SIEMENS RFID在汽車制造行業運用自如

【導讀：汽車行業由于自動化程度很高，普遍采用RFID 技術，用于生產過程中的流程控制與生產信息的控制，實現物流與信息流的同步。并且由于焊裝車間、涂裝車間等嚴酷的工業環境，條碼不能滿足高溫、高濕等環境等級的要求，因此RFID 成為了的解決方案。】

由于焊裝車間、涂裝車間等嚴酷的工業環境，條碼不能滿足高溫、高濕等要求，因此RFID 成為了的解決方案

　　中國的汽車產業經過幾十年的發展，已步入一個高速發展階段。大大小小的合資廠、民營廠通過引進技術、自主研發，技術工藝水平得以不斷提高。與此同時，由于競爭的激烈，汽車制造商和零部件供應商面臨的壓力也越來越大。一方面，需要不斷降低成本，另一方面，還要保證自己的產品符合該行業尤為嚴格的質量標準。近年來，汽車制造商在生產物流管理系統上花費了他們大量的費用，目的是實現透明與靈活的生產物流，提高生產效率。RFID技術在物料與產品跟蹤上的作用，對汽車生產物流產生極大影響。通過部署RFID系統，可實現生產物流過程的信息可視化管理。

　　汽車業應用RFID的必要性

　　*，汽車工業質量法規。隨著終端用戶對產品期望值越來越高，汽車生產廠家對產品質量的要求也越來越嚴格，廠家之間的競爭日益激烈。這就要求汽車工業各領域都要采取的質量管理系統（QM系統）。獲取和保存質量數據的詳細規定，越來越多的體現在汽車工業質量規范的要求中：必須符合ISO 9000認證標準，符合相關的法律制度，符合汽車制造商的利益。

　　第二，柔性化生產。汽車制造商為提高生產效率，越來越多地采用柔性化生產線。即一條線上生產多種車型，一種車型噴涂幾種顏色。這種情況下，需要根據生產計劃的安排把生產信息寫入到RFID標簽中。在相應的工序將相關的生產信息讀取出來，根據事先設定的安排進行生產操作。在一條生產線上生產多種車型，如何來對它進行不同車型的識別、顏色控制、物料分配，這些過程全部都是依靠RFID來進行控制，通過對安裝在滑橇上標簽的讀/寫操作，所有信息均通過PLC上傳給車間生產過程監控系統PMC進行進一步的處理和運算，從而實現對整個車間工件物流的跟蹤和生產過程控制。

　　第三，通過MES制造執行系統來進行物料拉動。白車身從焊裝車間出來進入涂裝車間之前，會先貯存在WBS焊裝車間緩沖區中。WBS中會有幾條線，分別貯存不同的車型。

　　管理系統需要知道在任一時刻，各種車型車身的位置和生產狀況，根據生產計劃自動安排生產，并通知物料拉動系統補充相應的物料，使得生產自動、、有序地進行。通過在吊具或滑橇上安裝RFID標簽，在工件物流的分岔處、涂裝車間入口處等工位安裝RFID讀寫器，讀取RFID標簽上貯存的車身信息，然后將此信息送入MES系統實現物料的管理。同樣，涂裝后的車身從涂裝車間出來進入總裝車間之前，會先貯存在PBS涂裝車間緩沖區中，同樣使用RFID 來控制生產流程、進行生產信息、狀態的管理。

　　第四，涂裝車間惡劣生產環境的要求。涂裝車間生產環境相當惡劣，不但有金屬漆的飛濺，還有高溫接近+200℃的烘烤工序。這種環境下采用條碼是不可能的，而必須用到RFID來完成對整個生產流程工步的控制和生產信息的追溯。在涂裝車間，采用以RFID為核心的車體識別技術，可以適應柔性化制造的需要，并實現以下功能：

　　實現涂裝車間內所有車身的定位。由于涂裝的工藝過程中有前處理、電泳、噴漆等，因此，采用非接觸式的RFID 射頻識別技術，完夠滿足惡劣的工作環境要求。進入涂裝車間的每一臺車體，系統均能夠跟蹤其當前流動位置，顯示該車車型、顏色、車身、型號等詳細信息。數據信息出現異常時，能夠立刻反饋。

　　涂裝車身調配。對各個暫存區的車輛進行調配和管理。

　　涂裝質量的監控。記錄每輛車的重要的過程參數和質量檢測參數，按照涂裝批次對車輛進行控制。

　　PBS的管理。對質量檢查合格的車輛，控制進入顏色車身的暫存位置，通常PBS采用的橫向和豎向移行機組成，對于進入PBS的車輛必須能方便的進行序列的調配，同時根據總裝的序列，進入不同的位置。

　　第五，發動機裝配線。發動機裝配線以缸體為基本載體將發動機零部件組裝成發動機總成，包括主裝配、準備區和檢測等環節。控制的重點為裝配精度、力矩、試驗結果及裝配過程中發生的缺陷，并對缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿、缸套、飛輪、進排器管、油泵、燃油系統、鏈條、發電機、起動電機等關鍵部件進行批次追蹤。

　　采用RFID，對裝配設備的重要參數進行記錄，對裝配過程合格品和不合格品進行管理控制，實現對生產信息的全程追蹤。

　　SIEMENS用于汽車行業RFID產品的特點

　　首先，SIEMENS提供工業級封裝的RFID標簽，牢固耐用，可經受住非常惡劣的工業環境的要求，而普通條碼標簽如用在工業生產環境中，如果發生沾污破損，容易造成信息的讀取錯誤。其次，RFID標簽是可讀寫的，可反復進行信息的改寫。而條碼標簽一旦打印出來，只可讀不可寫，在生產信息的實時管理控制上，RFID標簽的應用靈活性更大，完滿足自動化柔性生產線的要求。再次，RFID標簽的存儲容量大，可根據工藝流程的需要進行選擇，因此，RFID標簽相當于一個小型的移動數據庫，可存儲大量的生產質量信息。

　　根據RFID的工作原理，即便生產信息可存儲在RFID 標簽中，一旦出現IT 系統故障，也不會影響到RFID系統的工作，即對生產過程不會產生太大的影響。而如果采用條碼，條碼中只能存儲容器或托盤的ID編號，容器或托盤中的原料、工件的信息是存儲在數據庫系統中的，通過ID編號和數據庫中的信息進行關聯。一旦出現IT系統故障，就會影響到生產過程中生產信息的管理。

　　另外，SIEMENS的RFID系統可以方便地集成到SIEMENS的PLC中，即現場層和控制層的信息溝通極其方便。而且上位機管理系統軟件對控制層的操作也十分容易。因此，基于SIEMENS的RFID和PLC及上層的MES管理系統構成了一整套完整的全集成自動化的解決方案，而不需要額外的管理系統的開發。

　　SIEMENS Moby I產品在上海通用AVI系統中的應用

　　上海通用在其上海、沈陽、煙臺三地四個工廠中均使用了SIEMENS Moby I 產品用于AVI自動車輛識別系統中，用于提高生產效率。

　　舉例說來，SIEMENS 自動化和控制技術在上海通用的南廠用于涂裝車間、BDC（車體分配中心）和部分總裝車間，通過AVI自動車體識別系統在高復雜的生產線上來識別車體。要求在同一條生產線上生產四種不同平臺的車型，通過AVI系統完成不同工藝段車體的自動識別跟蹤和生產過程的控制。

　　SIEMENS Moby I產品解決方案：AVI自動車身識別系統控制焊裝、車體分配中心、涂裝的車體直到車體運送到總裝。每個AVI系統通過以太網連接到工廠信息系統FLEX/SFE。AVI系統從FLEX/SFE系統請求生產數據，或把車身的信息送到FLEX/SFE系統。通過FLEX/SFE 系統可了解某輛特殊的車體的位置，并且處于什么生產階段。通過安排從車體分配中心過來的相同顏色的車體一起噴涂來提高生產效率。

　　從焊裝車間過來的白車身通過車體分配中心BDC進入涂裝車間進行電泳、密封和噴涂。處理完后，車身通過車體分配中心送往總裝車間作進一步裝配。通過由SIEMENS Moby I系統組成的AVI系統實現了對整個過程的全程跟蹤。

　　使用此技術，首先可以很好的了解現場中車體所處的位置，其次可以與IT部門很好的進行信息交換，決定在涂裝車間對此車進行的工藝處理。

　　AVI站點任務分工各不相同，有些站點在車體行進開始前向FLEX/SFE請求數據，并將其寫入滑橇或吊具上的載碼體中；有些站點從滑橇或吊具上的載碼體中讀出數據并發送到FLEX/SFE系統；有些站點可以對載碼體進行初始化處理或者在流程結束時將載碼體上的內容清除。

　　上海通用采用以SIEMENS Moby I為核心的AVI系統，實現了多種車型共線生產的柔性化生產方式，提高了生產效率，縮短了新型號的生產周期。

　　SIEMENS的RFID產品以其的性能和穩定性在汽車制造行業得到了廣泛的應用。國內外各種汽車整車廠商，在汽車整車制造的四大工藝段沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發動機的裝配制造過程中，廣泛采用SIEMENS的RFID產品。除此以外，很多汽車零部件供應商及OEM設備商也都普遍采用SIEMENS RFID，用于生產制造，并顯著提高了生產效率。