热搜: 照明 机械 电子
 

基于RFID的汽车制造执行系统研究

来源:互联网

  1.引言

随着中国汽车工业的快速发展,汽车市场需求日益多元化。虽然企业资源管理系统满足了与汽车制造过程相关的资源的有效管理,但它只能实现货物的批量管理,不能实现单一产品的精细化管理。因此,如何实时掌握车型,数量,进度,转移,质量状态等信息,实现车间的精细化管理和协调控制是关键之一。通过将射频识别(RFID)技术引入车间管理系统中的制造执行系统(MES),跟踪和监控单个车身的流量可以有效地帮助管理者实时监控产品状态。实施车间可视化和数字化管理。

目前,国内外一些学者对制造执行系统进行了研究。 Jean Marcelo Simao等。 [1]为规则导向和产品驱动的MES系统提出了理论解决方案模型,以满足客户定制需求。吴刚等[2]采用XML和BizTalkserver技术的中间件集成方法实现了MES与ERP系统的集成.Zan Fax和Fan Yushun [3]通过分析应用场景,构建了一个基于企业的智能制造企业信息系统。 RFID等制造企业中的智能对象技术。在分析陶瓷浴缸生产过程的基础上,刘法贵和赵薇薇[4]提出了一种基于RFID生产过程的动态监测系统,并通过中间件实现了与ERP数据库的集成。汽车制造业作为离散制造的典型代表,与其他制造业相比,具有独特的工艺特点和特殊的生产环境。然而,关于RFID技术在汽车制造执行系统中的应用的报道很少。

基于以上分析,本文通过分析汽车制造过程管理和RFID技术的特点,提出了一种基于RFID(RFID)的基于RFID的汽车制造执行系统。

  2.汽车生产管理现状

汽车行业的最终产品由数千个部件组成,因此监控整个车辆生产和装配过程是管理的重点。一般而言,汽车生产具有以下主要特征:

首先,MTO(按订单生产)生产模型需要满足客户的个性化定制要求,以实现混合生产。虽然这种生产模式减少了库存,但它要求汽车制造商加强生产控制系统,监控整个生产过程,以确保每辆车按时准确地完成生产装配;二是汽车生产工艺复杂,工艺路线长,主要包括焊接。装载,喷漆和最终装配三个过程需要车间和相关部门共同完成生产任务。第三,整车的组装部件是各种各样的,并且必须符合一定的装配顺序,例如焊接车间中的冲压件的焊接。装配车间的部件装配;第四,生产过程中存在许多干扰因素,加工过程不稳定,如焊接车间的电磁干扰,涂装车间的高温和酸碱环境;最后,在生产过程中收集的数据量很大并且分布在每个生产过程中,需要实时收集和处理现场数据,以便管理者及时发现潜在的生产问题并及时采取措施。

目前,一些汽车公司通过ERP系统管理企业资源,现场自动化系统管理车间。这种管理方法存在两个主要问题:第一,ERP与现场自动化系统之间存在信息差距。例如,企业ERP系统无法实时与现场自动化系统进行通信,并实时更新生产信息,导致高层管理人员无法了解生产线的状态和完成情况。特殊订单实时。其次,传统的ERP系统管理模式无法实现精细化管理。由于公司没有引入有效的产品跟踪和识别技术,并建立相应的车间制造执行系统,企业管理者只能批量管理产品,不能有效满足客户的大量个性化需求。因此,需要在ERP系统和现场自动化系统之间建立桥梁来解决这两个问题。本文结合汽车制造过程管理的需求,构建了基于RFID的汽车制造执行系统。该系统引入RFID技术,实现汽车生产的实时监控和精细化管理。

  3.基于RFID的汽车制造执行系统

3.1 RFID技术

RFID系统通常由标签(标签)和阅读器(天线)组成。与传统的条形码数据采集技术相比,RFID技术具有许多优点。具体内容见表1 [5] [6]:

620)this.style.width=620;” border=0 alt=基于RFID的汽车制造执行系统研究src='http://images.rfidworld.com.cn/FileUpLoadSavePath/2015-12/4d2b1547dccbde36e.jpg'>

表1 RFID和条形码特性比较

3.2 RFID应用计划

如今,RFID技术已应用于物流等领域,但其在制造管理中的应用却鲜有报道。此外,有关部门尚未制定统一的申请标准。因此,本文提出的应用方案主要适用于整车生产车间的应用,车身的跟踪和监测是通过安装在车身或运输载体上的电子标签实现的。作为数据采集层,RFID系统主要包括三类数据:生产数据,质量数据和装配数据。

620)this.style.width=620;” border=0 alt=基于RFID的汽车制造执行系统研究src='http://images.rfidworld.com.cn/FileUpLoadSavePath/2015-12/646d7a3e5252128b022.jpg'>

上下线站:根据车间的不同需要,在车间起始站安装电子标签,将其固定在车身的正确位置或拉动车架,并使用读卡器VIN代码,型号代码,颜色代码,批号等信息被写入电子标签。由于VIN代码根据国家标准统一制定并且是唯一的,因此可以用作车身跟踪的关键识别信息。在车辆离开装配线后,电子标签可以回收再循环。同时,打印扫描的标签信息,并且相应的条形码作为车辆出厂后的身份附在车身上。

关键监控站:在汽车生产过程监控的关键站,通过设置的读卡器和天线自动获取存储在电子标签中的车身信息,后台监控系统通过现场控制器传输到后台监控系统。实时监控生产。基本信息;另一方面,通过现场控制器和现场PLC控制器,机器人等设备进行数据传输,控制执行相应的生产指令,或通过电子板指导现场工作人员完成正确的操作。此外,在关键质量检测站,工作人员通过手持阅读器扫描标签,并将质量检验数据输入后端系统,以实现对各个车身的质量管理和监控。

封闭式工作站:为了满足汽车质量召回的要求,汽车公司需要跟踪和管理关键部件。因此,在装配车间钥匙组装站,例如发动机,当车身到达装配站时,车站读取器读取车身代码,然后工人通过按住条形码扫描发动机条形码枪,发动机和其他重物是数据和组装的车辆VIN代码被传输到后端系统进行存储,为车辆召回时的质量追溯提供基本信息。

3.3整体系统结构

  一、系统体系结构

系统采用层次结构,整个系统结构如图1所示。从图中可以看出,系统主要包括标签部署层,物理层,中间件层,功能应用层和系统接口层。

620)this.style.width=620;” border=0 alt=基于RFID的汽车制造执行系统研究src='http://images.rfidworld.com.cn/FileUpLoadSavePath/2015-12/3828ad4ecf11bf02d2.jpg'>

标签部署层主要根据汽车生产车间的不同应用要求将标签安装在车身或设备的相应区域。经过大量的测试工作后,需要确认具体的安装位置。

物理层主要根据系统的应用需求部署和管理RFID阅读器和其他硬件设备,实现现场数据采集,打印,监控和设备驱动控制。从工业现场的实际情况来看,选择采用C/S模式。 RFID中间件层主要实现现场数据采集设备与控制器和R-AMES系统的集成。功能应用层主要用于管理信息的维护,查询,统计和报告应用。它需要灵活的应用,便于管理,易于操作。采用B/S模式。系统接口层主要实现R-AMES系统与ERP等企业信息管理系统的集成。基于RFID的汽车制造执行系统业务主要包括两个主要部分:核心业务和辅助业务。主要功能包括:

1生产计划维护和管理:从ERP系统下载生产计划,根据流程制定并直接将流程生产计划发布到车间,并对生产计划队列进行修改和查询统计。

2车间实时跟踪和管理:在车间的关键或重要车站设置采集点,收集相关信息,跟踪产品的生产流程。

3生产过程的质量管理:在质量检验要求的关键工作站和地点设置信息采集点,跟踪产品生产过程的质量状态,进行科学的统计分析和处理。

4生产实时监控和查询:通过生产线的图形监控界面可视化收集的信息,监控每条生产线的实时运行状态和生产订单的完成情况。

  二、系统整体构成

基于RFID的汽车制造执行系统如图2所示构建。生产线主体信息通过安装在生产线相应站点的固定读取器或手持读取器实时收集,并与现场实时通信机器人等设备通过现场控制器实现。现场采集的数据通过车间现场总线传输到车间服务器进行数据处理和分析,最后通过中央服务器将每个车间的数据汇总到企业ERP系统中。

620)this.style.width=620;” border=0 alt=基于RFID的汽车制造执行系统研究src='http://images.rfidworld.com.cn/FileUpLoadSavePath/2015-12/14ad72610f3452f4c2.jpg'>

  4.实证研究

在国家863计划的支持下,RFID技术已成功应用于国内汽车公司的涂装生产线。图4显示了在企业中安装R-AMES系统的涂装车间的布局。酒店内设有7个阅读和写字站。

620)this.style.width=620;” border=0 alt=基于RFID的汽车制造执行系统研究src='http://images.rfidworld.com.cn/FileUpLoadSavePath/2015-12/7697ac343146e94fbe2.jpg'>

如图3所示,通过白车身存储线(WBS)将车身进入喷漆线,并将白车身悬挂在防滑滑板上。当检测开关发送滑动就位信号时,读取器1开始自动读取滑动。存储在标签中的数据,即读取的幻灯片编号和喷涂次数,同时显示在屏幕上;然后执行写操作以清除前一周期的VIN代码,模型,颜色信息,并通过R-AMES系统写入新的。 VIN代码,型号,颜色等信息,同时系统自动记录当前时间作为车身的在线时间,其他读卡器可以实现时间记录,使每辆车都能在过程段中准确跟踪。

白车身经过预处理,电泳和电泳干燥,进入电泳研磨线。当检测开关发送滑动到位信号时,设置的Reader2读取标签中的VIN码并自动记录当前到达时间;然后输入身体电泳质量信息。到R-AMES系统。

在完成主体密封之后,将涂料线施加到涂料线上。 Reader3设置在自动雨刮器和自动喷雾机器人的前面。读出幻灯片编号,VIN代码,正文颜色,型号和其他信息,并在确认喷涂颜色后确认自动颜色清洁器。自动喷漆机器人发出正确的模型并喷涂颜色信息,幻灯片的数量自动增加一个。

在对主体进行涂漆和干燥后,它进入检查线。 Reader4设置在喷雾质量检测站。现场检查人员将检查结果(合格,修理,返工)写入标签,并将质量信息输入监控系统。在车辆离开检测线后,它到达转向点。此处设置的Reader5会自动读取当前标签中的检测结果信息。如果它通过,它进入下一站,否则它进入返工线; Reader6自动设置在返工线的下部线处识别返工的车辆并控制其返回到面漆线以进行重新涂漆。

合格车体到达车间离线站后,读取器读取标签中的VIN码,打印条码作为装配车间车体识别系统的识别数据;同时,读取滑块喷射的次数以确定是否要执行滑块。清洗;最后,车身悬挂在PBS吊具上,进入涂漆的车身储存线(PBS)。 RFID技术的引入使企业的管理更加精细和透明,管理者对生产线的实时状态有了更清晰的认识,提高了管理和生产自动化水平。该系统实施后,生产率提高了15%,年生产成本约为160万元。在实现企业内部管理后,RFID技术的应用将扩展到整个汽车供应链,整个供应链的可视化管理和质量可追溯性将成为公司进一步提高综合实力的发展方向。

  5.结束语

本文提出了一种基于RFID的车辆制造执行系统,通过中间件实现了系统与企业ERP系统和现场设备的集成,解决了汽车企业资源计划层和生产线现场控制层的信息故障问题,并结合RFID技术实现个别项目的跟踪管理。制造执行系统的研究成果和实施经验表明,该系统可以显着提高生产效率和质量,具有推动和应用于汽车工业的一般价值。 RFID技术在汽车制造业的成功应用为全面提升中国汽车制造业的信息化水平提供了充分的技术支持。

1
 
 
 
推荐图文
 
网站首页| 使用协议| 网站地图|