一．前言
中國的汽車產業經過幾十年的發展，已步入一個高速發展階段。大大小小的合資廠、民營廠通過引進技術、自主研發，技術工藝水平得以不斷提高。與此同時，由于競爭的激烈，汽車制造商和零部件供應商面臨的壓力也越來越大。一方面，需要不斷降低成本，另一方面，還要保證自己的產品符合該行業尤為嚴格的質量標準。近年來，汽車制造商在生產物流管理系統上花費了他們大量的費用，目的是實現透明與靈活的生產物流，提高生產效率。RFID技術在物料與產品跟蹤上的作用，對汽車生產物流產生極大影響。通過部署RFID系統，可實現生產物流過程的信息可視化管理。
二．汽車行業應用RFID的必要性
汽車行業由于自動化程度很高，普遍采用RFID 技術，用于生產過程中的流程控制與生產信息的控制，實現物流與信息流的同步。并且由于焊裝車間、涂裝車間等嚴酷的工業環境，條碼不能滿足高溫、高濕等環境等級的要求，因此，RFID成為了最適合的解決方案。概括來說，汽車行業應用RFID，其必要性如下：
1．汽車工業質量法規的要求
產品期望值越來越高，世界各地對產品質量的要求也越來越嚴格，競爭日益激烈，這些要求汽車工業各領域都要采取高效的質量管理系統（QM系統）。獲取和保存質量數據的詳細規定，越來越多的體現在汽車工業質量規范的要求中。必須符合ISO 9000認證標準，符合相關的法律制度，符合汽車制造商的利益。
2．柔性化生產
汽車制造商為提高生產效率，越來越多地采用柔性化生產線。 即一條線上生產多種車型，一種車型噴涂幾種顏色。這種情況下，需要根據生產計劃的安排把生產信息寫入到RFID標簽中。在相應的工序將相關的生產信息讀取出來，根據事先設定的安排進行生產操作。在一條生產線上生產多種車型，如何來對它進行不同車型的識別、顏色控制、物料分配，這些過程全部都是依靠RFID來進行控制，通過對安裝在滑橇上的標簽的讀/寫操作，所有信息均通過PLC上傳給車間生產過程監控系統PMC進行進一步的處理和運算，從而實現對整個車間工件物流的跟蹤和生產過程控制。
3．通過MES制造執行系統來進行物料拉動
白車身從焊裝車間出來進入涂裝車間之前，會先貯存在WBS焊裝車間緩沖區中。WBS中會有幾條線，分別貯存不同的車型。管理系統需要知道在任一時刻，各種車型車身的位置和生產狀況，根據生產計劃自動安排生產，并通知物料拉動系統補充相應的物料，使得生產自動、高效、有序地進行。通過在吊具或滑橇上安裝RFID標簽，在工件物流的分岔處、涂裝車間入口處等工位安裝RFID讀寫器，讀取RFID標簽上貯存的車身信息，然后將此信息送入MES系統實現物料的管理。
同樣，涂裝后的車身從涂裝車間出來進入總裝車間之前，會先貯存在PBS 涂裝車間緩沖區中，同樣使用RFID來控制生產流程、進行生產信息、狀態的管理。
4．涂裝車間惡劣生產環境的要求
涂裝車間生產環境相當惡劣，不但有金屬漆的飛濺，還有高溫接近+200度的烘烤工序。這種環境下采用條碼是不可能的，而必須用到RFID來完成對整個生產流程工步的控制和生產信息的追溯。為適應柔性化制造的需要，采用以RFID為核心的車體識別技術，實現以下的功能：
1）實現涂裝車間內所有車身的精確定位。
由于涂裝的工藝過程中有前處理、電泳、噴漆等，因此，采用非接觸式的RFID射頻識別技術，完全能夠滿足惡劣的工作環境要求。
進入涂裝車間的每一臺車體，系統均能夠跟蹤其當前流動位置，顯示該車車型、顏色、車身、型號等詳細信息。數據信息出現異常時，能夠立刻反饋。
2）涂裝車身調配。在對各個暫存區的車輛進行調配和管理。
3）涂裝質量的監控。記錄每輛車的重要的過程參數和質量檢測參數，按照涂裝批次對車輛進行控制。
4）PBS的管理。對質量檢查合格的車輛，控制進入顏色車身的暫存位置，通常PBS采用的橫的和豎的移行機組成，對于進入PBS的車輛必須能方便的進行起序列的調配，同時根據總裝的序列，進入不同的位置。
5．發動機裝配線
發動機裝配線以缸體為基本載體將發動機零部件組裝成發動機總成，包括主裝配、準備區和檢測等環節�？刂频闹攸c為裝配精度、力矩、試驗結果及裝配過程中發生的缺陷，并對缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿、缸套、飛輪、進排器管、油泵、燃油系統、鏈條、發電機、起動電機等關鍵部件進行批次追蹤。
采用RFID，對裝配設備的重要參數進行記錄，對裝配過程合格品和不合格品進行管理控制，實現對生產信息的全程追蹤。
三．SIEMENS 用于汽車行業RFID產品的特點
1．SIEMENS提供工業級封裝的RFID標簽，牢固耐用，可經受住非常惡劣的工業環境的要求，而普通條碼標簽如用在工業生產環境中，如果發生沾污破損，容易造成信息的讀取錯誤。
2．RFID標簽是可讀可寫的，可反復進行信息的改寫。而條碼標簽一旦打印出來，只可讀不可寫，在生產信息的實時管理控制上，RFID標簽的應用靈活性更大，完全能滿足自動化柔性生產線的要求。
3．RFID標簽的存儲容量大，可根據工藝流程的需要進行選擇，因此，RFID標簽相當于一個小型的移動數據庫，可存儲大量的生產質量信息。
4．根據RFID的工作原理，由于生產信息可存儲在RFID標簽中，一旦出現IT系統故障，也不會影響到RFID系統的工作，即對生產過程不會產生過大的影響。而如果采用條碼，條碼中只能存儲容器或托盤的ID編號，容器或托盤中的原料、工件的信息是存儲在數據庫系統中的，通過ID編號和數據庫中的信息進行關聯。一旦出現IT系統故障，就會影響到生產過程中生產信息的管理。
5．SIEMENS的RFID系統可以方便地集成到SIEMENS的PLC中，即現場層的信息和控制層溝通極其方便。而且上位機管理系統軟件對控制層的操作也十分容易。因此，基于SIEMENS的RFID和PLC及上層的MES管理系統構成了一整套完整的全集成自動化的解決方案，而不需要額外的管理系統的開發。
四．SIEMENS RFID用于汽車行業的現狀
SIEMENS的RFID產品以其卓越的性能和穩定性在汽車制造行業得到了廣泛的應用。
國外國內大大小小汽車整車廠商、在汽車整車制造的四大工藝段沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發動機的裝配制造過程中，廣泛采用SIEMENS的RFID 產品。很多汽車零部件供應商及OEM設備商也都普遍采用SIEMENS RFID，用于生產制造，顯著提高了生產效率。舉例說來，如：以Moby I為核心的AVI系統在SGM的三地四廠的涂裝、車體分配中心及部分總裝的應用，Moby I在奇瑞二廠涂裝車間得應用。
RF300 在上海翰鵬科技公司的發動機泵裝配線的應用，Moby I在上汽榮威發動機裝配中的應用，等等。
以下介紹了一些較為典型的SIEMENS RFID 在汽車行業的應用案例共參考。
案例一：SIEMENS Moby I產品在上海通用AVI系統中的應用
一．概述
上海通用在其上海、沈陽、煙臺三地四個工廠中均使用了SIEMENS Moby I 產品用于AVI自動車輛識別系統中，用于提高生產效率。舉例說來，SIEMENS自動化和控制技術在上海通用的南廠用于涂裝車間、BDC（車體分配中心）和部分總裝車間，通過AVI自動車體識別系統在高復雜的生產線上來識別車體。
二．客戶需求
同一條生產線上生產四種不同平臺的車型，通過AVI系統完成不同工藝段車體的自動識別跟蹤和生產過程的控制。
三．實施方案
AVI自動車身識別系統控制焊裝、車體分配中心、涂裝的車體直到車體運送到總裝。每個AVI 系統通過以太網連接到工廠信息系統FLEX/SFE。AVI系統從FLEX/SFE系統請求生產數據，或把車身的信息送到FLEX/SFE系統。通過FLEX/SFE系統可知道某輛特殊的車體的位置，并且處于什么生產階段。通過安排從車體分配中心過來的相同顏色的車體一起噴涂來提高生產效率。
從焊裝車間過來的白車身通過車體分配中心BDC進入涂裝車間進行電泳、密封和噴涂。處理完后，車身通過車體分配中心送往總裝車間作進一步裝配。通過由SIEMENS Moby I 系統組成的AVI系統實現了對整個過程進行全程跟蹤。
使用此技術，首先可以很好的了解現場中車體所處的位置，其次可以與IT部門很好的進行信息交換，決定在涂裝車間對此車進行的工藝處理。
AVI站點任務分工各不相同，有些站點在車體行進開始前向FLEX/SFE請求數據，并將其寫入滑橇或吊具上的載碼體中；有些站點從滑橇或吊具上的載碼體中讀出數據并發送到 FLEX/SFE系統；有些站點可以對載碼體進行初始化處理或者在流程結束時將載碼體上的內容清除。
四．客戶收益
上海通用采用以SIEMENS Moby I 為核心的AVI系統，實現了多種車型共線生產的柔性化生產方式，提高了生產效率，縮短了新型號的生產周期。
案例二：SIEMENS Moby I產品在奇瑞涂裝車間的應用
一．概述
奇瑞二廠的涂裝線由世界著名的涂裝專業公司杜爾公司引進，涂裝設備和工藝技術都處于國際領先水平，采用了SIEMENS Moby I 系統，實現生產過程的自動化流程控制。
二．客戶需求
由于涂裝車間采用Rodip-3系統（全旋360°翻轉）用于前處理電泳，PVC-中涂-面漆采用滑橇運輸系統并配備自動擦凈機、自動涂裝機等自動化設備，前處理電泳滑橇和中涂、面漆滑橇在各自的存儲線上實現自動堆垛和解垛。需要實現車身自動轉接、存儲功能，并通過PLC控制自動化設備根據存儲在滑橇載碼體中的生產指令進行相應的操作，實現柔性自動化生產。
三．實施方案
MOBY-I車身識別系統、Siemens軟件和硬件控制系統控制車身的自動運行、自動存儲和自動轉接。系統根據設計的工藝路線和車身的MOBY-I數據位，決定車身的走向，如：合格車身自動去噴蠟線，不合格車身去點修補線。在電泳車身存儲線、中涂車身存儲線、面漆車身存儲線，當幾條平行的存儲線中的一條存滿車身之后，后面的車身會自動存儲到下一條存儲線。
自動擦凈機從噴房入口的MOBY-I 站自動讀出車型和顏色數據，通過Profibus現場總線傳給自動涂裝機。自動涂裝機通過換色閥、計量泵、霧化器等組成的硬件系統和DDE Server、Siemens S7等組成的軟件控制系統，實現自動識別車型和顏色、自動噴漆、自動換色、自動清洗、自動注漆。
四．客戶收益
生產線的高自動化水平決定了短的生產節拍，和單位時間內的更大的吞吐量。奇瑞汽車此條涂裝線節拍時間是90s，通過車型自動識別系統自動讀入讀出生產信息，通過車體的自動運行、自動轉接、自動噴涂，設備運行狀況自動顯示，參數自動控制與調節，故障指示及診斷等大大提高了生產效率，為生產的良性循環提供了保障。
案例三：SIEMENS Moby E 在北京奔馳的應用
一．概述
在北京奔馳-戴姆勒·克萊斯勒的焊裝車間和總裝車間，采用了Siemens的MOBY E系統，在生產不同車型時進行車身識別。
二．焊裝車間解決方案
在焊裝車間里，每一個加工單元都是經過精心設計、優化組合而成，工件加工效率高，可充分滿足生產節拍。這些單元可以看作制造過程的關鍵節點，而這些節點則需要有一條高效通道作為連接，才能形成一個完整的制造系統。負責將這些加工單元串接起來的，是貫穿整個生產車間的輸送系統。車間物流輸送體系采用了地面、空中分層運輸方式，即在地面，使用輕型轉運車、叉車等方式將沖壓件、分總成件等零部件運送到工位，工位間采用氣、電葫蘆進行工件傳遞；在空中，白車身骨架總成則由EMS空中電動車自動從主焊裝線傳送。
EMS（Electrical Motor System）空中電動車自動傳送系統可以根據生產需要，調整不同的傳輸速率。其抱具主體結構一致，抱具爪可根據不同車型的要求進行抱具塊轉換，實現車身混線傳輸、柔性化生產。在傳送線上采用了Siemens的MOBY E 系統，為在生產不同車型時進行車身識別，實現記錄、識別車身動態信息和電動小車及抱具的檢測功能，且可以通過LED顯示屏，將生產信息和設備狀態進行實時報告。
焊裝后的白車身骨架要通過一條總長120米的白車身總成調整線，該線以滑橇為車身載體與板式鏈構成一條20個工位的車身調整線，在沿線工位上完成車門、機蓋、翼子板等分總成的安裝和車身調整、打磨等工序的操作。在這里，每一個車身都要經過一系列精心的調試，保證各項工藝間隙的精確度，任何一個不平整的小瑕疵在車身經過檢測光廊時都將無所遁形。
經過檢驗合格后的白車身總成，通過舉升機回到空中的車身輸送線上，再通過車身識別系統，按照不同車型進行分類，有序地存放在車身儲存區內。按照“一種車型存放在一條儲存線”原則進行車身存放。根據涂裝車間的生產安排，存儲區會自動將不同車型的白車身輸送至涂裝車間的入口，隨后空滑橇將按照系統規定的路線自動返回到車身調整線的開始端進入下一個生產循環。
三．總裝車間實施方案
北京奔馳的總裝生產線采用具有適合多車型柔性化混線生產的輸送鏈系統，總裝車間共有5條總裝生產線，每條線增加緩沖區，在出現小問題時，緩沖區可緩沖15分鐘，使整個生產線不停止運轉；總裝線可同時組裝三種車型，采用了Siemens的MOBY E系統進行車身車型識別，實現混線生產，生產效率大為提高。
案例四：SIEMENS Moby U 助奧迪工廠提高生產效率
一．概述
在奧迪公司的Neckarsulm工廠，每天約有800輛A6系列旅行車（Avant）或轎車出廠，銷往世界各地。在該工廠的總裝車間生產線中采用了一套全自動系統，使用了西門子的超高頻識別系統Moby U，用于獲取和集中儲存生產線上每部車輛的質量數據。
二．解決方案
在總裝車間裝配線的起始工位通過SIEMENS的工業端子ES380接收來自涂裝車間的生產數據并進行分析，然后將裝配流程有關的數據通過信息采集站傳輸到Moby U系統。該裝配線一共使用了大約1700個載碼體MDS U315直接安裝于裝配線上的車身上，通過安裝在裝配線上方的130個讀寫器SLG U92，來探測和讀取信息。這樣就可以把每項工作步驟的過程數據（如螺絲釘自動裝配站的轉矩值或填充高度）分配到車輛上和中央質量控制系統中。
通過西門子的Ecos測試站（電子檢測系統）完成對絕大部分裝配工序的檢測，因此，即使是復雜的模塊、零部件、輪胎對準、剎車、填充高度等測試數據都可以自動獲取，并發送到中央質量控制系統。
采用SIEMENS的非接觸式識別系統Moby U 的根本原因源自它的經濟效益。奧迪的IT項目運營管理負責人Frank Siefert解釋說，“引進Moby U之前，工作人員不得不一次又一次地掃描條形碼，條形碼只保存了車輛識別號，這不僅浪費時間，也可能因條形碼標簽太臟等情況而導致錯誤的發生。”
自動識別成效顯著。舉例來說，假設每個工作人員在每個工位僅用10秒鐘來掃描條碼，生產線上有250個工位，那么每輛車則會花去20多分鐘的非生產性工作時間做這項工作。在Neckarsulm，每天生產下線的車輛約有800輛之多，所以說Siefert引進Moby系統乃英明之舉——“大大提高了生產效率”。
除了儲存車輛數據之外，移動數據介質也會儲存過程說明，根據車輛的識別號，這些數據可以對流水線的具體生產步驟發出指令。這樣可以減少誤差。
三．SIEMENS Moby U 適合應用于嚴酷的工業環境中
奧迪精心選擇 Moby U，是因為它是唯一能可靠處理裝配線上車輛之間的間隔且保證正確識別的系統。特別是在預裝時，車輛的間隔只有1.5-2米，走過頭可能會影響每輛車的識別。讀寫器SLG U92工作于ISM頻段（2.4 -2.4835 GHz）中的傳輸頻率，這一技術已在世界各地的工業、科技和醫藥行業中得到廣泛應用。采用很低的傳輸功率，傳輸范圍從幾厘米到3米之間，傳輸速率高達8 KB/s。采用穩健的調制方法和相應的測試機制，該頻帶非常適合用于抗電磁干擾，因此確保了無差錯的數據傳輸和數據完整性。無需采取復雜的屏蔽措施和天線調整措施，Moby U就能消除UHF傳輸過程中產生的噪音，包括反射、干擾及超出范圍等問題。
移動數據載體MDS U315的提供了2 KB的存儲空間，防護等級為IP65，非常適合用于嚴酷的生產環境中，而且，可以直接安裝到金屬上。
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案例五：SIEMENS Moby I 在發動機泵裝配線上的應用
一．概述
上海瀚鵬公司專業制造裝配與檢測設備,尤其在汽車零部件行業,已為法雷奧、康明斯、德爾福等國內外大型汽車零部件廠家配套。
二．客戶需求
在汽車發動機泵的生產過程中，按照生產工藝流程可分為10多個的裝配站點。在這條泵裝配線上，泵是安裝在托盤上進行裝配的。在每一個站點，需要對所裝配的泵的編號進行識別與確認，并在每個站點的工序完成之后，需要將完成的工序對應的站點編號寫入到泵所在托盤上。
在泵進入到下一個站點時，先要對泵已經完成的裝配工序進行確認，即保證前面的工序已經完成后，再轉入下工序的裝配。
三．解決方案
采用SIEMENS的MOBY I 解決方案（SLG42讀寫器+ASM456模塊+MDS 403存儲器）。
將ASM456模塊安裝于對應的每個裝配站點下方的控制柜中， 將SLG 42安裝于每個裝配站點的托盤運行軌道的側面，將MDS 403安裝于托盤上。在第一個裝配站點處，由系統將所裝配的泵的編號通過SLG 42讀寫器寫入到托盤上的存儲器MDS 403中。在每個站點的裝配工序完成后，將站點的編號完成狀態（OK或NG）寫入到托盤上的存儲器中。在下一個站點裝配前，讀取托盤上的存儲器的泵的編號和完成的工序狀態，進行確認，保證裝配的正確性，即保證前一道裝配工序完成并且合格才能進行下道工序的操作。
四．客戶收益
通過將RFID產品引入到泵的裝配過程中，使得泵的裝配狀態實時的記錄到系統中，并由系統程序來保證泵裝配的正確性。
通過泵裝配過程中泵的識別與確認的自動化，提高了泵的生產效率。
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案例六：SIEMENS Moby E 在江森自控的應用
一．概述
江森自控是汽車座椅的生產商。在比利時Geel的工廠需要在數月之內將產能增加到原來的兩倍，如何應對這一挑戰？在比利時Geel工廠通過引進一條全集成自動化的生產線，使其控制水平達到了世界一流。
二．客戶需求
江森自控在全球共有500多條汽車座椅生產線。位于比利時Geel江森自控公司，為歐寶Astra和大眾的Golf 及Polo進行配套。為了應對為歐寶和大眾的日益增長的訂單量，Geel工廠需要將產能擴大50%以上，由于項目時間安排非常緊迫，Geel工廠選擇了SIEMENS的自動化控制技術。
為實現座椅生產質量在裝配過程中的全程追蹤，采用了SIEMENS 的Moby E無線射頻識別系統作為數據記錄和采集的手段。
全面完整的數據記錄非常重要，例如，包裝安全氣囊的數據作為安全信息記錄下來。 當安全氣囊在使用中出現問題時，就可以通過查詢這些信息進行質量分析控制。即使在這一型號停產之后，這些數據仍會保留10年以上。
三．解決方案
將MOBY E 的移動數據存儲器E611 安裝于座椅上，在生產線上不同工位點安裝SLA 71型讀寫器。
四．客戶收益
汽車工業應用RFID，由于RFID數據載體信息容量大、可讀可寫的特點，使生產過程中的所有信息都可以進行本地處理，也不需要通過負荷日益增加的網絡來傳播數據流，實現了生產信息的全程記錄追蹤，顯著提高了生產效率。
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本文標題：西門子RFID在汽車制造行業的應用案例
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