精巨智能RFID在汽车智能制造中的应用

一、RFID 技术在汽车零件制造环节的应用

汽车零件制造技术复杂，涉及范围广且制造流程多，涵盖多种工序，零件数量达8000～15000之多；仅由人工管理数量庞大的零、部件和复杂、众多的制造流程，往往容易出错并无法从源头上快速提高各流程的运作效率与效益。所以，人们利用RFID技术为零件制造和整车装配提供多种有效的管理方案。做好零部件跟踪管理可以提高物流管理与质量管理水平。现在的零件跟踪主要是通过两种方法，一是标签贴在零件本身，称为硬链接。典型的例子是RFID用于轮胎的跟踪管理，这种零部件一般都具有高价值、安全性要求及零部件间容易混淆等特点，采用RFID可以有效地识别与跟踪零部件。二是将标签贴在零件的包装或运送架上。后者可以减少RFID的使用费用。但需要在已贴标签的RFID集装箱和集装箱中的零件之间保持数据库上的链接，这种方法被称为软链接或软跟踪。这两种方法的原理是相同的，只是标签的贴放位置不同，下面就以轮胎为例具体说明。 制造轮胎的主要生产流程包括：密炼、胶部件准备、轮胎成型、硫化、检验、测试等工序，每个工序又含有非常复杂的工艺过程，同时由于产品数据长、产品数量大的特点，在生产控制、产品数据管理过程中沿用手工方式进行数据记录，难免出错；另外，用手工方法将每年几百万条轮胎及相关信息都准确无误地录入到数据库中也可能出错，故大多数轮胎厂都没有针对单个轮胎的详细数据库，这不利于查询轮胎信息，无法在轮胎制造和使用过程中进行科学管理。所以，将RFID技术应用于轮胎生产中，生产基于RFID技术的智能轮胎。工作人员在轮胎成型工序嵌入RFID标签，嵌入位置是胎体帘布层与胎侧胶之间，胎胚经硫化工序后，标签就被固定并封存在轮胎内，这种智能轮胎从出厂、使用期间的维修及翻新、直至报废的整个生命周期内，所有诸如生产序号、生产日期、生产厂代号、汽车制造厂的标识码等重要数据均完整地保存在标签的芯片中。 基于RFID技术的智能轮胎从多方面提高了轮胎供应链的运行效率与效益： （1）用RFID读写器识读标签信息，工作人员可无一遗漏地快速统计轮胎数量，保证了输入数据的正确性； （2）由于每个轮胎均拥有唯一的识别码，当轮胎出现早期失效时就可通过识读标签确认该轮胎是否为本厂产品，继而可自上而下追溯到成型、硫化、质检、包装、仓储、发运等各环节，以确定导致轮胎失效的关键环节并查找真实原因，进而逐步提高产品质量； 另外，有条件的生产商还可以嵌入具有压力和温度感应功能的特制RFID标签，嵌入轮胎内的特制标签可与胎压（温度）监测系统结合以及时监测胎压及轮胎温度，从而可随时向驾驶员提供实时数据。如胎压过低时，监测系统将警告驾驶员，不要在低胎压的危险状况下行驶，由此增加了驾驶安全性并提高了智能轮胎与普通轮胎的差异性。

二、RFID技术在汽车整车装配环节的应用

汽车整车装配时，主要是要实现将汽车各类生产线上实时采集的生产数据、质量监控数据等，传送给物料管理、生产调度、质量保证以及其他相关各部门，更好地实现对原材料供应、生产调度、销售服务、质量监控以及整车的终身质量跟踪等功能。在RFID技术应用前，存储车体信息的主要是条形码，采用条码识别方式的优点是配置灵活、系统成本较低。但由于车身信息都存储在PLC(可编程控制器)或PMC(生产与物料控制)数据库里，所以，对网络通信的速率、可靠性等要求很高，要求有高性能的PLC、大容量的数据库和高速度的PMC主机。 采用RFID系统后，电子标签一般被放在载有车体的滑橇上，自始至终随工件运行，形成了一个随车体移动的数据，成为在整个生产流程中随身携带数据库的“智能车体”。根据工艺及生产管理需要，可在涂装车间出入口处、工件物流的分岔处、重要的工艺过程（如喷漆室、烘干室、储存区等）入口处设置读/写器。读/写站主要由工件位置检测开关、标签读/写装置、通信接口模块和人机界面所组成。基本过程为：检测开关检测到车体到位信号后，读/写装置开始自动读取安装在滑橇上的标签中所存储的数据，并将数据发送给PLC，同时显示在人机界面上；通过PLC上传给车间生产过程监控系统PMC进行进一步的处理和运算，从而实现对整个车间工件物流的跟踪和生产过程控制。在生产线上采用RFID技术，不需要所有的读/写装置都和主数据库通信，因此与主数据库通信的失败不会导致生产的停止。经过工位后，还可以向标签写入数据，因此，RFID在车体识别系统中的应用也越来越多。 北美福特与北京现代的发动机生产线上都应用了RFID技术，前者从1995年就已经开始。福特采购了一万多个标签，其中每个约150美金。标签被置于载有发动机的托盘上，在装配开始时，发动机被放在托盘上，一个序列号被写入其标签内。当发动机沿着不同的装配作业移动时，其制造信息被写入其中。RFID标签可以帮助追踪每项作业的时间与数据，收集质量控制数据，并产生一个特定发动机的装配记录。当完成所有工序时，托盘经过最后一个阅读器，将所有关于装配的信息传送到制造商的数据库内。这样在发动机生产线上标签实现了循环使用。 RFID所采集的信息通过与制造信息管理系统相联可以支持企业的一系列管理活动。RFID标签代替了条形码或纸制识别卡，使工厂基本实现了无纸化操作；工作人员更新整车装配进度、确认每一工序基本步骤是否正确完成以及落实物料供应情况更加高效；RFID标签的重复使用还可节省大量成本。

三、RFID技术整车物流管理中的应用

在RFID标签中写有车辆智能电子标签，可以实现整车物流信息化管理，帮助解决整车生产、库存管理和销售管理等方面的问题。车辆识别代号（VIN）是车辆流通中的身份证，这个标识号可以被写入嵌在汽车内的RFID标签中，实现汽车电子数字牌照管理。通过读取车辆智能电子标签存储信息，大大提高了车辆信息的准确度和工作效率，解决了在汽车售后服务、产品跟踪、质量追溯等方面的问题。 我们可以在车辆的智能电子标签中写入车辆的订单号、车架号、内部车型号、合格证编号、合格证车型号、VIN号、发动机号、出厂日期、保修卡号等重要的信息。它可以与生产管理系统、整车质量档案管理系统、整车库存管理系统、售后服务“一线通”和GPS全球定位系统等系统相互支持、数据信息共享，实现了在整车生产、质量检验、出入库、售后服务与维修等一系列环节的信息化管理。车辆智能电子标签系统操作比较简单，只需要由专人使用具有无线通信装置的手持机，对该车辆进行相关扫描，同时将扫描的信息发送到车辆物流管理系统的数据库服务器即可完成。 德国大众汽车公司采用RFID有源标签技术系统帮助管理停在汽车厂的汽车。电子标签内嵌在一个塑料体内，一般挂在汽车后视镜上，可以存储32千字节的数据。通过应用这套系统，大众公司大大改变了发货速度，大约提高了4倍的效率，简化了大众公司的发货流程，将停车场的可用空间提高了20%。在不到一年的时间里，由于节约劳动力成本和改进的生产率，基本收加了RFID的投资。 RFID技术可以提高客户的服务水平。在国内，广州本田等汽车公司也试图通过应用RFID技术进行车辆的识别。当用户进入汽车的修理车间或者到4S店时，通过阅读器可以得到存储在汽车中的户主信息、维修记录等内容。这套系统应用还可以使得汽车制造厂很快地了解汽车在市场中的使用情况，在产品开发和服务管理上都有着重要意义。

四、RFID技术在汽车供应链全过程中的应用

RFID技术正在突破工厂内的限制，实现在汽车供应链全过程上的应用，我们可以建立一个跟踪车辆供应链全过程的系统。在第一阶段通过重复使用的标签在装配车间来监控车辆，到第二阶段，使用可以抛弃的纸制RFID标签，用来跟踪零部件与整车，并在其配送中心实现了车辆的跟踪管理。第三阶段，将RFID技术用于零售领域，RFID标签将被永久保留在车上，并在整个生命周期上得到使用，RFID标签上的信息将包括顾客信息，以及原始的生产数据。 此外，RFID还可以用作零部件的防伪标识，例如在轮胎、发动机、安全气囊、传动轴等零部件上植入电子标签，利用其加密和自动识别功能，区别假冒的零部件，保障消费者合法权益。 与其他行业相比，汽车行业的各流程从理论上说能被很好的组织，但能见度和信息的准确度仍然不完美。近年来，汽车制造商在产业链和供应链管理系统上花费了他们大量的IT预算，目的是实现更加透明与灵活的行业需求。RFID在汽车的零件制造、整车装配以及汽车供应链中的原材料采购、存货管理、装配、订单处理、销售、成品运输和入库等都有广泛的应用空间，我们可以预见，在汽车制造企业为主导，各级供应商、物流服务提供商、销售商与汽修厂等组成的强大网络的推动下，RFID技术在汽车行业中的应用将会更加广泛，趋于成熟。