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RFID技術(shù)在汽車沖壓車間的應(yīng)用

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來源：深圳銓順宏科技

日期：2020-05-26 15:47:02

摘要：在汽車行業(yè)快速發(fā)展競爭日益激勵的背景下，各個汽車制造商都在追求管理系統(tǒng)的優(yōu)化。已從開始的只追求最終結(jié)果的最優(yōu)，發(fā)展到目前要求使制造汽車的每個環(huán)節(jié)都達到最優(yōu)的目的，這就給管理者提出了一個嚴峻的問題，如何可以控制生產(chǎn)中的過程細節(jié)，如何使生產(chǎn)過程的信息盡可能多的記錄下來。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，最終制定出使生產(chǎn)過程最優(yōu)的解決方案。使企業(yè)在市場競爭中更具優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：RFID技術(shù)汽車沖壓車間

1. 項目背景

1.1 行業(yè)背景

在汽車行業(yè)快速發(fā)展競爭日益激勵的背景下，各個汽車制造商都在追求管理系統(tǒng)的優(yōu)化。已從開始的只追求最終結(jié)果的最優(yōu)，發(fā)展到目前要求使制造汽車的每個環(huán)節(jié)都達到最優(yōu)的目的，這就給管理者提出了一個嚴峻的問題，如何可以控制生產(chǎn)中的過程細節(jié)，如何使生產(chǎn)過程的信息盡可能多的記錄下來。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，最終制定出使生產(chǎn)過程最優(yōu)的解決方案。使企業(yè)在市場競爭中更具優(yōu)勢。

沖壓作為整車制造的第一步，對整車的質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要進行匯總與分析，這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作需要耗費大量的人力而且統(tǒng)計完的數(shù)據(jù)也大多存在信息滯后的問題，對于生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題不能及時做出解決措施，并且人工統(tǒng)計信息項目單一，難以發(fā)現(xiàn)多種問題之間的相關(guān)性。還由于工廠廠區(qū)可利用的物流面積越來越少，相應(yīng)的由物流制約產(chǎn)生的問題越來越多，必須改變現(xiàn)有的物流方式，引入信息化，才能適應(yīng)快節(jié)奏生產(chǎn)模式下的物流要求。

2.2 沖壓流程

沖壓車間生產(chǎn)環(huán)節(jié)的溫濕度接近室溫，主要生產(chǎn)設(shè)備為沖床，包括沖壓用磨具，主要傳送設(shè)備為托盤、臺車。托盤用于裝載沖壓前的板材，臺車用于裝載沖壓后的零件。周邊環(huán)境材質(zhì)主要為金屬。沖壓生產(chǎn)工藝和流程固定，受客戶定制化的影響較小。通常按企業(yè)的生產(chǎn)計劃排定生產(chǎn)內(nèi)容。沖壓流程的開始，通常是由供應(yīng)商將需供應(yīng)的板材運輸至沖壓車間。沖壓車間經(jīng)過質(zhì)檢合格后進行入庫操作。入庫后的板材即可進行到下一環(huán)節(jié)。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(nèi)沖壓出指定的零件并通過傳送帶流轉(zhuǎn)到下線位。下線位由工人進行檢測后將零件按規(guī)定數(shù)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(qū)等待維修。至此，沖壓的流程完成，后工序是將倉庫內(nèi)的零件按需供應(yīng)給焊裝車間。通常操作方式是，由沖壓科叉車人員按任務(wù)單將零件臺車取放至焊裝牽引車上，然后由牽引車經(jīng)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。

2.3 管理現(xiàn)狀

沖壓用模具采用手工方式管理，信息登記不及時，調(diào)度記錄容易出現(xiàn)錯誤，占用大量空間。同時，因為缺乏有效的監(jiān)管手段，不能全面掌控模具的生產(chǎn)使用狀態(tài)，對模具的日常維護保養(yǎng)以及到報廢，缺乏科學(xué)的決策。對于材料來說，庫存數(shù)量直接影響到?jīng)_壓零件的生產(chǎn)進度，而零件的庫存狀況又直接影響了后續(xù)其他工藝的正常運轉(zhuǎn)。因此，材料和零件的庫間管理對于整車生產(chǎn)來說十分重要。而傳統(tǒng)的以人工為主的管理方式，既不能及時的統(tǒng)計庫存數(shù)量，同時又存在統(tǒng)計偏差的問題。一旦庫存數(shù)量過少，則直接導(dǎo)致后端工序停止，一旦排產(chǎn)過多，庫存時間較長，影響到生產(chǎn)零件的品質(zhì)又容易造成資源浪費。因此，引入新的信息技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)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(chǎn)、出入庫情況，提高庫間物流運轉(zhuǎn)效率，使原來繁瑣復(fù)雜的信息統(tǒng)計工作變得簡單透明，幫助沖壓車間實現(xiàn)對關(guān)鍵物料管理的智能化、信息化和自動化具有重要意義。

2.4 技術(shù)簡介

RFID 是 Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別。RFID 的主要特點是大容量的信息存儲，無接觸的遠程信息讀取，可擦寫，可循環(huán)使用，環(huán)境適應(yīng)性強。RFID 的這些特點非常適合在整車生產(chǎn)流程中使用，它在物料與產(chǎn)品跟蹤上的作用，對汽車生產(chǎn)物流產(chǎn)生了極大影響。RFID 技術(shù)在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。通過使用 RFID 快速掃描、無障礙閱讀等，可快速、準(zhǔn)確地進行數(shù)據(jù)采集和處理，實現(xiàn)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和高效化。沖壓車間的 RFID 系統(tǒng)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(yīng)零件時，實現(xiàn)準(zhǔn)時化供貨，減少不必要的庫存浪費;監(jiān)控從毛坯板料加工到成品件出庫整個沖壓生產(chǎn)環(huán)節(jié)。通過長期對合格零件、返修件、報廢件的統(tǒng)計可以更準(zhǔn)確計算出單個零件的成本。通過數(shù)據(jù)分析，找出生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中影響效率、存在浪費的地方，為更合理、高效使用沖壓生產(chǎn)線提供數(shù)據(jù)支撐，使企業(yè)的沖壓制造環(huán)節(jié)成本更透明。

2.系統(tǒng)建設(shè)

2.1 建設(shè)目標(biāo)

通過 RFID 技術(shù)的引入，為沖壓車間的材料和零件管理提供一種全新的管理方式，在保持現(xiàn)有工藝流程不變的前提下，提高材料和零件的庫存精細化管理能力，減少人員投入，提高庫存數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和實時性，實現(xiàn)車間物資物流的高效運轉(zhuǎn)，幫助沖壓車間在調(diào)度、排產(chǎn)等方面實現(xiàn)科學(xué)的決策。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

材料收入時：將合格材料通過手持設(shè)備掃描來料外包裝上的二維碼及相應(yīng)托盤RFID 碼，讀取材料相應(yīng)信息(材料號、捆包號、數(shù)量、加工廠家等)，并將此信息在庫存管理系統(tǒng)中與此托盤 RFID 碼進行綁定，綁定工作完成后，材料視為入庫。材料上線時：在上料門上安裝 RFID 讀寫頭及天線，材料通過上料門時讀寫讀取相應(yīng)信息，對系統(tǒng)中相應(yīng)材料進行出庫處理。零件下線時：線尾部分裝箱臺安裝 RFID 讀寫頭及天線，讀寫距離應(yīng)控制在一臺臺車，在壓力機生產(chǎn)時，天線接收壓力機生產(chǎn)信息，與系統(tǒng)中相應(yīng)零件臺車裝載量進行匹配，對線尾生產(chǎn)臺車按照合格、滿載進行寫入。最終不滿的臺車，由線外通過手持設(shè)備讀取 RFID 信息進入庫存管理系統(tǒng)進行修改。零件入庫：在各個入庫門安裝 RFID 讀寫頭，合格零件入庫時讀寫頭讀取 RFID編碼，與在系統(tǒng)中對編碼相應(yīng)的零件進行合格入庫處理。零件出庫：零件出庫至焊裝物流門上，在焊裝物流門上安裝 RFID 讀寫頭，零件出庫時由讀寫頭讀取 RFID 編碼，在系統(tǒng)中對編碼相應(yīng)的零件進行出庫處理。臺車再次進入沖壓時，不做數(shù)量變更處理。

3. 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)框架

為實現(xiàn)本系統(tǒng)功能，系統(tǒng)設(shè)計的核心思路是在轉(zhuǎn)運材料的托盤以及轉(zhuǎn)運零件的臺車上安裝具有唯一編號的 RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽信息與各物資信息進行關(guān)聯(lián)綁定，在各流程控制節(jié)點安裝 RFID 讀寫器，通過 RFID 讀寫對 RFID 標(biāo)簽信息的獲取，來達到獲取物資信息，從而實現(xiàn)自動化智能化與信息化管理的目的。

系統(tǒng)規(guī)劃框架圖如下：

RFID技術(shù)在汽車沖壓車間的應(yīng)用

數(shù)據(jù)中心進行系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的存儲運算，完成業(yè)務(wù)流程的處理。發(fā)卡器用于 RFID 標(biāo)簽信息的初始化。系統(tǒng)還具備其他必要的管理功能，包括設(shè)備的管理，報表的打印等等。固定安裝的 RFID 設(shè)備為固定式讀寫器，在本系統(tǒng)中將在上料點、下線點、入庫及出庫安裝 RFID 固定式讀寫器。配備 RFID 移動式設(shè)備以便于進行材料收入、不合格零件、尾盤、維修、等移動作業(yè)。需要在臺車、托盤及模具上安裝 RFID 標(biāo)簽，使物資信息電子化，具備自動識別的基礎(chǔ)。且，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求及被管理物資的結(jié)構(gòu)特點，同一物資可能需要安裝多個標(biāo)簽。

4.2 系統(tǒng)部署

根據(jù)本系統(tǒng)項目功能需求，系統(tǒng)可分為材料收入、材料上線、零件下線、零件入庫、零件出庫、模具管理五個子系統(tǒng)。

4.2.1 材料收入子系統(tǒng)

材料收入子系統(tǒng)主要是將合格材料完成入庫的作業(yè)。在本環(huán)節(jié)中，根據(jù)現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程特點，系統(tǒng)設(shè)計方式為，通過手持設(shè)備掃描來料外包裝上的二維碼及相應(yīng)托盤 RFID 碼，讀取材料相應(yīng)信息(材料號、捆包號、數(shù)量、加工廠家等)，并將此信息在庫存管理系統(tǒng)中與此托盤 RFID 碼進行綁定，綁定工作完成后，材料將等待入庫。

RFID技術(shù)在汽車沖壓車間的應(yīng)用

在原料托盤的合適位置安裝 RFID 碼。RFID 碼安裝以后，可利用托盤本身的結(jié)構(gòu)對RFID碼進行必要的保護，使托盤在這個物流使用過程中，不會造成對 RFID碼的損壞，保證 RFID 碼的長久可靠使用。通過RFID 手持機，掃描原料二維碼，掃描托盤 RFID 碼，完成原料信息與托盤信息的綁定，然后等待入庫。原料經(jīng)過品質(zhì)檢測并通過手持機完成于托盤的綁定后，將有叉車叉取送入材料庫。在材料庫門口安裝 RFID 掃描設(shè)備，將可以實時記錄材料的入庫信息，從而幫助有效管理庫存。