隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高，再加上公路建設的高速發展，推動了我國汽車工業的快速發展．汽車消費市場也迅速膨脹，由此，汽車制造企業也迎來了發展的機遇。面對國外汽車企業搶灘中國市場的強勁勢頭，國內汽車企業如何根據汽車制造的特點選擇適當的生產模式，提高生產效率、降低生產成本、提高產品質量，是中國汽車企業發展的關鍵。
汽車制造具有生產管理難度大、環境較為惡劣、數據采集實時性差、生產管理信息化程度低等特點，欲提高生產效率、降低生產成本、提高產品質量，就必須時刻了解生產過程中每一個工位的生產情況，并進行實時數據采集，因此要對汽車生產過程進行監控。
目前，國內汽車生產企業已經開始對生產過程進行監控，其中大多使用條碼技術，但現有的條碼技術只能對生產過程的起始和終止進行監控，不能對整個生產過程中的每一個工位進行監控，也不能做到數據的實時采集。RFID技術作為一項新型技術正好可以實現汽車生產過程監控和實時數據采集，彌補了現有監控技術的不足。因此，本文提出將RFID技術應用于汽車制造企業，并對其在物流監控和生產管理中的應用進行了研究。
1 汽車物流監控現狀及發展
汽車制造具有生產管理難度大、環境較為惡劣、數據采集實時性差、生產管理信息化程度低等的特點，對汽車生產過程進行監控可以實現生產過程的實時數據采集、可視化監控和優化調度管理，從而對整個生產過程進行有效管理。所以現在的汽車生產企業開始應用先進的物流監控技術對汽車生產過程進行監控，以提高生產效率。
目前應用于汽車物流監控的技術主要有：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控，而本文主要研究整車生產過程物流監控，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展起來的一門集編碼、印刷、數據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展。在我國，該技術已經被廣泛應用于工業、商業、衛生醫療事業以及圖書出版業等方面。
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據通信，對目標加以識別并獲取相關數據。RFID系統可以標識每個物體，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 汽車物流監控未來發展趨勢
汽車制造業生產管理難度大、環境較為惡劣，要有效管理生產線上的物料(零部件)、搬運容器等，必須實時監控其移動和分布狀況，在激烈的市場競爭壓力下，傳統的條碼技術已不能滿足現有生產發展的需要，企業急需新的生產管理手段。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境適應能力，正好迎合了汽車制造企業的需求，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物流監控，以求提高汽車制造業的生產質量、改善汽車制造業的運作績效、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
汽車整車制造企業RFID系統的建設需求主要體現在以下幾個方面：
(1)生產流程管理。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，與現場工控設備進行通訊，以控制現場設備(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，實現合格、返工和返修車輛的自動分流和管理。
(3)降低生產成本。通過建立RFID系統，降低生產現場對人力的依賴，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。通過RFID系統的完善，能夠實現生產過程的監控，能夠清晰地發現存在的問題，為高層決策提供準確的信息依據。
(5)企業戰略發展需要信息支撐。管理信息系統的不斷完善，有利于實現與外部的高速信息交換，為企業的戰略發展提供技術支持。
2.2 RFID系統設計原則
鑒于國內汽車整車制造企業目前的生產運作水平和管理水平，同時考慮到企業對RFID系統設計的目標要求，系統應該按照如下的原則進行設計：
(1)系統性原則。根據用戶需求，系統總體設計構思是通過建立可靠的網絡平臺，實現對汽車整車生產過程的流程管理和質量追溯。
(2)先進性原則。信息系統的功能比較完善，在同行業中處于較高的水平，能滿足企業戰略發展要求。
(3)實用性原則。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)實時性原則。系統是采用進行實時的數據采集和傳輸，并依托計算機技術、網絡通信技術實現汽車整車生產線的信息化管理。
(5)可靠性原則。選用合適的關系型數據庫，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、分步實施。RFID系統的建設應注意整體性、系統性、長期性、開放性和集成性，將信息系統的實施完善與企業的中長期發展戰略密切結合起來，在總體發展規劃的指導下，分步建設。
3 RFID系統實現方法和關鍵技術
3.1 RFID系統總體架構
為了使RFID系統在技術上與企業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。針對工業現場和辦公環境的不同，采用不同的三層架構實現模式，如圖1。對于面向設備層的現場數據采集、打印、監控、設備驅動控制等類的應用，從工業生產現場的實際出發，采用c++控制模式。對于面向管理信息的維護、查詢、統計、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
同時，RFID系統應能滿足如下要求：
(1)系統可靠穩定。RFID系統涉及到焊接、涂裝等汽車生產過程，是一個連續有序的生產過程，只有系統可靠、穩定，才能保證工廠正常生產。
(2)現場數據采集能夠傻瓜化，智能匹配，操作簡單。現場數據采集受到生產環境、生產節拍、員工素質等因素影響，操作應盡量簡單、實現智能匹配。
(3)現場采集程序免維護自動升級。現場采集程序采用C++三層架構模式，能夠有效和現場設備接口，同時實現快速數據采集。良好的系統架構能實現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。為了滿足生產線的擴建和信息采集點的調整要求，系統必須有靈活的可擴展性。
3.2 RFID系統網絡拓撲圖
實施該系統時，主要參考借鑒國際先進的計算機網絡化生產作業管理方式、系統方法和處理邏輯，并結合國內汽車整車制造企業現有信息化基礎和汽車制造特點加以綜合運用，得到RFID系統網絡拓撲結構，如圖2。
圖2 RFID系統網絡拓tl、圖
3.3 RFID系統功能結構設計
RFID系統主要分為兩個功能模塊，即現場作業模塊和維護管理查詢監控模塊，如圖3所示。
圖3 RFID系統功能結構圖
3.4 RFID系統流程設計
本文參照國內大部分汽車整車制造企業的生產流程，設計出RFID系統基本處理流程如圖4所示：生產計劃部門制定詳細的周計劃；焊接車間根據周計劃排定詳細的日生產計劃隊列；生產線按照待開工隊列的順序在生產線的關鍵工位采集追蹤相應的車型和質量信息；后續的涂裝車間按照焊接生產隊列和生產計劃分別在各關鍵工位設置信息采集點，追蹤采集汽車的焊接、涂裝生產過程信息。焊接、涂裝車間RFID采集的信息導入條形碼追蹤系統指導總裝車間、檢測線、收車并實現整車的入庫。
圖4 RFID系統處理流程圖
4 RFID系統在A公司的應用
管理與信息化現狀，選擇適當的功能進行應用。以上根據RFID系統的需求和設計原則，得出了系統的實現方法，本課題已將該系統應用于A公司，以下簡要介紹RFID系統在A公司的應用情況。
根據整車生產企業的一般性需求，綜合考慮RFID應用的成本及效益，將RFID在A公司中的應用分為以下三個階段：
(1)軟、硬件測試階段
本階段主要是對RFID系統所需的軟件和硬件進行測試，軟件主要包括中央信息系統、數據采集系統、中央控制系統等，硬件主要包括讀寫器、標簽、天線等。該測試只要在實驗室中進行，通過重復實驗了解各軟件系統的可行性和穩定性以及各硬件的讀取成功率、讀取速度和穩定性，為下一步試運行奠定基礎。
(2)試運行階段
本階段主要是RFID系統在車間內試運行，將RFID標簽安裝在車體上，將RFID系統引入整車生產線，通過試點應用了解RFID在汽車生產環境中表現出的各方面性能特點，并整合信息系統，分析總結運行情況及出現的問題，實現車間內部的循環使用，為下一步全面實施奠定基礎。該階段可實現的功能有：生產及質量信息采集、指導裝配過程、生產自動化等。
(3)整體投入應用階段
本階段是將RFID標簽安裝在車體載具、物料盛具及生產設備上，擴展RFID系統應用到整車生產全部車間中，充分利用其信息采集優勢，深入挖掘應用潛力，擴展應用范圍，并在大量應用基礎上降低單位使用成本、增加使用效能。實現的主要功能除生產線上的車體識別，還包括零部件跟蹤與管理相關功能及和生產運營相關的設備管理、人員管理等。RFID應用的三個階段并不是絕對的，他們之間也可有交叉。企業應根據自身需求及生產
5 結束語
按照上述方法設計的RFID整車生產物流監控系統，通過一些關鍵支撐技術的應用，能很好地解決生產過程信息的可靠實時采集、轉遞和處理問題，掌握實時物料供應和生產動態信息，并快速而柔性地調度生產，彌補了汽車整車制造全過程監控和實時數據共享的空白，為汽車整車制造帶來新的契機。該系統還可推廣應用到其他離散制造行業，在保持總體架構和系統功能不變的情況下，還需要結合其行業生產工藝特點，對于生產對象標志、轉送方式以及調度算法等內容進行針對性的調整。
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本文標題：RFID在汽車物流監控與生產管理中的應用
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