在輪胎企業(yè)中，輪胎生產(chǎn)信息的正確采集和存儲對輪胎生產(chǎn)過程的控制、質(zhì)量檢驗和質(zhì)量跟蹤等方面起著重要作用?，F(xiàn)今采用的條形碼技術(shù)雖然解決了部分問題，但在實際操作過程中，生產(chǎn)信息流通前后脫節(jié)嚴重，不能滿足生產(chǎn)線的實際需求，而且在輪胎質(zhì)量檢測不合格時，通過條形碼很難快速地找出故障原因，造成資源的巨大浪費。RFID(射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，作為條形碼的無線版本，RFID技術(shù)具有條形碼不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密和存儲數(shù)據(jù)容量大等優(yōu)點，具有信息的快速流通和故障追溯識別功能，能夠滿足輪胎生產(chǎn)線的實際需求。

　　1 RFID系統(tǒng)簡介

　　RFID系統(tǒng)主要由RFID標簽、讀寫器和應(yīng)用系統(tǒng)3部分組成，基于RFID技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。RFID系統(tǒng)根據(jù)RFID標簽擁有的惟一識別碼來高效地分辨、追蹤、管理產(chǎn)品，實現(xiàn)查詢、結(jié)賬、存貨控制、統(tǒng)計等功能。

　　(1)RFID標簽

　　電子標簽核心主要由帶存儲的芯片組成，存儲包含待識別物體的身份代碼和技術(shù)參數(shù)等信息。電子標簽可以安裝在待識別物體的適當(dāng)部位，與條形碼相比主要優(yōu)勢為：① 更大的信息存儲空間，并為以后的信息擴展提供可能；②在整個輪胎生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品信息動態(tài)存儲，可以自動提示工人物料的信息，提高生產(chǎn)效率；③ 電子標簽經(jīng)過二次封裝，可適應(yīng)震動、腐蝕、潮濕等惡劣的工業(yè)環(huán)境；④信息讀寫時標簽不一定要在天線的可視范圍內(nèi)，可以嵌入載體、工裝、托盤中，使用十分方便。

圖1 基于RFID 技術(shù)的企業(yè)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　(2)讀寫器

　　讀寫器主要包括讀寫裝置主機和天線等，安裝在待識別物體通過的通道或必需的數(shù)據(jù)采集點上。讀寫器采集到的信息包括待識別物體身
份代碼信息，如產(chǎn)品型號、序號和生產(chǎn)時間以及
其它需記錄的信息等。在輪胎生產(chǎn)過程中，主要應(yīng)用讀寫器非接觸識別和快速讀寫的特點，避免人工介入，減少錯誤，實現(xiàn)生產(chǎn)信息采集的自動化。

　　(3)應(yīng)用系統(tǒng)

　　應(yīng)用系統(tǒng)主要管理讀寫器、PC／PLC和服務(wù)器等的通訊接口，負責(zé)實現(xiàn)硬件設(shè)備的信息交互以及與其它管理系統(tǒng)的兼容等問題。

　　2 基于RFID輪胎智能化管理系統(tǒng)

　　2．1 系統(tǒng)優(yōu)勢

　　目前，在輪胎企業(yè)應(yīng)用較為成熟的管理系統(tǒng)有密煉車間網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、半成品和胎坯成型管理系統(tǒng)以及輪胎條形碼物流管理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)均基于條形碼技術(shù)，已經(jīng)覆蓋了輪胎生產(chǎn)的原材料倉庫、煉膠車間、成型車間、硫化車間、各檢驗工序、成品倉庫管理以及輪胎銷售、三包售后等各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。由于條形碼技術(shù)本身的缺陷，在輪胎生產(chǎn)過程中常常會導(dǎo)致以下問題：

　　(1)在生產(chǎn)過程中，各環(huán)節(jié)信息都由人工輸入，容易出現(xiàn)錯誤，使工作步驟不能正常銜接，影響生產(chǎn)效率；

　　(2)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題時，由于記錄數(shù)據(jù)不完全，導(dǎo)致不能追溯到出現(xiàn)質(zhì)量問題的工位上；

　　(3)生產(chǎn)部門對現(xiàn)場信息掌握不全，易使輪胎半成品積壓，影響生產(chǎn)和管理；

　　(4)管理人員不能直接了解生產(chǎn)線生產(chǎn)狀況，不能根據(jù)生產(chǎn)的實際情況及時調(diào)整作業(yè)計劃，解決生產(chǎn)中的實際問題。

　　應(yīng)用RFID技術(shù)后，以上問題可以迎刃而解。由于電子標簽?zāi)軇討B(tài)存儲每個工序作業(yè)的內(nèi)容，可對生產(chǎn)線實現(xiàn)監(jiān)控管理，使需求計劃更加及時準確；減少時間和資源的浪費；通過與輪胎企業(yè)管理執(zhí)行系統(tǒng)的無縫融合，可追蹤定位輪胎每道工序的加工信息，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

　　2．2 應(yīng)用設(shè)計

　　輪胎生產(chǎn)線是封閉循環(huán)系統(tǒng)，讀寫器和工位PC機進行通信，每個工位PC機都由后臺集中控制管理。標簽安裝到輪胎生產(chǎn)的各種工裝上，每個工位的讀寫器在工裝安裝到機位時進行讀取，并識別此工裝信息，在工位PC機上明確顯示，操作人員可以清楚地識別。

　　以成型生產(chǎn)線為例，輪胎成型工序采用的工裝分為工字輪和百葉車兩類，對現(xiàn)用的三鼓成型機，一條輪胎成型過程中需要13種物料，應(yīng)用現(xiàn)有的條形碼，需要掃描每種物料的條碼，而采用RFID系統(tǒng)后，操作人員無需進行額外的操作，系統(tǒng)會自動識別每一種物料的信息。標簽采用防金屬標簽。工字輪標簽安裝在工字輪的輪輻上，讀取天線安裝在工字輪上方附近；百葉車標簽則可安在車下方，天線安裝在地下。系統(tǒng)布置完成后，操作人員更換物料時，安裝在附近的天線會自動讀取所換的物料標簽信息，并記錄到上層系統(tǒng)中。

　　2．3 主要操作流程

　　(1)電子標簽初始化

　　工人在交接班后，在工位PC機上輸入即將生產(chǎn)的膠料類型和所需原料。

　　工人領(lǐng)取原料后，通過帶有標簽的工裝在使用位置自動進行識別存儲。

　　生產(chǎn)時，工人把帶有標簽的工裝安裝到機位時，系統(tǒng)自動識別工裝信息，并在PC機上顯示，以便查看核實，完成電子標簽初始化。

　　當(dāng)工裝物料生產(chǎn)完后，寫人生產(chǎn)信息，為保障系統(tǒng)穩(wěn)定不影響生產(chǎn)，條形碼可作為預(yù)防措施跟隨工裝一起流轉(zhuǎn)。

　　(2)讀寫電子標簽

　　待加工的工裝物料送至工位時，在安裝到機位后，顯示當(dāng)前物料的信息，以免上錯物料，并把當(dāng)前物料信息記錄到PC機上，進行識別追溯。換去物料時，工人先在PC機上確認當(dāng)前已用物料，再進行下一物料的識別生產(chǎn)。

　　若物料弄錯，系統(tǒng)會出現(xiàn)錯誤警報，工人可以清楚地知道哪種物料出現(xiàn)錯誤，進行及時有效的更正。

　　(3)提取電子標簽信息

　　輪胎生產(chǎn)的物料統(tǒng)一放到存放區(qū)，質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)不合格時，從讀寫器中提取已寫人信息，定位追溯到此物料生產(chǎn)工位，查找原因，及時更正。通過對物料存放區(qū)中工裝標簽的識別統(tǒng)計，可以實時地掌握當(dāng)前物料信息，為后續(xù)安排計劃和生產(chǎn)任務(wù)提供了科學(xué)依據(jù)。

　　3 系統(tǒng)功能設(shè)計

　　3．1 制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)功能模塊設(shè)計

　　MES連接了企業(yè)ERP(企業(yè)資源計劃)和MRP(制造資源計劃)等上層應(yīng)用軟件和車間現(xiàn)場生產(chǎn)，是兩者進行有效溝通的橋梁，采用RFID技術(shù)的MES數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)如圖2所示。未應(yīng)用RFID技術(shù)之前，ERP／MRP把生產(chǎn)計劃下到車間后，并不能有效控制每個產(chǎn)品的實際生產(chǎn)過程，有時會由于信息不準確出現(xiàn)脫離實際的錯誤決策。采用了RFID技術(shù)后，ERP／MRP能準確地控制車間的生產(chǎn)，相應(yīng)地對相關(guān)的功能模塊要進行改進和補充，實現(xiàn)其與RFID技術(shù)的無縫融合。

　　3．2 各工序子系統(tǒng)功能設(shè)計

　　針對輪胎生產(chǎn)每個工序的特點和相同之處，

圖2 采用RFID技術(shù)的MES數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)

　　各工序管理子系統(tǒng)主要包括以下功能：
　　(1)生產(chǎn)計劃管理；
　　(2)物料信息管理；
　　(3)人員信息管理；
　　(4)設(shè)備管理；
　　(5)產(chǎn)量監(jiān)控分析；
　　(6)半成品質(zhì)量追溯檔案。

　　以輪胎半成品為例，管理控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管理控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3和4所示。

　　4 RFID硬件設(shè)備

　　RFID硬件設(shè)備主要是電子標簽和讀寫器，兩者的選型從工作可靠性、性價比、識別距離、工作頻率、系統(tǒng)可擴展性、產(chǎn)品便攜性及維護難易程度、是否有成功的應(yīng)用案例等方面考慮。

　　基于以上考慮，選擇UHF頻段讀寫器，工作頻段為902～928 MHz，符合標準EPC Gen2，讀寫距離為0～15 m，電子標簽選擇EPC Gen2標準的防金屬UHF標簽。

圖3 采用RFID技術(shù)的輪胎半成品管理控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖4 輪胎半成品管理控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　5 結(jié)語

　　RFID技術(shù)給輪胎企業(yè)帶來的并非僅為電子標簽與讀寫器，這兩種設(shè)備只是能比條形碼進行更有效地讀寫，不能給企業(yè)帶來長久競爭力，也不能引發(fā)企業(yè)本身根本性轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。RFID技術(shù)對于輪胎企業(yè)是連續(xù)改進過程中的一個階段，要實現(xiàn)這種根本性的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新，除有效的數(shù)據(jù)采集之外，更要靠企業(yè)本身管理水平的提高，通過整合企業(yè)現(xiàn)有的各種資源，優(yōu)化流程，挖掘信息的有用價值，才能更好地發(fā)揮RFID技術(shù)作用，給企業(yè)帶來更高的效益。