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RFID在汽车生产线中的应用

2018年08月08日

  作为离散工业生产中的典型情况,汽车的装配生产活动具有以下特征:生产过程并行且异步,设备功能冗余度大,控制量相互独立,生产资源管理复杂,在生产过程中的零部件处于离散状态,车辆的生产制造主要通过物理加工和组装来实现。

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  RFID技术不只是条码技术的简单替换,它在离散制造业中的应用将改变离散制造企业的生产经营方式。由于RFID技术具有数据存储量大、可读写、非接触、识别距离远、识别速度快、保密性好、穿透性强、寿命长、环境适应性好以及能同时识别多标签等诸多优势,用其取代条形码在汽车生产线上对车辆进行标识和跟踪,整个过程无人工干预,可以在极大程度上降低工人的劳动强度和出错率。现今已经可以利用RFID技术来实现自动、高速、有效的记录,降低操作员的劳动强度,从而提高了产品下线合格率。

  在企业车间现场建立统一中心数据库,作为物品流通的信息平台,以便于整体规范管理。在工业环节利用RFID技术为每一个在制品零部件赋予一个识别编号(ID),也就是该部件在信息网络中的名字,通过RFID技术,将生产状态,库存情况映射到信息网络中,登记在现场中心数据库里,在传送到信息体系中(如ERP,MRP)等。

  将RFID技术应用于生产线监控,可以实现自动控制和检测,节约成本。RFID标签可以唯一标识每1件产品,通过应用程序记录每1件产品的原料和来源、生产线位置、生产过程和库存状况等信息,为企业更好地管理生产和调整库存等提供有效的依据。

  汽车制造业原本就是典型的多工种、多工艺、多物料的大规模生产过程,如今随着个性化汽车的发展(购买者可以对汽车进行定制),几乎每1辆汽车都会有一些个性化的地方,因此,有必要在生产的全过程中应用RFID技术实现透明化。汽车产业链可简单划分为零件制造、整车装配与售后服务3个基本环节,目前RFID技术主要应用于零件制造和整车装配环节。无论是零件生产厂还是整车装配厂,仅由人工管理数量庞大的零部件和复杂、众多的制造流程,不但容易出错而且无法从源头上快速提高各流程的运作效率。

RFID在汽车生产线中的应用

  RFID在汽车焊接生产线的应用

  在早期汽车车体焊接生产线上,大多使用人工方式,看书面操作说明书一步接一步地操作,很容易发生人为错误。后来逐渐改用条形码标签来管理,虽然降低了人为出错率,但经常因为生产现场的粉尘、高温振动、油污等影响而发生识别错误。再遇到带有罩子的情况时,无论是条形码标签还是人工也都不能放心使用。RFID在汽车焊接生产线应用示意图如图。

RFID在汽车生产线中的应用

  图中,选择耐高温、防粉尘、防金属、防磁场、可重复使用的有源封装标签,通过自动识别作业来监控焊接生产线作业。可将操作指示信息(车种信息、焊接指示信息、程序等)存储在目标托盘中,天线为了避开人和机器的影响可设置在焊接生产线较高的地方,由于RFID标签的强抗污染能力和强耐久性,大大减少了识别错误并且可以有效提高内部供应链的可视化程度。

RFID在汽车生产线中的应用

  RFID在汽车涂装生产线的应用

  汽车涂装生产线的工艺过程繁多复杂、车型变化大、生产灵活性大,而汽车涂装的目的在于使销售的每1辆车让消费者看起来都更加完美。因而,车间生产线的各个工艺环节都必须具备非常高的自动化水平和质量监控系统。所以,在生产线自动控制系统的车身识别系统中采用RFID技术,可以对生产过程中各类现场数据的统计、状态监控以及质量检测等信息进行实时采集,及时送至生产控制中心。

RFID在汽车生产线中的应用

  在汽车涂装生产线上,输送设备为滑撬输送机,如图3所示,在每1个载有汽车车身的滑撬上都安装有1个耐温达240℃的RFID无源标签,在整个生产流程中,这个标签随工件运行,形成了1个随车身移动的数据,成为1个随身携带数据的“智能车体”。根据生产工艺及管理的不同需要,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、存储区等)入口处设置现场读写站。每个现场读写站都可以完成滑撬、车身信息和喷涂颜色及次数的写入,同时把信息送入控制中心。

RFID在汽车生产线中的应用

  RFID技术结合光纤以太网及现场总线可以构成一个复杂的自动控制系统,实现汽车涂装生产线的柔性生产,提高汽车车身生产的自动化水平和适应不同品种生产的灵活性,使系统具有很好的可靠性和容错能力。

  RFID在汽车总装生产线的应用

  总装车间作为汽车整车生产的最后环节,涉及零部件众多、工序繁多,对保证汽车质量和生产进度起着重要作用,任何装配工序的中断就意味着作业的耽误。在总装生产线上,特别是在采用JIT(Just In Time)准时制生产方式的流水线上,原材料与零部件必须准时送至工位,库存与物料供给也必须配合车辆装配进度。采用RFID技术之前,汽车制造厂是以人工方式,通过采用条形码或纸制识别卡来实现对车辆装配进度的实时追踪与监控,其缺点是条形码和识别卡极其容易被毁坏、调换或丢失,从而造成生产作业出现错误操作。

RFID在汽车生产线中的应用

  以Ford汽车公司为例,其墨西哥工厂早在几年前就开始采用RFID技术解决上述问题。该厂在组装车辆的挂具上安装可回收、可重复使用的RFID标签,然后为每台组装车辆编制相应序号,用阅读器将此序号写入RFID标签中,带有汽车所需的详细要求的标签随着装配输送带运行。在每个工作点处合适的位置安装阅读器,以保证汽车在各个流水线位置处都毫无错误地完成装配任务。当载有组装车辆的挂具经过阅读器时,阅读器可自动获取标签中的信息并送至中央控制系统,该系统便做到了实时采集生产线上的生产数据、质量监控数据等,然后传送给物料管理、生产调度、质量保证以及其他相关部门。这样就可同时实现对原材料供应、生产调度、质量监控以及整车质量跟踪等功能和有效避免人工操作的各种弊端。

  RFID技术在汽车生产线中的应用,有着其他技术无法比拟的优势,非接触式自动获取数据并且可承受恶劣工作环境,这就保证了其优点是配置灵活、响应速度快、对系统通信的要求低,使生产厂能准确采集相关数据并进行在线分析和处理,实现汽车生产线的自动实时追踪和有效监控,提高了生产效率。相信随着RFID技术的不断发展和应用系统的推广普及,RFID技术在性能方面必将会有较大提高,成本也将逐步降低,从而安全隐患也将得到缓解。RFID技术必将成为汽车信息化制造与汽车信息化管理的主流,从而推动汽车产业的发展。

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