RFID在汽車物流監(jiān)控與生產(chǎn)管理中的應用
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汽車制造具有生產(chǎn)管理難度大、環(huán)境較為惡劣、數(shù)據(jù)采集實時性差、生產(chǎn)管理信息化程度低等特點，欲提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質量，就必須時刻了解生產(chǎn)過程中每一個工位的生產(chǎn)情況，并進行實時數(shù)據(jù)采集，因此要對汽車生產(chǎn)過程進行監(jiān)控。
目前，國內汽車生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，其中大多使用條碼技術，但現(xiàn)有的條碼技術只能對生產(chǎn)過程的起始和終止進行監(jiān)控，不能對整個生產(chǎn)過程中的每一個工位進行監(jiān)控，也不能做到數(shù)據(jù)的實時采集。RFID技術作為一項新型技術正好可以實現(xiàn)汽車生產(chǎn)過程監(jiān)控和實時數(shù)據(jù)采集，彌補了現(xiàn)有監(jiān)控技術的不足。因此，本文提出將RFID技術應用于汽車制造企業(yè)，并對其在物流監(jiān)控和生產(chǎn)管理中的應用進行了研究。
1 汽車物流監(jiān)控現(xiàn)狀及發(fā)展
汽車制造具有生產(chǎn)管理難度大、環(huán)境較為惡劣、數(shù)據(jù)采集實時性差、生產(chǎn)管理信息化程度低等的特點，對汽車生產(chǎn)過程進行監(jiān)控可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時數(shù)據(jù)采集、可視化監(jiān)控和優(yōu)化調度管理，從而對整個生產(chǎn)過程進行有效管理。所以現(xiàn)在的汽車生產(chǎn)企業(yè)開始應用先進的物流監(jiān)控技術對汽車生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，以提高生產(chǎn)效率。
目前應用于汽車物流監(jiān)控的技術主要有：GPS、GSM、條碼、RFID等技術，其中GPS和GSM技術主要應用于整車銷售物流在途監(jiān)控，而本文主要研究整車生產(chǎn)過程物流監(jiān)控，因此，以下主要介紹條碼技術和RFID技術。
1.1 條碼技術
條形碼(簡稱條碼)技術是在計算機技術和信息技術基礎上發(fā)展起來的一門集編碼、印刷、數(shù)據(jù)采集于一體的新興技術。條碼作為一種圖形識別技術與其他識別技術相比，有制作容易、操作簡單、信息采集速度快、采集信息量大、可靠性高、自由度大、靈活、實用、成本低等特點。因此，近20年間在實際應用中得到了飛速發(fā)展。在我國，該技術已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、衛(wèi)生醫(yī)療事業(yè)以及圖書出版業(yè)等方面。
1.2 RFID技術
RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別技術)，是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對目標加以識別并獲取相關數(shù)據(jù)。RFID系統(tǒng)可以標識每個物體，能非接觸遠距離地同時對多個物體進行識讀，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，具有穿透性和無屏障閱讀，安全性能好。RFID技術涉及計算機、無線數(shù)字通信、集成電路、電磁場等眾多學科，是一個新興的融合多種技術的領域。
1.3 汽車物流監(jiān)控未來發(fā)展趨勢
汽車制造業(yè)生產(chǎn)管理難度大、環(huán)境較為惡劣，要有效管理生產(chǎn)線上的物料(零部件)、搬運容器等，必須實時監(jiān)控其移動和分布狀況，在激烈的市場競爭壓力下，傳統(tǒng)的條碼技術已不能滿足現(xiàn)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技術作為一項新興技術，其自動快速識別的特性及良好的環(huán)境適應能力，正好迎合了汽車制造企業(yè)的需求，將RFID技術應用于汽車制造已是大勢所趨。因此，本文提出了將RFID技術應用于汽車制造企業(yè)物流監(jiān)控，以求提高汽車制造業(yè)的生產(chǎn)質量、改善汽車制造業(yè)的運作績效、降低物流成本。
2 RFID系統(tǒng)需求分析和設計原則
2.1 RFID系統(tǒng)設計需求分析
汽車整車制造企業(yè)RFID系統(tǒng)的建設需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)生產(chǎn)流程管理。通過在車體及各工位設置電子標簽和閱讀器，實現(xiàn)對車體的自動識別和實時跟蹤；通過控制點工位閱讀器，實時采集自動控制所需的車型、顏色等信息，與現(xiàn)場工控設備進行通訊，以控制現(xiàn)場設備(如噴涂機器人、自動分道裝置)進行正確操作。
(2)質量追蹤管理。在檢測線各工位安裝讀寫器，將質量檢測結果寫入電子標簽，在下線工位讀取標簽中的質量信息，實現(xiàn)合格、返工和返修車輛的自動分流和管理。
(3)降低生產(chǎn)成本。通過建立RFID系統(tǒng)，降低生產(chǎn)現(xiàn)場對人力的依賴，避免維護成本，減輕操作人員的勞動強度。
(4)提供領導層決策依據(jù)。通過RFID系統(tǒng)的完善，能夠實現(xiàn)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)存在的問題，為高層決策提供準確的信息依據(jù)。
(5)企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展需要信息支撐。管理信息系統(tǒng)的不斷完善，有利于實現(xiàn)與外部的高速信息交換，為企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展提供技術支持。
2.2 RFID系統(tǒng)設計原則
鑒于國內汽車整車制造企業(yè)目前的生產(chǎn)運作水平和管理水平，同時考慮到企業(yè)對RFID系統(tǒng)設計的目標要求，系統(tǒng)應該按照如下的原則進行設計：
(1)系統(tǒng)性原則。根據(jù)用戶需求，系統(tǒng)總體設計構思是通過建立可靠的網(wǎng)絡平臺，實現(xiàn)對汽車整車生產(chǎn)過程的流程管理和質量追溯。
(2)先進性原則。信息系統(tǒng)的功能比較完善，在同行業(yè)中處于較高的水平，能滿足企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展要求。
(3)實用性原則。系統(tǒng)的操作方式、界面采用標準中文界面，界面友好、方便易用。
(4)實時性原則。系統(tǒng)是采用進行實時的數(shù)據(jù)采集和傳輸，并依托計算機技術、網(wǎng)絡通信技術實現(xiàn)汽車整車生產(chǎn)線的信息化管理。
(5)可靠性原則。選用合適的關系型數(shù)據(jù)庫，有嚴格的安全控制和數(shù)據(jù)備份機制，可確保數(shù)據(jù)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(guī)劃、分步實施。RFID系統(tǒng)的建設應注意整體性、系統(tǒng)性、長期性、開放性和集成性，將信息系統(tǒng)的實施完善與企業(yè)的中長期發(fā)展戰(zhàn)略密切結合起來，在總體發(fā)展規(guī)劃的指導下，分步建設。
3 RFID系統(tǒng)實現(xiàn)方法和關鍵技術
3.1 RFID系統(tǒng)總體架構
為了使RFID系統(tǒng)在技術上與企業(yè)級信息系統(tǒng)和設備層控制系統(tǒng)有效集成，統(tǒng)一采用三層架構模式。針對工業(yè)現(xiàn)場和辦公環(huán)境的不同，采用不同的三層架構實現(xiàn)模式，如圖1。對于面向設備層的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、打印、監(jiān)控、設備驅動控制等類的應用，從工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際出發(fā)，采用c++控制模式。對于面向管理信息的維護、查詢、統(tǒng)計、報表等類的應用，要求應用靈活、管理和操作方便，采用B／S(瀏覽器／月艮務器)模式。
圖1 三層服務架構
(1)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定。RFID系統(tǒng)涉及到焊接、涂裝等汽車生產(chǎn)過程，是一個連續(xù)有序的生產(chǎn)過程，只有系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定，才能保證工廠正常生產(chǎn)。
(2)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集能夠傻瓜化，智能匹配，操作簡單?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集受到生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)節(jié)拍、員工素質等因素影響，操作應盡量簡單、實現(xiàn)智能匹配。
(3)現(xiàn)場采集程序免維護自動升級?，F(xiàn)場采集程序采用C++三層架構模式，能夠有效和現(xiàn)場設備接口，同時實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集。良好的系統(tǒng)架構能實現(xiàn)客戶端程序的自動升級，免去不必要的維護。
(4)軟件功能可擴展性。為了滿足生產(chǎn)線的擴建和信息采集點的調整要求，系統(tǒng)必須有靈活的可擴展性。
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