1中国工业制造RFID发展方向
1.1中国工业制造业RFID应用现状
纵观人类历史上的数次工业革命,先后将工业带入了机械化、电气化、信息化的阶段,如今工业制造已经准备走向智能化,其中,最为关键的一个环节就是RFID。具有物理形态的原材料以信息的形式接受电脑的控制,而且自动化设备具有一定的识别能力,智能生产的时代已经展开,工业制造RFID行业已经迎来了发展的最好时代。
工业制造是RFID技术重点开发的领域,但是从市场现状来看,工业制造RFID发展仍旧处于起步阶段。据前瞻产业研究院《中国工业制造RFID市场报告》的统计,目前应用RFID技术的工业制造企业大概只有10%,而且都以较为大型的汽车制造企业为主。
尽管RFID技术对于工业制造有着莫大的好处,可以控制生产过程、监控生产状态、形成一个人闭合的制造生态圈,在物流、仓储上也能够发挥重要作用,甚至能够对工业制造企业的供应链进行整合。但是很遗憾,目前我国工业制造RFID行业的发展现状依旧不容乐观。
目前我国工业制造RFID市场仍旧在预热,尽管不少项目都在洽谈,但是真正投入实施的数量并不多,而且在业内有较大影响力的项目也十分缺乏。工业制造企业目前对于RFID这一技术在实际生产中的能否创造价值仍持怀疑态度。而且目前借助RFID系统集成在工业制造领域盈利的企业也不多,大多数企业仍旧是在小规模闭环应用领域进行市场争夺。
另外,工业制造RFID行业最大的痛点就是缺乏研发能力,现有的企业在项目实施工程中,仅仅是在企业原有的ERP系统上添加RFID功能,含金量并不高。
1.2 中国工业RFID集成厂商发展现状
在系统集成方面,在与超高频段的发展有着较大的不均衡。在的系统集成上,内陆厂商众多,且技术成熟;而在超高频段集成上,集成厂商较少,因为此项对厂商的技术实力和资金实力都有很高的要求。少数在超高频段集成上有建树的企业有中兴、远望谷等:,如表1所示。
这主要表现在软件/中间件在RFID整体市场的份额将会不断提高,成为RFID市场新的动力。未来RFID系统集成软件将向嵌入式、智能化、可重组方向发展,通过构建RFID公共服务体系,将使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。
不同类型的RFID用户群,由于经营性质、行业、经营规模、发展阶段等属性的不同,会导致RFID需求特征差异较大,对RFID应用要求差别也较大。因此行业化、细分化将是未来RFID的发展趋势,也是制胜的锐器。
1.3中国工业RFID系统整体竞争格局
1.4 中国工业RFID厂商区域分布格局
目前,我国RFID产业基本形成以北京为代表的华北地区、以上海为代表的华东地区和以深圳为代表的华南地区等三大产业集聚区,西南地区RFID产业在研发与应用方面,也呈现高速发展势头。随着新零售进一步发展,RFID市场有望实现爆发性增长。其中华南、华东市场规模占总市场规模比例较大,占比分别是28.7%、27.5%。华北地区占比相对略低,为19.8%。西南地区占比为11.4%,如图1所示:
2中国工业制造RFID应用场景
2.1生产线应用
RFID在制造业中的影响是广泛的,包括:信息管理、制造执行、质量控制、标准符合性、跟踪和追溯、资产管理、仓储量可视化以及生产率等,以下分别做简短介绍:
(一)制造信息管理
将RFID和现有的制造信息系统如MES、ERP、CRM和IDM等相结合,可建立更为强大的信息链,以及在准确的时间及时传送准确的数据,从而增强生产力、提高资产利用率以及更高层次的质量控制和各种在线测量。通常从RFID获取数据后,还需要中间件将这些数据进行处理,馈送到制造信息系统。
(二)制造执行、质量控制和标准的符合性
为支持精益制造和质量控制,RFID可提供不断更新的实时数据流。与制造执行系统互补,RFID提供的信息可用来保证正确使用劳动力、机器、工具和部件,从而实现无纸化生产和减少停机时间。更进一步地,当材料、零部件和装配件通过生产线时,可以实时进行控制、修改甚至重组生产过程,以保证可靠性和高质量。
(三)跟踪和追溯
要求符合FDA质量规范的呼声不断增强,促使消费用包装品,食品、饮料企业在其整个供应链中要求精确地跟踪和追溯产品信息。在这些方面,RFID能和现有的制造执行系统互为补充,对大多数部件而言,制造执行系统已能搜集如产品标识符,时间戳记、物理属性、订货号和每个过程的批量等信息,这些信息可以被转换成RFID编码并传送到供应链,帮助制造商跟踪和追溯产品的历史信息。
(四)工厂资产管理
资产(设备)上的RFID提供其位置、可用性状态、性能特征、储存量等信息。基于这些信息的生产过程,维护、劳动力调整等有助于提高资产价值,优化资产性能和最大化资产利用率。由于减少停机时间和更有效地进行维护(规划的和非规划的),因此能积极地影响非常重要的制造性能参数,例如装置的整体有效性。
(五)仓储量的可视化
RFID适合于各种规模的应用系统(局部的或扩展到整个工厂)。RFID可以对进料、WIP、包装、运输和仓储直到最后发送到供应链中的下一个目的地,全方位和全程的可视化,所有这些都和信息管理有关。
2.2供应链管理应用
随着供应链管理信息系统的建立和不断完善,随着RFID技术本身的逐渐完善和和成熟,随着市场对RFID技术的市场认知度的不断提高,未来几年将会是RFID市场发展的一个黄金时间段。如今,不但各大跨国企业在自身的供应链管理信息中积极测试RFID系统,下面已RFID在汽车供应链管理中的应用为例子。
2.2.1整车生产中的车体跟踪识别
车体识别系统(AVI)主要是指在汽车各类生产线上实时采集生产数据、质量监控数据等信息,传送给物料管理、生产调度、质量保证以及其他相关各部门,更好地实现对原材料供应、生产调度、销售服务、质量监控以及整车的终身质量跟踪等功能。
采用RFID系统后,电子标签一般被放在载有车体的滑橇上,自始至终随工件运行,形成了一个随车体移动的数据,成为在整个生产流程中随身携带数据库的“智能车体”。根据工艺及生产管理需要,可在涂装车间出入口处、工件物流的分岔处、重要的工艺过程(如喷漆室、烘干室、储存区等)入口处设置读/写器。读/写站主要由工件位置检测开关、标签读/写装置、通信接口模块和人机界面所组成。基本过程为:检测开关检测到车体到位信号后,读/写装置开始自动读取安装在滑橇上的标签中所存储的数据,并将数据发送给PLC,同时显示在人机界面上;通过PLC上传给车间生产过程监控系统PMC进行进一步的处理和运算,从而实现对整个车间工件物流的跟踪和生产过程控制。
在生产线上采用RFID技术,不需要所有的读/写装装置都和主数据库通信,因此与主数据库通信的失败不会导致生产的停止。经过工位后,还可以向标签写入数据,因此,RFID在车体识别系统中的应用也越来越多。
2.2.2零部件与资产的跟踪管理
汽车由大量的零部件组成,做好零部件跟踪管理可以提高物流管理与质量管理水平。现在的零件跟踪主要是通过两种方法,一是标签贴在零件本身,称为硬链接。典型的例子是RFID用于轮胎的跟踪管理,这种零部件一般都具有高价值、安全性要求及零部件间容易混淆等特点,采用RFID可以有效地识别与跟踪零部件。二是将标签贴在零件的包装或运送架上。后者可以减少RFID的使用费用。但需要在已贴标签的RFID集装箱和集装箱中的零件之间保持数据库上的链接,这种方法被称为软链接或软跟踪。
对于零部件管理的思想与方法可以应用在固定资产管理方面,例如集装箱或者各种料具,来减少集装箱误放或者丢失的情况。据估计,在德国、汽车工业采用的用在后勤应用物流方面的可以重复使用的塑料集装箱数目估计达6000万单位。
2.2.3整车物流管理
在RFID标签中写有车辆智能电子标签,可以实现整车物流信息化管理,帮助解决整车生产、库存管理和销售管理等方面的问题。车辆识别代号(VIN)是车辆流通中的身份证,这个标识号可以被写入嵌在汽车内的RFID标签中,实现汽车电子数字牌照管理。通过读取车辆智能电子标签存储信息,大大提高了车辆信息的准确度和工作效率,解决了在汽车售后服务、产品跟踪、质量追溯等方面的问题。
中国重型汽车公司使用的车辆智能电子标签系统操作比较简单,只需要由专人使用具有无线通信装置的手持机,对该车辆进行相关扫描,同时将扫描的信息发送到车辆物流管理系统的数据库服务器即可完成。
德国大众汽车公司采用RFID有源标签技术系统帮助管理停在汽车厂的汽车。电子标签内嵌在一个塑料体内,一般挂在汽车后视镜上,可以存储32千字节的数据。通过应用这套系统,大众公司大大改变了发货速度,大约提高了4倍的效率,简化了大众公司的发货流程,将停车场的可用空间提高了20%。在不到一年的时间里,由于节约劳动力成本和改进的生产率,基本收加了RFID的投资。
在国内,广州本田、沈阳宝马等汽车公司也试图通过应用RFID技术进行车辆的识别。当用户进入汽车的修理车间或者到4S店时,通过阅读器可以得到存储在汽车中的户主信息、维修记录等内容。这套系统应用还可以使得汽车制造厂很快地了解汽车在市场中的使用情况,在产品开发和服务管理上都有着重要意义。
2.2.4在汽车供应链全过程中的应用
RFID技术正在突破工厂内的限制,实现在汽车供应链全过程上的应用,丰田汽车正在计划建立这样一个跟踪车辆供应链全过程的系统。在第一阶段通过重复使用的标签在装配车间来监控车辆,到第二阶段,他们使用了可以抛弃的纸制RFID标签,用来跟踪零部件与整车,并在其配送中心实现了车辆的跟踪管理。第三阶段,丰田正在计划将RFID用于零售领域,RFID将被永久保留在车上,并在整个生命周期上得到使用,RFID上的信息将包括顾客信息,以及原始的生产数据。
此外,RFID还可以用作零部件的防伪标识,例如在轮胎、发动机、安全气囊、传动轴等零部件上植入电子标签,利用其加密和自动识别功能,区别假冒的零部件,保障消费者合法权益。还在尝试使用RFID管理车辆压缩天然气车辆气瓶,将RFID标签贴在气瓶上,标签上存储有关气瓶生产厂家、气瓶时间、充气次数等信息,监控汽瓶的使用,及时收回过期气瓶,减少使用环节中的潜在危险。
3中国工业制造RFID成本效益
3.1 RFID项目成本效益分析
供应链是RFID技术应用最为广泛的舞台。RFID在供应链的使用过程中可以对流程进行实时监控,准确、随时地获得诸如种类、生产商、生产时间、地点、规格、数量、到达地、接收者等产品相关信息。RFID技术可用在整个供应链的各个节点,将各个节点的上下游紧密地联系起来,并产生巨大效益。当然,在RFID的使用过程中,成本也是不可忽视的一环。
3.1.1 RFID项目成本分析
在成本方面,RFID项目投资所需要的成本主要包含三个部分:
①硬件:RFID项目的硬件成本主要包括RFID的基础设施(标签、读写器、天线等)以及支持RFID设备的其它基础设施等,该部分成本为RFID项目投资的主要部分。
②软件:RFID项目的软件成本主要包括中间件的升级以及RFID技术与其它软件之间的集成,如与ERP,WMS,GPS的集成等。
③服务:RFID项目的服务成本主要指除了RFID项目所需要的硬件以及软件的费用外所形成的成本,包括RFID技术的基础设施以及相应软件的安装费用、人员培训、企业应用RFID技术后系统的维护成本以及RFID技术所带来的业务流程重组成本等。
3.1.2 RFID项目效益分析
在效益方面,RFID技术在供应链上的应用所能够产生的效益主要从流程和资源两方面进行分析。
3.1.2.1流程方面
生产制造环节:应用RFID,生产制造环节可以完成自动化生产线运作,准确找到规格复杂的零部件,及时将其运送到生产线上,实现整个生产线对原材料、零部件、半成品和成品的识别与跟踪,减少人工识别的成本和出错率,提高效率和效益。RFID技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息,实现存货、补货管理的自动化和流水线的均衡生产,同时加强对质量的控制与追踪。
存储环节:RFID技术在仓库里最广泛的使用是存取货物与库存盘点。RFID可以解决物品在仓库中装卸、处理和跟踪问题,提高效率,并保证有关信息的准确可靠,同时降低由于商品误置、送错、偷窃、损害和出货错误等造成的损失。
配送、分销环节:产品贴上RFID标签,在进入中央配送分销中心时,托盘通过一个RFID门禁系统,读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对,以检测可能出现的错误,然后将RFID标签更新为最新的产品存放地点以及状态。
运输环节:便携式数据终端和射频通信都能够及时掌握在途物资,与GPS相结合还可以实时跟踪运输工具。
售后服务环节:厂商在大型产品(如汽车等)上植入永久性标签,不仅可以记录制造过程中的数据,还可以记录顾客和车辆保修的有关信息。每次顾客开车去服务门店接收服务时,门店系统就会自动读取标签中的数据,对顾客本人和车辆的服务记录一目了然,无需顾客携带任何证明和维修记录等资料。
3.2资源方面
对资源的标记主要是来保证资源在供应链中的安全以及对其在供应链中的应用情况,总体来看,RFID在供应链中所能够产生的效益主要包括以下两个方面:
其一,RFID技术在原有流程基础上所带来的成本的减少:主要包括劳动力减少、库存成本降低、操作时间减少、流程的自动化、效率的提高等。
其二,RFID技术所创造出的新的价值:主要包括收入的增加、顾客的满意度提高、防止缺货、减少丢失以及防止假冒等。
4工业制造汽车制造业RFID应用篇
4.1中国汽车行业概况
“十一五”以来,中国汽车产销保持高速增长,汽车产量由2005年的570.77万辆上升到2017 年的4566.88 万辆,年均复合增长率分别达到15.60%。受益于国家产业振兴政策,2009 年,我国汽车产销量分别为1,379.10 万辆和1,364.48 万辆,首次超越美国,成为世界第一大汽车生产和消费国。
2017年,我国乘用车产销量分别为3569.07 万辆,占全国汽车总产量的比重为86.85%,为汽车市场最重要的组成部分。同时,在乘用车市场中,合资品牌的乘用车目前占据市场主导地位。
4.2中国汽车零部件行业发展概况
汽车零部件行业是汽车产业的重要组成部分。虽然我国汽车零部件行业起步较晚,但近十年来,国家加大对汽车零部件行业的投资力度,积极调整产品结构,加快国产化步伐,形成了一批初具规模,能面向多种车型配套并开始进入国际市场的重要产品和骨干企业,国内企业生产汽车零部件的实力大幅增强。
目前我国已经形成了东北、京津、华中、西南、长三角、珠三角六大汽车零部件产业集群。这主要是由于汽车零部件企业为了更好地与整车企业进行配 套,降低运输成本,与临近的整车企业协同发展。随着汽车零部件产业集群化式的发展,也相应提升了产业链纵向延伸和横向合作的效率,产业链协同效应凸显。
4.3 汽车制造业RFID应用特征分析
汽车行业由于自动化程度很高,普遍采用RFID 技术,用于生产过程中的流程控制与生产信息的控制,实现物流与信息流的同步。并且由于焊装车间、涂装车间等严酷的工业环境,条码不能满足高温、高湿等环境等级的要求,因此,RFID 成为了最适合的解决方案。
■ 汽车工业质量法规的要求
产品期望值越来越高,世界各地对产品质量的要求也越来越严格,竞争日益激烈,这些要求汽车工业各领域都要采取高效的质量管理系统(QM 系统)。获取和保存质量数据的详细规定,越来越多的体现在汽车工业质量规范的要求中。必须符合ISO9000认证标准,符合相关的法律制度,符合汽车制造商的利益。
■ 柔性化生产
汽车制造商为提高生产效率,越来越多地采用柔性化生产线。 即一条线上生产多种车型,一种车型喷涂几种颜色。这种情况下,需要根据生产计划的安排把生产信息写入到RFID 标签中。在相应的工序将相关的生产信息读取出来,根据事先设定的安排进行生产操作。在一条生产线上生产多种车型,如何来对它进行不同车型的识别、颜色控制、物料分配,这些过程全部都是依靠RFID 来进行控制,通过对安装在滑橇上的标签的读/ 写操作,所有信息均通过PLC上传给车间生产过程监控系统PMC 进行进一步的处理和运算,从而实现对整个车间工件物流的跟踪和生产过程控制。
管理系统需要知道在任一时刻,各种车型车身的位置和生产状况,根据生产计划自动安排生产,并通知物料拉动系统补充相应的物料,使得生产自动、高效、有序地进行。通过在吊具或滑橇上安装RFID 标签,在工件物流的分岔处、涂装车间入口处等工位安装RFID读写器, 读取RFID 标签上贮存的车身信息,然后将此信息送入MES系统实现物料的管理。
同样,涂装后的车身从涂装车间出来进入总装车间之前,会先贮存在PBS 涂装车间缓冲区中,同样使用RFID 来控制生产流程、进行生产信息、状态的管理。
■ 涂装车间恶劣生产环境的要求
涂装车间生产环境相当恶劣,不但有金属漆的飞溅,还有高温接近+200 度的烘烤工序。这种环境下采用条码是不可能的,而必须用到RFID 来完成对整个生产流程工步的控制和生产信息的追溯。为适应柔性化制造的需要,采用以RFID 为核心的车体识别技术,实现以下的功能: 实现涂装车间内所有车身的精确定位。由于涂装的工艺过程中有前处理、电泳、喷漆等,因此,采用非接触式的RFID 射频识别技术,完全能够满足恶劣的工作环境要求。进入涂装车间的每一台车体,系统均能够跟踪其当前流动位置,显示该车车型、颜色、车身、型号等详细信息。数据信息出现异常时,能够立刻反馈。
1、涂装车身调配。在对各个暂存区的车辆进行调配和管理。
2、涂装质量的监控。记录每辆车的重要的过程参数和质量检测参数,按照涂装批次对车辆进行控制。
3、PBS 的管理。对质量检查合格的车辆, 控制进入颜色车身的暂存位置,通常PBS采用的横的和竖的移行机组成,对于进入PBS 的车辆必须能方便的进行起序列的调配,同时根据总装的序列, 进入不同的位置。
■ 发动机装配线
发动机装配线以缸体为基本载体将发动机零部件组装成发动机总成,包括主装配、准备区和检测等环节。控制的重点为装配精度、力矩、试验结果及装配过程中发生的缺陷,并对缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆、缸套、飞轮、进排器管、油泵、燃油系统、链条、发电机、起动电机等关键部件进行批次追踪。采用RFID,对装配设备的重要参数进行记录,对装配过程合格品和不合格品进行管理控制,实现对生产信息的全程追踪。
4.4RFID在汽车制造业应用优点
如果汽车业采用了RFID 管理产品数据,不但能够解决原料采购、库存管理、销售管理的问题,而且可以大大提高效率和准确度,同时售后服务,质量跟踪等问题都迎刃而解,企业形象和企业利润也会上一个大台阶。
1.节约管理成本40%
● 节约人力
● 减少出错率
● 降低物耗
● 优化库存
● 提高效率
2.新增经济效益30%
● 快速详实的市场信息
● 准确的产品定位
● 产、供、销的信息可视化、透明化和高度协调
3.增加无形资产
● 改善企业管理形象
● 提高客户信任度
● 与国际先进管理模式接轨
可见,采用基于RFID 管理产品数据的管理模式在对企业的传统模式改革的同时,不仅给企业带来了活力,而且在各个方面带来了丰厚的效益回报!
4.5 汽车制造业RFID解决方案分析
4.5.1 现状分析
某公司客车厂分焊装、涂装、总装、完检4个车间,车间面积约15000 平方米,目前,生产线信息的采集采用人工采集、手工输入的方式。人工采集、手工输入的方式准确性不足,存在一定的错误率。手工输入只能定时进行,导致生产 计划按周计划、月计划提交,不能精确到日。系统中生产数据无法实时更新,滞后情况严重,不利于生产流的顺利进行,制约了产能的进一步提高。
4.5.2 需求分析
根据以上现状分析,提出以下RFID解决方案:
用1000个耐高温、防腐蚀RFID抗金属标签(做成可循环利用的形式)对各车间生产线上的车辆进行一对一的标识管理。
执行每批生产任务之前需在生产线管理系统中利用电子标签发卡器对各标签的信息进行初始化,标签所对应的信息应包括:生产线编码、产品编码、订单号、状态位置、计划号、产品顺序号、VIN信息等。
标签使用铆钉或其他方式固定于生产线上的车辆上,在车辆经过完检工序后,将标签取下便于下次重复使用。
在焊装车间的焊接上线点、外蒙上线点、焊接下线点分别设置一台超高频RFID读写器,用于对进入焊装车间生产线的车辆进行信息采集,并将信息通过以太网络实时回传至后台管理系统。
在涂装车间的涂装上线点、涂装下线点分别设置一台超高频RFID读写器,用于对进入涂装车间生产线的车辆进行信息采集,并将信息通过以太网络实时回传至后台管理系统。
在总装车间的总装上线点、总装下线点、交点分别设置一台超高频RFID读写器,用于对进入涂装车间生产线的车辆进行信息采集,并将信息通过以太网络实时回传至后台管理系统。
在完检车间的合格点设置一台超高频RFID读写器,用于对进入完检车间的车辆进行信息采集,并将信息通过以太网络实时回传至后台管理系统。
RFID生产管理系统需与现有ERP系统进行接口。
4.5.3系统组成与原理
4.5.3.1 系统组成
RFID生产线管理系统(MES)主要由基础硬件网络平台、硬件接口平台、管理软件平台、ERP系统接口平台等组成,如图3所示。
图3 RFID生产线管理系统组成结构图
基础硬件网络平台:现场信息采集点读写器设备及其与后台管理系统之间的数据传输网络。
硬件接口平台:MES软件中负责硬件控制管理、硬件数据采集的部分。
管理软件平台:MES软件中负责所有与生产执行管理相关的业务处理,是MES系统的核心部分。
ERP系统接口平台:MES软件中负责与ERP系统进行数据交换的部分。
图3 RFID生产线管理系统拓扑图
4.5.3.2 系统原理
如图4所示,在焊装车间的焊接上线点、外蒙上线点、焊接下线点,涂装车间的涂装上线点、涂装下线点,总装车间的总装上线点、总装下线点、交检点,完检车间的合格点分别设置一台超高频RFID读写器,用于对生产线上的车辆信息进行自动采集。
图4 RFID生产线管理系统原理示意图
当贴附有电子标签的汽车经过生产线信息采集点时,读写器自动采集到该汽车电子标签的信息,并将该信息实时传送至后台管理系统中。后台管理系统根据这些实时数据即可实现对整个生产线进行各种管理。
4.5.4 系统功能
本系统包括以下几部分功能:
4.5.4.1 生产管理
根据生产订单安排投产计划,包括生产订单导入、订单统计和状况信息抛转、生产任务分解,任务自动指派等
根据投产计划制作、发放电子标签
各车间生产线采集点车辆数据采集,采集得到的数据包括:生产线编码、产品编码、订单号、状态位置、计划号、产品顺序号、VIN信息等
采集到的现场数据实时传输至后台管理系统,实现生产过程中所有操作信息都能由系统实时记录下来
4.5.4.2 统计分析
通过数理统计和数学分析、数据挖掘等方法,得到企业所需要的各种数据:产线即时产量、工序产出率、设备和人员的作业状况等
自动产生柏拉图、直方图、Xbar图等各类质量报表、图表和报告,并反馈到在线系统进行性能分析。
4.5.5 系统管理
系统的备份和恢复机制
系统操作日志
操作人员权限设置
采集终端配置与控制
ERP系统接口规则
数据初始化
4.5.6 数据接口
从现有ERP系统中获取工程数据,为MES系统提供WIP信息
为现有ERP系统提供所需数据
4.5.7 操作流程
图5 操作流程图
4.5.8 设备
4.5.8.1 硬件
超高频RFID读写器
超高频RFID发卡器
RFID抗金属标签
4.5.8.2 软件
硬件接口软件,与读写器通信连接的建立、控制与拆除,读写器参数配置与控制,读写器数据的采集,管理软件采集得到数据的记录与分析,生成各类质量报表、 图表和报告,现场数据的报表与查询,系统的备份和恢复,系统操作日志,操作人员权限设置。ERP系统接口软件,从现有ERP系统中获取工程数据,为MES 系统提供WIP信息,为现有ERP系统提供所需数据 。
4.6 汽车制造业RFID典型案例分析
4.6.1西门子Moby I 产品在上海通用AVI 系统中的应用
(一)概述
上海通用在其上海、沈阳、烟台三地四个工厂中均使用了西门子Moby I产品用于AVI 自动车辆识别系统中,用于提高生产效率。举例说来,西门子自动化和控制技术在上海通用的南厂用于涂装车间、BDC( 车体分配中心) 和部分总装车间,通过AVI 自动车体识别系统在高复杂的生产线上来识别车体。
(二)客户需求
同一条生产线上生产四种不同平台的车型, 通过AVI 系统完成不同工艺段车体的自动识别跟踪和生产过程的控制。
(三)解决方案
AVI 自动车身识别系统控制焊装、车体分配中心、涂装的车体直到车体运送到总装。每个AVI 系统通过以太网连接到工厂信息系统FLEX/SFE。AVI 系统从FLEX/SFE 系统请求生产数据,或把车身的信息送到FLEX/SFE 系统。通过FLEX/SFE 系统可知道某辆特殊的车体的位置, 并且处于什么生产阶段。通过安排从车体分配中心过来的相同颜色的车体一起喷涂来提高生产效率。从焊装车间过来的白车身通过车体分配中心BDC 进入涂装车间进行电泳、密封和喷涂。处理完后,车身通过车体分配中心送往总装车间作进一步装配。通过由西门子Moby I系统组成的AVI 系统实现了对整个过程进行全程跟踪。使用此技术,首先可以很好的了解现场中车体所处的位置,其次可以与IT 部门很好的进行信息交换,决定在涂装车间对此车进行的工艺处理。
AVI 站点任务分工各不相同,有些站点在车体行进开始前向FLEX/SFE 请求数据,并将其写入滑橇或吊具上的载码体中 ;有些站点从滑橇或吊具上的载码体中读出数据并发送到FLEX/SFE 系统 ;有些站点可以对载码体进行初始化处理或者在流程结束时将载码体上的内容清除。
(四)客户收益
上海通用采用以西门子Moby I为核心的AVI 系统,实现了多种车型共线生产的柔性化生产方式,提高了生产效率,缩短了新型号的生产周期。
公司客车厂分焊装、涂装、总装、完检4个车间,车间面积约15000平方米。目前,生产线信息的采集采用人工采集、手工输入的方式。人工采集、手工输入的方式准确性不足,存在一定的错误率。手工输入只能定时进行,导致生产计划按周计划、月计划提交,不能精确到每天的数量。系统中生产数据无法实时更新,滞后情况严重,不利于生产流的顺利进行,制约了产能的进一步提高。需求分析根据以上现状分析
RFID 技术在汽车生产线的应用模式分析
RFID 技术在汽车生产线上的运用是一项复杂的系统工程,本文结合汽车生产线上对 RFID 技术的需求分析,并参照汽车企业总装车间的生产工艺流程,提出了 RFID 在汽车生产线的应用模式,具体为四个方面:车辆队列信息采集、车辆定位跟踪、装配过程可视化、生产线物料动态配送,
车间生产线:对于制造商来说,关于生产线及时且准确的反馈信息是十分重要的,通过在产品或托盘上放置RFID标签,并在生产线各个节点安装RFID识读设备来了解生产线的详细工作情况,从而提高生产力和资产利用率。
汽车生产线:随着人们生活水平的逐步提高,汽车的需求量不断升高,汽车制造业面临着相当大的生产压力,采用RFID技术对汽车生产线过程进行监控管理,可以加强质量控制与追踪,有效地控制成本,提高企业的竞争力。
(1) 生产线实时化管理的需要:RFID作为一种先进的数据采集及识别技术,能为制造执行系统及时提供生产线的数据信息,帮助管理层及时做出相应的计划调整和生产安排,提高生产线的计划执行能力。
(2) 生产线灵活性管理的需要:利用RFID技术随时定位生产线上特殊车辆的位置,并了解车辆的装配情况和完成进度,可以有效防止装配错误,并加快管理层处理异常事件的响应速度。
(3) 生产线装配标准化的需要:标准化作业是JIT管理模式的具体要求之一,运用RFID技术能实现生产装配过程的可视化,从而保证作业人员进行标准化操作,提高汽车成品的一次下线合格率。
(4)生产线物料动态配送的需要:利用RFlD技术可以方便地采集到生产线上物料的实时消耗信息,零部件供应人员就可根据现场物料的消耗进度,实现及时准确的备料和送料,既能保证生产线的供应,又能避免生产线在制品的大量堆积。
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