RFID在汽車(chē)物流監控與生產(chǎn)管理中的應用
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汽車(chē)制造具有生產(chǎn)管理難度大、環(huán)境較為惡劣、數據采集實(shí)時(shí)性差、生產(chǎn)管理信息化程度低等特點(diǎn)，欲提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，就必須時(shí)刻了解生產(chǎn)過(guò)程中每一個(gè)工位的生產(chǎn)情況，并進(jìn)行實(shí)時(shí)數據采集，因此要對汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控。
目前，國內汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控，其中大多使用條碼技術(shù)，但現有的條碼技術(shù)只能對生產(chǎn)過(guò)程的起始和終止進(jìn)行監控，不能對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的每一個(gè)工位進(jìn)行監控，也不能做到數據的實(shí)時(shí)采集。RFID技術(shù)作為一項新型技術(shù)正好可以實(shí)現汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程監控和實(shí)時(shí)數據采集，彌補了現有監控技術(shù)的不足。因此，本文提出將RFID技術(shù)應用于汽車(chē)制造企業(yè)，并對其在物流監控和生產(chǎn)管理中的應用進(jìn)行了研究。
1 汽車(chē)物流監控現狀及發(fā)展
汽車(chē)制造具有生產(chǎn)管理難度大、環(huán)境較為惡劣、數據采集實(shí)時(shí)性差、生產(chǎn)管理信息化程度低等的特點(diǎn)，對汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控可以實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數據采集、可視化監控和優(yōu)化調度管理，從而對整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效管理。所以現在的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始應用先進(jìn)的物流監控技術(shù)對汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監控，以提高生產(chǎn)效率。
目前應用于汽車(chē)物流監控的技術(shù)主要有：GPS、GSM、條碼、RFID等技術(shù)，其中GPS和GSM技術(shù)主要應用于整車(chē)銷(xiāo)售物流在途監控，而本文主要研究整車(chē)生產(chǎn)過(guò)程物流監控，因此，以下主要介紹條碼技術(shù)和RFID技術(shù)。
1.1 條碼技術(shù)
條形碼(簡(jiǎn)稱(chēng)條碼)技術(shù)是在計算機技術(shù)和信息技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)集編碼、印刷、數據采集于一體的新興技術(shù)。條碼作為一種圖形識別技術(shù)與其他識別技術(shù)相比，有制作容易、操作簡(jiǎn)單、信息采集速度快、采集信息量大、可靠性高、自由度大、靈活、實(shí)用、成本低等特點(diǎn)。因此，近20年間在實(shí)際應用中得到了飛速發(fā)展。在我國，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、衛生醫療事業(yè)以及圖書(shū)出版業(yè)等方面。
1.2 RFID技術(shù)
RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別技術(shù))，是自動(dòng)識別技術(shù)的一種，通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數據通信，對目標加以識別并獲取相關(guān)數據。RFID系統可以標識每個(gè)物體，能非接觸遠距離地同時(shí)對多個(gè)物體進(jìn)行識讀，存儲信息量非常大，可以快速掃描，體型小型化，形狀多樣化，抗污染能力強，可重復使用，具有穿透性和無(wú)屏障閱讀，安全性能好。RFID技術(shù)涉及計算機、無(wú)線(xiàn)數字通信、集成電路、電磁場(chǎng)等眾多學(xué)科，是一個(gè)新興的融合多種技術(shù)的領(lǐng)域。
1.3 汽車(chē)物流監控未來(lái)發(fā)展趨勢
汽車(chē)制造業(yè)生產(chǎn)管理難度大、環(huán)境較為惡劣，要有效管理生產(chǎn)線(xiàn)上的物料(零部件)、搬運容器等，必須實(shí)時(shí)監控其移動(dòng)和分布狀況，在激烈的市場(chǎng)競爭壓力下，傳統的條碼技術(shù)已不能滿(mǎn)足現有生產(chǎn)發(fā)展的需要，企業(yè)急需新的生產(chǎn)管理手段。RFID技術(shù)作為一項新興技術(shù)，其自動(dòng)快速識別的特性及良好的環(huán)境適應能力，正好迎合了汽車(chē)制造企業(yè)的需求，將RFID技術(shù)應用于汽車(chē)制造已是大勢所趨。因此，本文提出了將RFID技術(shù)應用于汽車(chē)制造企業(yè)物流監控，以求提高汽車(chē)制造業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量、改善汽車(chē)制造業(yè)的運作績(jì)效、降低物流成本。
2 RFID系統需求分析和設計原則
2.1 RFID系統設計需求分析
汽車(chē)整車(chē)制造企業(yè)RFID系統的建設需求主要體現在以下幾個(gè)方面：
(1)生產(chǎn)流程管理。通過(guò)在車(chē)體及各工位設置電子標簽和閱讀器，實(shí)現對車(chē)體的自動(dòng)識別和實(shí)時(shí)跟蹤；通過(guò)控制點(diǎn)工位閱讀器，實(shí)時(shí)采集自動(dòng)控制所需的車(chē)型、顏色等信息，與現場(chǎng)工控設備進(jìn)行通訊，以控制現場(chǎng)設備(如噴涂機器人、自動(dòng)分道裝置)進(jìn)行正確操作。
(2)質(zhì)量追蹤管理。在檢測線(xiàn)各工位安裝讀寫(xiě)器，將質(zhì)量檢測結果寫(xiě)入電子標簽，在下線(xiàn)工位讀取標簽中的質(zhì)量信息，實(shí)現合格、返工和返修車(chē)輛的自動(dòng)分流和管理。
(3)降低生產(chǎn)成本。通過(guò)建立RFID系統，降低生產(chǎn)現場(chǎng)對人力的依賴(lài)，避免維護成本，減輕操作人員的勞動(dòng)強度。
(4)提供領(lǐng)導層決策依據。通過(guò)RFID系統的完善，能夠實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的監控，能夠清晰地發(fā)現存在的問(wèn)題，為高層決策提供準確的信息依據。
(5)企業(yè)戰略發(fā)展需要信息支撐。管理信息系統的不斷完善，有利于實(shí)現與外部的高速信息交換，為企業(yè)的戰略發(fā)展提供技術(shù)支持。
2.2 RFID系統設計原則
鑒于國內汽車(chē)整車(chē)制造企業(yè)目前的生產(chǎn)運作水平和管理水平，同時(shí)考慮到企業(yè)對RFID系統設計的目標要求，系統應該按照如下的原則進(jìn)行設計：
(1)系統性原則。根據用戶(hù)需求，系統總體設計構思是通過(guò)建立可靠的網(wǎng)絡(luò )平臺，實(shí)現對汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)過(guò)程的流程管理和質(zhì)量追溯。
(2)先進(jìn)性原則。信息系統的功能比較完善，在同行業(yè)中處于較高的水平，能滿(mǎn)足企業(yè)戰略發(fā)展要求。
(3)實(shí)用性原則。系統的操作方式、界面采用標準中文界面，界面友好、方便易用。
(4)實(shí)時(shí)性原則。系統是采用進(jìn)行實(shí)時(shí)的數據采集和傳輸，并依托計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)實(shí)現汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的信息化管理。
(5)可靠性原則。選用合適的關(guān)系型數據庫，有嚴格的安全控制和數據備份機制，可確保數據安全可靠。
(6)安全性原則。在應用軟件的設計上，強化權限管理功能，具有多級安全機制。
(7)總體規劃、分步實(shí)施。RFID系統的建設應注意整體性、系統性、長(cháng)期性、開(kāi)放性和集成性，將信息系統的實(shí)施完善與企業(yè)的中長(cháng)期發(fā)展戰略密切結合起來(lái)，在總體發(fā)展規劃的指導下，分步建設。
3 RFID系統實(shí)現方法和關(guān)鍵技術(shù)
3.1 RFID系統總體架構
為了使RFID系統在技術(shù)上與企業(yè)級信息系統和設備層控制系統有效集成，統一采用三層架構模式。針對工業(yè)現場(chǎng)和辦公環(huán)境的不同，采用不同的三層架構實(shí)現模式，如圖1。對于面向設備層的現場(chǎng)數據采集、打印、監控、設備驅動(dòng)控制等類(lèi)的應用，從工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)的實(shí)際出發(fā)，采用c++控制模式。對于面向管理信息的維護、查詢(xún)、統計、報表等類(lèi)的應用，要求應用靈活、管理和操作方便，采用B／S(瀏覽器／月艮務(wù)器)模式。
圖1 三層服務(wù)架構
(1)系統可靠穩定。RFID系統涉及到焊接、涂裝等汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程，是一個(gè)連續有序的生產(chǎn)過(guò)程，只有系統可靠、穩定，才能保證工廠(chǎng)正常生產(chǎn)。
(2)現場(chǎng)數據采集能夠傻瓜化，智能匹配，操作簡(jiǎn)單?，F場(chǎng)數據采集受到生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)節拍、員工素質(zhì)等因素影響，操作應盡量簡(jiǎn)單、實(shí)現智能匹配。
(3)現場(chǎng)采集程序免維護自動(dòng)升級?，F場(chǎng)采集程序采用C++三層架構模式，能夠有效和現場(chǎng)設備接口，同時(shí)實(shí)現快速數據采集。良好的系統架構能實(shí)現客戶(hù)端程序的自動(dòng)升級，免去不必要的維護。
(4)軟件功能可擴展性。為了滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)的擴建和信息采集點(diǎn)的調整要求，系統必須有靈活的可擴展性。
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