SIEMENS RFID在汽车制造行业的应用案例介绍

一．前言

    中国的汽车产业经过几十年的发展，已步入一个高速发展阶段。大大小小的合资厂、民营厂通过引进技术、自主研发，技术工艺水平得以不断提高。与此同时，由于竞争的激烈，汽车制造商和零部件供应商面临的压力也越来越大。一方面，需要不断降低成本，另一方面，还要保证自己的产品符合该行业尤为严格的质量标准。近年来，汽车制造商在生产物流管理系统上花费了他们大量的费用，目的是实现透明与灵活的生产物流，提高生产效率。RFID技术在物料与产品跟踪上的作用，对汽车生产物流产生极大影响。通过部署RFID系统，可实现生产物流过程的信息可视化管理。

二．汽车行业应用RFID的必要性

    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。
    概括来说，汽车行业应用RFID，其必要性如下：
1．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ISO 9000认证标准，符合相关的法律制度，符合汽车制造商的利益。

2．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。
3．通过MES制造执行系统来进行物料拉动
    白车身从焊装车间出来进入涂装车间之前，会先贮存在WBS焊装车间缓冲区中。WBS中会有几条线，分别贮存不同的车型。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。

4．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：

    1）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。

    2）涂装车身调配。在对各个暂存区的车辆进行调配和管理。

    3）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。
    4）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。

5．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。

三．SIEMENS  用于汽车行业RFID产品的特点

    1．SIEMENS提供工业级封装的RFID标签，牢固耐用，可经受住非常恶劣的工业环境的要求，而普通条码标签如用在工业生产环境中，如果发生沾污破损，容易造成信息的读取错误。
   2．RFID标签是可读可写的，可反复进行信息的改写。而条码标签一旦打印出来，只可读不可写，在生产信息的实时管理控制上，RFID标签的应用灵活性更大，完全能满足自动化柔性生产线的要求。

   3．RFID标签的存储容量大，可根据工艺流程的需要进行选择，因此，RFID标签相当于一个小型的移动数据库，可存储大量的生产质量信息。

   4．根据RFID的工作原理，由于生产信息可存储在RFID标签中，一旦出现IT系统故障，也不会影响到RFID系统的工作，即对生产过程不会产生过大的影响。而如果采用条码，条码中只能存储容器或托盘的ID编号，容器或托盘中的原料、工件的信息是存储在数据库系统中的，通过ID编号和数据库中的信息进行关联。一旦出现IT系统故障，就会影响到生产过程中生产信息的管理。

   5．SIEMENS的RFID系统可以方便地集成到SIEMENS的PLC中，即现场层的信息和控制层沟通极其方便。而且上位机管理系统软件对控制层的操作也十分容易。因此，基于SIEMENS的RFID和PLC及上层的MES管理系统构成了一整套完整的全集成自动化的解决方案，而不需要额外的管理系统的开发。

四．SIEMENS  RFID用于汽车行业的现状

     SIEMENS的RFID产品以其卓越的性能和稳定性在汽车制造行业得到了广泛的应用。

    国外国内大大小小汽车整车厂商、在汽车整车制造的四大工艺段冲压、焊装、涂装、总装及发动机的装配制造过程中，广泛采用SIEMENS的RFID 产品。很多汽车零部件供应商及OEM设备商也都普遍采用SIEMENS RFID，用于生产制造，显著提高了生产效率。举例说来，如：以Moby I为核心的AVI系统在SGM的三地四厂的涂装、车体分配中心及部分总装的应用，Moby I在奇瑞二厂涂装车间得应用。

RF300 在上海翰鹏科技公司的发动机泵装配线的应用，Moby I在上汽荣威发动机装配中的应用，等等。

    以下介绍了一些较为典型的SIEMENS RFID 在汽车行业的应用案例共参考。

案例一：SIEMENS 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SIEMENS 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，SIEMENS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。