zi)系統

在上料(liao)門(men)(men)上安裝RFID讀(du)寫器及天線，材料(liao)通過上料(liao)門(men)(men)時(shi)讀(du)寫頭讀(du)取相應信息(xi)，對系(xi)統中相應材料進行出庫處理。

RFID出庫

3.2.3 零(ling)件下線(xian)子系(xi)統

本(ben)子系統主(zhu)要是完成零件下線時，零件信(xin)息(xi)與臺車信(xin)息(xi)的自動關聯綁定。系統設(she)計方(fang)案如下：

將天線安裝(zhuang)與(yu)零件(jian)裝(zhuang)箱點(dian)下方位置。

RFID天線裝箱點

3.2.4 零件入庫子(zi)系統

在各個入(ru)(ru)庫(ku)門安(an)裝(zhuang) RFID 讀寫(xie)器，合(he)格零(ling)件入(ru)(ru)庫(ku)時讀寫(xie)頭讀取 RFID 編碼，與在系(xi)統(tong)中對(dui)編碼相應的零件進行(xing)合格入庫(ku)處(chu)理。

RFID零件入庫

因為臺車(che)(che)可以疊加入庫，因此，垂直方向(xiang)存在多個臺車(che)(che)的可能，為保證(zheng)臺車(che)(che)標簽的識別(bie)率，故因在入庫方向(xiang)兩(liang)側(ce)，按(an)上、下方向(xiang)各部署(shu)一個天線，實現(xian)最(zui)大(da)范圍(wei)的讀取。

3.2.5 零件出(chu)庫(ku)子系(xi)統(tong)

零件(jian)出庫至(zhi)焊裝(zhuang)物(wu)流門上，在焊裝(zhuang)物(wu)流門上安裝(zhuang) RFID 讀寫(xie)頭(tou)，零件(jian)出庫時由讀寫頭讀取 RFID 編(bian)碼，在(zai)系統(tong)中對(dui)編(bian)碼相(xiang)應(ying)的零件進行出庫處理。

RFID零件出庫

零件在出庫環節(jie)，是(shi)由牽引車(che)牽引臺車(che)依(yi)次進入焊(han)接車(che)間，不(bu)存在疊加的情況。因此(ci)，此(ci)環節(jie)只(zhi)需在焊接車(che)間門左(zuo)右兩(liang)側(ce)各安裝一個天線(xian)即可(ke)。

4.設備選型

4.1 雙通道RFID固定式讀寫器

RFID讀寫器

FU-M6-MINI-M 是一款以ThingMagic優異的M6e-Micro模組為核心集成的工業級雙通道RFID固定式讀寫器。采用鋁壓鑄外殼，提供2路 TNC天線接口，支持2路獨立天線，提供工業專用的通信及電源接口，外觀小巧，安裝便捷；

IP67防護(hu)等(deng)級適應各類工(gong)業(ye)和商業(ye)環(huan)境使用，滿(man)足高低溫惡劣工(gong)作環(huan)境，廣泛(fan)適用于智(zhi)慧倉(cang)儲(chu)物流、檔(dang)案信息化、工業洗滌、冷鏈醫療等行業(ye)細(xi)分領域。

4.2 RFID移動數據采集設備

W9900A-X 超高頻RFID手持機

W9900A-X 是一款集 1D 或 2D 條形碼掃描、4G 全網通、GPRS 、WIFI、BLUETOOTH 、RFID 功能于一體的安卓操作系統的便攜式工業級RFID智能數據采集設備。采用 5.0 寸 IPS 屏, 分辨率720*1280, 高清全視角，陽光下可見，并搭配高性能大猩猩三代二次強化玻璃，支持多點電容觸摸屏。

用戶可根據(ju)實(shi)際需求(qiu)選擇不同功能模塊，實(shi)現(xian)對一維碼(ma)、二維碼(ma)、RFID 數據(ju)的采集，并通過 USB、GPRS、4G、WIFI、藍(lan)牙等多種(zhong)有線無線通信方(fang)式，實(shi)現(xian)采集數據(ju)的快速有效傳輸。廣泛應用于珠寶門店、服裝管理、工業制造、物流倉(cang)庫管(guan)理、資產管(guan)理(li)、巡檢等。

4.3 UHF超高頻圓極化 RFID天線

9DBi RFID外置平板天線

9DBi 超高頻圓極化防水設計RFID外置平板天線RFA915-9R40-1，適用于UHF頻段RFID應用場合的通用型天線具有高增益、低駐波等特點。外形美觀小巧、采用防水圈與硅膠雙重防水設計、外殼采用加強筋位設計、適合各種惡劣環境使用。可方便地應用門禁、倉儲物流、零售(shou)等UHF頻段的RFID場合中。