RFID(Radio Frequency IdentificatiON)是一種非接觸式的自動識別技術,它利用射頻信號通過空間耦合,實現無接觸信息傳(chuan) 遞並通過所傳(chuan) 遞的信息達到識別的目的,識別工作無須人工幹預,具有很多優(you) 點,諸如數據存儲(chu) 量大、可讀寫(xie) 、非接觸、識別距離遠、識別速度快、保密性好、穿透性強、壽命長、環境適應性好以及能同時識別多標簽等等,並且可工作於(yu) 各種惡劣環境。
車間的製造能力和其內(nei) 部物流能力對企業(ye) 的生產(chan) 能力起到了決(jue) 定性的作用,製造執行係統(Manufacturing Execution System,MES)作為(wei) 承接ERP(Enterprise Resource SySTem,企業(ye) 資源計劃) 係統、協調SCM(Supply Chain Management,供應鏈管理)係統、調度底層生產(chan) 控製係統的樞紐。激烈的市場競爭(zheng) 對現代製造業(ye) 提出了進一步的要求,具體(ti) 表現在以下幾個(ge) 方麵:少量多種類的生產(chan) 模式,不斷縮短的生產(chan) 周期,對客戶多變需求的及時響應。這些都要求現代製造業(ye) 具備更高的自動化和信息化程度。研究應用RFID技術,探索重組企業(ye) 信息流,更大限度地發揮我國製造業(ye) 現有資源優(you) 勢,推動企業(ye) 技術進步及傳(chuan) 統製造業(ye) 的升級換代的可行方案與(yu) 模式,已成為(wei) 當務之急。而將RFID技術融入MES係統之中,必定是促進傳(chuan) 統製造業(ye) 發展升級的眾(zhong) 多途徑之一。
1 係統需求分析
作為(wei) 離散工業(ye) 生產(chan) 中的典型情況,汽車的裝配生產(chan) 活動具有以下特征:生產(chan) 過程並行且異步,設備功能冗餘(yu) 度大,控製量相互獨立,生產(chan) 資源管理複雜,在生產(chan) 過程中的零部件處於(yu) 離散狀態,車輛的生產(chan) 製造主要通過物理加工和組裝來實現。
RFID技術不隻是條碼技術的簡單替換,它在離散製造業(ye) 中的應用將改變離散製造企業(ye) 的生產(chan) 經營方式。由於(yu) RFID技術具有前文所述的諸多優(you) 勢,用其取代條形碼在汽車生產(chan) 線上對車輛進行標識和跟蹤,整個(ge) 過程無人工幹預,可以在極大程度上降低工人的勞動強度和出錯率。現今已經可以利用RFID技術來實現自動、高速、有效的記錄,降低操作員的勞動強度,從(cong) 而提高了產(chan) 品下線合格率。
將RFID技術應用於(yu) 汽車製造業(ye) ,融入到MES係統中,可提升生產(chan) 過程的管理與(yu) 控製水平,有效地跟蹤、管理和控製生產(chan) 所需的包括物料、設備、人力等資源;與(yu) 上層管理係統結合,可合理地調度、管理這些資源,提高製造競爭(zheng) 力,改善生產(chan) 組織、縮短生產(chan) 周期、減少在製品數量,提高產(chan) 品的質量和降低人力資源消耗。對於(yu) 發展離散製造業(ye) 生產(chan) 製造係統模式和應用解決(jue) 方案、提高製造過程可視化監控與(yu) 產(chan) 品質量追蹤水平、促進製造行業(ye) RFID技術應用標準規範形成、帶動我國RFID技術產(chan) 業(ye) 化發展等方麵具有重要的理論意義(yi) 和應用價(jia) 值。
2 係統目標
基於(yu) 以上需求分析,提出以下係統總目標:充分利用RFID的技術優(you) 勢,結合總裝車間MES係統,解決(jue) 企業(ye) 現行ERP係統的計劃層與(yu) 車間現場自動化係統過程控製層之間、LES(Logistic Execution System,物流執行係統)車間內(nei) 部物流層麵和MES係統生產(chan) 控製層之間、車輛質量追溯係統和原有MES 係統之間信息和管理的斷層問題,實現製造和質量的可視化和數字化管理。具體(ti) 分解為(wei) 以下幾個(ge) 子目標:
(1)將RFID技術與(yu) 生產(chan) 線調度係統進行結合,在生產(chan) 線調度自動化的基礎上實現生產(chan) 線調度智能化。
(2)將RFID技術與(yu) 融入生產(chan) 車間的裝配工位之中,利用RFID標簽標識零部件進行數據采集,時刻掌握生產(chan) 線物料消耗信息,無延遲拉動供應物流,進一步滿足JIT供貨模式的需求;對重要部件進行安裝記錄,為(wei) 質量追溯係統提供翔實可靠的數據支持。
(3)將RFID技術與(yu) 現場可視化係統相結合,向工位工人提供實時準確的裝配指導。
(4)將RFID技術與(yu) 車間人員管理係統和質量追溯係統相結合,除了實現人員管理的功能,還可以對裝配操作進行記錄,實現裝配責任落實到人。
3 RFID技術在汽車總裝線上的應用方案
應用方案中共涉及到高頻(13.56MHz)超高頻(915MHz)兩(liang) 種不同類型的RFID標簽,所選擇的RFID標簽規格如表1、表2 所示。
其中人員配備高頻RFID標簽,標簽內(nei) 存放員工ID和基本信息;每個(ge) 零部件料箱中放置一枚高頻RFID標簽,標簽內(nei) 存放零部件號;每台車輛上放置一枚超高頻RFID標簽,標簽內(nei) 存放車輛唯一標識碼(VIN 碼)。車輛標簽采用膠磁封裝,方便吸附於(yu) 車體(ti) 表麵。
在車輛上線之前,工作人員將初始化的標簽安裝在車體(ti) 前部引擎蓋上表麵。
生產(chan) 線員工需在工位上的高頻讀卡器上刷卡,完成上崗認證,係統記錄當前工位員工上崗狀態信息。
在車輛上線前,工作人員掃描車身VIN條碼,超高頻讀寫(xie) 器將VIN碼信息寫(xie) 入其天線場強範圍內(nei) 的車輛RFID標簽,後續工位通過讀寫(xie) 車身RFID標簽來完成生產(chan) 線車輛監控和數據采集等工作。
在裝配工位,超高頻讀寫(xie) 器讀取車輛標簽後,提示相應工位的零部件安裝信息。工作人員安裝相應零部件,並在高頻讀寫(xie) 器上刷相應零部件料箱中的高頻RFID標簽。係統獲取相應車輛的部件安裝信息和工作人員信息以備後期質量跟蹤,係統向LES係統返回物料消耗信息,並刷新工位零部件安裝信息提示,直至該工位所有應裝部件全部安裝完畢。在向生產(chan) 線工位供貨環節中,生產(chan) 物流部門將零部件送達工位之後,係統更新零部件數量信息。
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