行業(yè)背景

　　隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)無疑已經(jīng)成為當(dāng)前制造行業(yè)的最熱話題，甚至被譽(yù)為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息革命。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合了RFID無線射頻識別技術(shù)、無線定位、產(chǎn)品電子編碼(EPC)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將被廣泛應(yīng)用于社會、經(jīng)濟(jì)、國防等領(lǐng)域。

　　近年來，我國汽車行業(yè)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，并且由于銷量的持續(xù)攀升，汽車企業(yè)生產(chǎn)效率將得到越來越充分的體現(xiàn)。2016年我國汽車產(chǎn)量和銷量均超過2800萬輛，已經(jīng)連續(xù)8年蟬聯(lián)全球第一，汽車需求的迅速增長，無疑對汽車制造廠商提出了越來越高的生產(chǎn)要求。市場研究報告預(yù)計汽車行業(yè)將是推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主要行業(yè)之一。而物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻識別技術(shù)應(yīng)用在物料與產(chǎn)品跟蹤上的作用將對汽車生產(chǎn)管理產(chǎn)生積極的影響。RFID技術(shù)在汽車生產(chǎn)管理上的應(yīng)用將包括生產(chǎn)裝配、車體識別、零部件與固定資產(chǎn)的跟蹤管理、關(guān)鍵零部件(如發(fā)動機(jī)、輪胎)的防偽標(biāo)識、整車的物流管理及售后服務(wù)等方面。

　　用戶需求

　　海馬(鄭州)二廠在未上RFID射頻識別系統(tǒng)之前一直使用的是條碼系統(tǒng)，之前海馬也在部分生產(chǎn)區(qū)域?qū)嵤┻^RFID項目，例如焊裝主線WMES系統(tǒng)、WBS庫區(qū)管理、PBS庫區(qū)管理、噴涂車間RFID系統(tǒng)等，但由于系統(tǒng)之間相互孤立，無法形成整體的全流程識別跟蹤從而被棄用。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及市場客戶對汽車個性化功能的需求增加，對海馬原有生產(chǎn)系統(tǒng)也提出更高要求，改造現(xiàn)有生產(chǎn)體系使其實(shí)現(xiàn)柔性化、智能化制造，達(dá)到快速響應(yīng)市場需求已經(jīng)迫在眉睫。在這種企業(yè)背景之下海馬實(shí)施了MES系統(tǒng)、全廠RFID射頻識別系統(tǒng)等項目。海馬對新增RFID系統(tǒng)的需求是在能夠利用原有RFID硬件基礎(chǔ)上，通過新增硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)達(dá)到車輛從焊裝車間到總裝車間的全流程信息化車身識別，在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)跟蹤防錯、驅(qū)動機(jī)器人、提供產(chǎn)線物料配送信息等功能。

　　系統(tǒng)概述

　　海馬RFID射頻識別系統(tǒng)是基于RFID射頻識別技術(shù)之上，在生產(chǎn)線上相應(yīng)工位部署RFID站點(diǎn)，并在線體隨車滑撬上或者車身上安裝可承載車身信息的載碼體，從而實(shí)現(xiàn)車身的位置的實(shí)時全流程跟蹤。由于要利用原有系統(tǒng)硬件設(shè)備，原有硬件包含多品牌、多型號、運(yùn)行情況不確定等諸多不可靠因素，給系統(tǒng)設(shè)計及實(shí)施帶來一定難度。經(jīng)過仔細(xì)調(diào)研，在系統(tǒng)設(shè)計方面選擇符合現(xiàn)場實(shí)際情況的硬件，軟件功能上滿足海馬技術(shù)協(xié)議要求，并加入最新的設(shè)計理念，完成車輛從焊裝分總成打刻工位至總裝3C工位的全流程RFID射頻跟蹤系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)設(shè)計

　　海馬RFID射頻識別系統(tǒng)作為信息化建設(shè)的一部分需要和MES系統(tǒng)及其他第三方系統(tǒng)協(xié)同完成生產(chǎn)管理功能，其中RFID系統(tǒng)作為指令及信息上傳下達(dá)層，MES系統(tǒng)作為車間級控制層，所有系統(tǒng)之間的協(xié)同合作都由MES系統(tǒng)負(fù)責(zé)。RFID射頻識別系統(tǒng)包含三個層，從上到下分別是中央管理層、中間控制層以及設(shè)備識別層，如下圖所示：

　　系統(tǒng)功能

　　車輛隊列采集及位置跟蹤

　　RFID系統(tǒng)在線體上相應(yīng)工位安裝RFID讀寫站設(shè)備，主要包括工段的首末端、特殊裝配工位、機(jī)器人工位、轉(zhuǎn)接工位等，通過在車間的這些工位配置讀寫站能夠?qū)⑸a(chǎn)車間在系統(tǒng)中分成不同的區(qū)域，并且可以跟蹤到每個區(qū)域內(nèi)部車輛的數(shù)量及隊列信息，將這些信息發(fā)送到MES系統(tǒng)并實(shí)時展示，車間管理者可以很容易的了解到車間的生產(chǎn)情況。

　　車輛離歸隊管理

　　車輛離歸隊管理是指生產(chǎn)線上在制車輛因不良因素或三坐標(biāo)檢測等情況需要異常下線，首先需要在系統(tǒng)中登記離線原因，并將將車輛信息寫入到移動載碼體中，此時系統(tǒng)登記車輛狀態(tài)為離線。當(dāng)車輛維維修或檢測完畢需要?dú)w隊時，再將車輛信息從移動載碼體復(fù)制到車載車的載具載碼體內(nèi)，并在系統(tǒng)中操作車輛歸隊，系統(tǒng)會自動將車輛狀態(tài)更改為在線，車輛的離歸隊記錄都可方便在系統(tǒng)中查詢。

　　車輛車門裝置防錯

　　車輛在總裝車間裝配之前需要將車門先拆掉，放置在相應(yīng)吊具輸送線上，車輛和車門分別組裝完畢后再將進(jìn)行合拼。在正常情況之下自動化輸送線已經(jīng)設(shè)計妥當(dāng)，車和車門的限速相互匹配，在車門裝配工位組裝時車和車門是正好一體的，但由于車輛在裝配過程中會因特殊情況產(chǎn)生離歸隊現(xiàn)象，導(dǎo)致車和車門不匹配并有可能帶來一系列裝配錯誤。系統(tǒng)中的車門裝配防錯功能正是為解決此問題而設(shè)計，當(dāng)車輛離歸隊時系統(tǒng)中都會有相應(yīng)登記，在車門裝配工位配置大屏顯示，當(dāng)裝配時產(chǎn)生車和車門不匹配現(xiàn)象時及時提示，防止裝配出錯。

　　裝配可視化功能

　　裝配可視化時指車輛在裝配過程中因特殊工位需要，會在此工位顯示裝配部件的名稱、型號、數(shù)量等或者顯示質(zhì)量控制信息。RFID系統(tǒng)可以實(shí)時跟蹤到車輛位置，當(dāng)車輛到達(dá)裝配工位并采集到車輛配置信息后，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求在操作站上顯示裝配輔助信息，完成裝配后需要人工在系統(tǒng)上確認(rèn)，為后續(xù)車間管理提供依據(jù)。

　　生產(chǎn)物料配送管理

　　總裝車間各種裝配物料的及時送達(dá)可以減少生產(chǎn)的停線概率，由于客戶經(jīng)常因計劃改變、混線生產(chǎn)而產(chǎn)生隊列信息下發(fā)不及時，導(dǎo)致物料供應(yīng)和實(shí)際生產(chǎn)不匹配，或產(chǎn)生物料配送滯后等情況。通過在總裝車間部署RFID系統(tǒng)，獲取生產(chǎn)線上車輛的實(shí)時、準(zhǔn)確信息，為各分總成分裝線提供可靠裝配信息。在分總成相應(yīng)工位放置大屏顯示器顯示隊列信息，從而取消以往通過人工打印紙質(zhì)車輛隊列。部署工位包括發(fā)動機(jī)總成工位、儀表分裝、座椅輸送線、輪胎輸送線、儀表分裝線等。

　　實(shí)施效果

　　通過在海馬(鄭州)二廠部署RFID射頻識別系統(tǒng)，將原有人工掃碼跟蹤改為RFID系統(tǒng)自動掃碼，減少因人工誤操作導(dǎo)致跟蹤不準(zhǔn)確情況，使系統(tǒng)報交數(shù)量更加準(zhǔn)確，減少人工投入。系統(tǒng)離歸隊管理讓管理者看到車輛離線數(shù)量、離線原因，幫助管理者有效統(tǒng)計并分析故障原因，提高裝配質(zhì)量。車門防錯功能可以有效減少車門和車裝配出錯，提高裝配效率。物料拉動功能可為每條分裝線提供可靠隊列信息，保證物料和主線車輛匹配并及時送達(dá)至裝配工位。

　　發(fā)展前景

　　隨著汽車工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，市場要求的不斷提高，RFID系統(tǒng)在汽車行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，甚至成為生產(chǎn)跟蹤及物料配送的核心系統(tǒng)。RFID系統(tǒng)能夠替換原有條碼系統(tǒng)，并滿足生產(chǎn)過程中對信息準(zhǔn)確性、及時性的要求，RFID技術(shù)逐步成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車制造行業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。