隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，再加上公路建設(shè)的高速發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展．汽車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)也迅速膨脹，由此，汽車(chē)制造企業(yè)也迎來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇。面對(duì)國(guó)外汽車(chē)企業(yè)搶灘中國(guó)市場(chǎng)的強(qiáng)勁勢(shì)頭，國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)如何根據(jù)汽車(chē)制造的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)模式，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，是中國(guó)汽車(chē)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
汽車(chē)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(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(shù)據(jù)采集，因此要對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。
目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，其中大多使用條碼技術(shù)，但現(xiàn)有的條碼技術(shù)只能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的起始和終止進(jìn)行監(jiān)控，不能對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的每一個(gè)工位進(jìn)行監(jiān)控，也不能做到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。RFID技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)正好可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，彌補(bǔ)了現(xiàn)有監(jiān)控技術(shù)的不足。因此，本文提出將RFID技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)制造企業(yè)，并對(duì)其在物流監(jiān)控和生產(chǎn)管理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
1 汽車(chē)物流監(jiān)控現(xiàn)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(shù)據(jù)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(duì)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、可視化監(jiān)控和優(yōu)化調(diào)度管理，從而對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效管理。所以現(xiàn)在的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用先進(jìn)的物流監(jiān)控技術(shù)對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，以提高生產(chǎn)效率。
目前應(yīng)用于汽車(chē)物流監(jiān)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(yīng)用于整車(chē)銷(xiāo)售物流在途監(jiān)控，而本文主要研究整車(chē)生產(chǎn)過(guò)程物流監(jiān)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)稱條碼)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)集編碼、印刷、數(shù)據(jù)采集于一體的新興技術(shù)。條碼作為一種圖形識(shí)別技術(shù)與其他識(shí)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(yīng)用中得到了飛速發(fā)展。在我國(guó)，該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、衛(wèi)生醫(yī)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(shí)別技術(shù))，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID系統(tǒng)可以標(biāo)識(shí)每個(gè)物體，能非接觸遠(yuǎn)距離地同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，存儲(chǔ)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(qiáng)，可重復(fù)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(jì)算機(jī)、無(wú)線數(shù)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(jiān)控未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
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)線上的物料(零部件)、搬運(yùn)容器等，必須實(shí)時(shí)監(jiān)控其移動(dòng)和分布狀況，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下，傳統(tǒng)的條碼技術(shù)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(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，其自動(dòng)快速識(shí)別的特性及良好的環(huán)境適應(yīng)能力，正好迎合了汽車(chē)制造企業(yè)的需求，將RFID技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)制造已是大勢(shì)所趨。因此，本文提出了將RFID技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)制造企業(yè)物流監(jiān)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(yùn)作績(jī)效、降低物流成本。
2 RFID系統(tǒng)需求分析和設(shè)計(jì)原則
2.1 RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析
汽車(chē)整車(chē)制造企業(yè)RFID系統(tǒng)的建設(shè)需求主要體現(xiàn)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(shè)置電子標(biāo)簽和閱讀器，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)體的自動(dòng)識(shí)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(xiàn)場(chǎng)工控設(shè)備進(jìn)行通訊，以控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如噴涂機(jī)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(cè)線各工位安裝讀寫(xiě)器，將質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果寫(xiě)入電子標(biāo)簽，在下線工位讀取標(biāo)簽中的質(zhì)量信息，實(shí)現(xiàn)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(tǒng)，降低生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)人力的依賴，避免維護(hù)成本，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
(4)提供領(lǐng)導(dǎo)層決策依據(jù)。通過(guò)RFID系統(tǒng)的完善，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，為高層決策提供準(zhǔn)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(shí)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(shù)支持。
2.2 RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
鑒于國(guó)內(nèi)汽車(chē)整車(chē)制造企業(yè)目前的生產(chǎn)運(yùn)作水平和管理水平，同時(shí)考慮到企業(yè)對(duì)RFID系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)要求，系統(tǒng)應(yīng)該按照如下的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)：
(1)系統(tǒng)性原則。根據(jù)用戶需求，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)構(gòu)思是通過(guò)建立可靠的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(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(shí)用性原則。系統(tǒng)的操作方式、界面采用標(biāo)準(zhǔn)中文界面，界面友好、方便易用。
(4)實(shí)時(shí)性原則。系統(tǒng)是采用進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和傳輸，并依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)線的信息化管理。
(5)可靠性原則。選用合適的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，有嚴(yán)格的安全控制和數(shù)據(jù)備份機(jī)制，可確保數(shù)據(jù)安全可靠。
(6)安全性原則。在應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)上，強(qiáng)化權(quán)限管理功能，具有多級(jí)安全機(jī)制。
(7)總體規(guī)劃、分步實(shí)施。RFID系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)注意整體性、系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性、開(kāi)放性和集成性，將信息系統(tǒng)的實(shí)施完善與企業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略密切結(jié)合起來(lái)，在總體發(fā)展規(guī)劃的指導(dǎo)下，分步建設(shè)。
3 RFID系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法和關(guān)鍵技術(shù)
3.1 RFID系統(tǒng)總體架構(gòu)
為了使RFID系統(tǒng)在技術(shù)上與企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)和設(shè)備層控制系統(tǒng)有效集成，統(tǒng)一采用三層架構(gòu)模式。針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和辦公環(huán)境的不同，采用不同的三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)模式，如圖1。對(duì)于面向設(shè)備層的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、打印、監(jiān)控、設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制等類(lèi)的應(yīng)用，從工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際出發(fā)，采用c++控制模式。對(duì)于面向管理信息的維護(hù)、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等類(lèi)的應(yīng)用，要求應(yīng)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(gòu)
同時(shí)，RFID系統(tǒng)應(yīng)能滿足如下要求：
(1)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定。RFID系統(tǒng)涉及到焊接、涂裝等汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程，是一個(gè)連續(xù)有序的生產(chǎn)過(guò)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(chǎng)數(shù)據(jù)采集能夠傻瓜化，智能匹配，操作簡(jiǎn)單�，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集受到生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)節(jié)拍、員工素質(zhì)等因素影響，操作應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)智能匹配。
(3)現(xiàn)場(chǎng)采集程序免維護(hù)自動(dòng)升級(jí)。現(xiàn)場(chǎng)采集程序采用C++三層架構(gòu)模式，能夠有效和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接口，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集。良好的系統(tǒng)架構(gòu)能實(shí)現(xiàn)客戶端程序的自動(dòng)升級(jí)，免去不必要的維護(hù)。
(4)軟件功能可擴(kuò)展性。為了滿足生產(chǎn)線的擴(kuò)建和信息采集點(diǎn)的調(diào)整要求，系統(tǒng)必須有靈活的可擴(kuò)展性。
3.2 RFID系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
實(shí)施該系統(tǒng)時(shí)，主要參考借鑒國(guó)際先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)作業(yè)管理方式、系統(tǒng)方法和處理邏輯，并結(jié)合國(guó)內(nèi)汽車(chē)整車(chē)制造企業(yè)現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)和汽車(chē)制造特點(diǎn)加以綜合運(yùn)用，得到RFID系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖2。
圖2 RFID系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓tl、圖
3.3 RFID系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
RFID系統(tǒng)主要分為兩個(gè)功能模塊，即現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)模塊和維護(hù)管理查詢監(jiān)控模塊，如圖3所示。
圖3 RFID系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖
3.4 RFID系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)
本文參照國(guó)內(nèi)大部分汽車(chē)整車(chē)制造企業(yè)的生產(chǎn)流程，設(shè)計(jì)出RFID系統(tǒng)基本處理流程如圖4所示：生產(chǎn)計(jì)劃部門(mén)制定詳細(xì)的周計(jì)劃；焊接車(chē)間根據(jù)周計(jì)劃排定詳細(xì)的日生產(chǎn)計(jì)劃隊(duì)列；生產(chǎn)線按照待開(kāi)工隊(duì)列的順序在生產(chǎn)線的關(guān)鍵工位采集追蹤相應(yīng)的車(chē)型和質(zhì)量信息；后續(xù)的涂裝車(chē)間按照焊接生產(chǎn)隊(duì)列和生產(chǎn)計(jì)劃分別在各關(guān)鍵工位設(shè)置信息采集點(diǎn)，追蹤采集汽車(chē)的焊接、涂裝生產(chǎn)過(guò)程信息。焊接、涂裝車(chē)間RFID采集的信息導(dǎo)入條形碼追蹤系統(tǒng)指導(dǎo)總裝車(chē)間、檢測(cè)線、收車(chē)并實(shí)現(xiàn)整車(chē)的入庫(kù)。
圖4 RFID系統(tǒng)處理流程圖
4 RFID系統(tǒng)在A公司的應(yīng)用
管理與信息化現(xiàn)狀，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苓M(jìn)行應(yīng)用。以上根據(jù)RFID系統(tǒng)的需求和設(shè)計(jì)原則，得出了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，本課題已將該系統(tǒng)應(yīng)用于A公司，以下簡(jiǎn)要介紹RFID系統(tǒng)在A公司的應(yīng)用情況。
根據(jù)整車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的一般性需求，綜合考慮RFID應(yīng)用的成本及效益，將RFID在A公司中的應(yīng)用分為以下三個(gè)階段：
(1)軟、硬件測(cè)試階段
本階段主要是對(duì)RFID系統(tǒng)所需的軟件和硬件進(jìn)行測(cè)試，軟件主要包括中央信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)等，硬件主要包括讀寫(xiě)器、標(biāo)簽、天線等。該測(cè)試只要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)了解各軟件系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性以及各硬件的讀取成功率、讀取速度和穩(wěn)定性，為下一步試運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。
(2)試運(yùn)行階段
本階段主要是RFID系統(tǒng)在車(chē)間內(nèi)試運(yùn)行，將RFID標(biāo)簽安裝在車(chē)體上，將RFID系統(tǒng)引入整車(chē)生產(chǎn)線，通過(guò)試點(diǎn)應(yīng)用了解RFID在汽車(chē)生產(chǎn)環(huán)境中表現(xiàn)出的各方面性能特點(diǎn)，并整合信息系統(tǒng)，分析總結(jié)運(yùn)行情況及出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)車(chē)間內(nèi)部的循環(huán)使用，為下一步全面實(shí)施奠定基礎(chǔ)。該階段可實(shí)現(xiàn)的功能有：生產(chǎn)及質(zhì)量信息采集、指導(dǎo)裝配過(guò)程、生產(chǎn)自動(dòng)化等。
(3)整體投入應(yīng)用階段
本階段是將RFID標(biāo)簽安裝在車(chē)體載具、物料盛具及生產(chǎn)設(shè)備上，擴(kuò)展RFID系統(tǒng)應(yīng)用到整車(chē)生產(chǎn)全部車(chē)間中，充分利用其信息采集優(yōu)勢(shì)，深入挖掘應(yīng)用潛力，擴(kuò)展應(yīng)用范圍，并在大量應(yīng)用基礎(chǔ)上降低單位使用成本、增加使用效能。實(shí)現(xiàn)的主要功能除生產(chǎn)線上的車(chē)體識(shí)別，還包括零部件跟蹤與管理相關(guān)功能及和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的設(shè)備管理、人員管理等。RFID應(yīng)用的三個(gè)階段并不是絕對(duì)的，他們之間也可有交叉。企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身需求及生產(chǎn)
5 結(jié)束語(yǔ)
按照上述方法設(shè)計(jì)的RFID整車(chē)生產(chǎn)物流監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)一些關(guān)鍵支撐技術(shù)的應(yīng)用，能很好地解決生產(chǎn)過(guò)程信息的可靠實(shí)時(shí)采集、轉(zhuǎn)遞和處理問(wèn)題，掌握實(shí)時(shí)物料供應(yīng)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息，并快速而柔性地調(diào)度生產(chǎn)，彌補(bǔ)了汽車(chē)整車(chē)制造全過(guò)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享的空白，為汽車(chē)整車(chē)制造帶來(lái)新的契機(jī)。該系統(tǒng)還可推廣應(yīng)用到其他離散制造行業(yè)，在保持總體架構(gòu)和系統(tǒng)功能不變的情況下，還需要結(jié)合其行業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，對(duì)于生產(chǎn)對(duì)象標(biāo)志、轉(zhuǎn)送方式以及調(diào)度算法等內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題：RFID在汽車(chē)物流監(jiān)控與生產(chǎn)管理中的應(yīng)用
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