行業背景
隨著信息技術的不斷發展，物聯網無疑已經成為當前制造行業的最熱話題，甚至被譽為繼計算機、互聯網之后的第三次信息革命。物聯網技術融合了RFID無線射頻識別技術、無線定位、產品電子編碼(EPC)和互聯網技術，將被廣泛應用于社會、經濟、國防等領域。
近年來，我國汽車行業呈現高速增長態勢，并且由于銷量的持續攀升，汽車企業生產效率將得到越來越充分的體現。2016年我國汽車產量和銷量均超過2800萬輛，已經連續8年蟬聯全球第一，汽車需求的迅速增長，無疑對汽車制造廠商提出了越來越高的生產要求。市場研究報告預計汽車行業將是推進物聯網技術發展的主要行業之一。而物聯網RFID射頻識別技術應用在物料與產品跟蹤上的作用將對汽車生產管理產生積極的影響。RFID技術在汽車生產管理上的應用將包括生產裝配、車體識別、零部件與固定資產的跟蹤管理、關鍵零部件(如發動機、輪胎)的防偽標識、整車的物流管理及售后服務等方面。
用戶需求
海馬(鄭州)二廠在未上RFID射頻識別系統之前一直使用的是條碼系統，之前海馬也在部分生產區域實施過RFID項目，例如焊裝主線WMES系統、WBS庫區管理、PBS庫區管理、噴涂車間RFID系統等，但由于系統之間相互孤立，無法形成整體的全流程識別跟蹤從而被棄用。隨著汽車工業的快速發展以及市場客戶對汽車個性化功能的需求增加，對海馬原有生產系統也提出更高要求，改造現有生產體系使其實現柔性化、智能化制造，達到快速響應市場需求已經迫在眉睫。在這種企業背景之下海馬實施了MES系統、全廠RFID射頻識別系統等項目。海馬對新增RFID系統的需求是在能夠利用原有RFID硬件基礎上，通過新增硬件設備、軟件系統達到車輛從焊裝車間到總裝車間的全流程信息化車身識別，在此基礎之上實現生產跟蹤防錯、驅動機器人、提供產線物料配送信息等功能。
系統概述
海馬RFID射頻識別系統是基于RFID射頻識別技術之上，在生產線上相應工位部署RFID站點，并在線體隨車滑撬上或者車身上安裝可承載車身信息的載碼體，從而實現車身的位置的實時全流程跟蹤。由于要利用原有系統硬件設備，原有硬件包含多品牌、多型號、運行情況不確定等諸多不可靠因素，給系統設計及實施帶來一定難度。經過仔細調研，在系統設計方面選擇符合現場實際情況的硬件，軟件功能上滿足海馬技術協議要求，并加入最新的設計理念，完成車輛從焊裝分總成打刻工位至總裝3C工位的全流程RFID射頻跟蹤系統。
系統設計
海馬RFID射頻識別系統作為信息化建設的一部分需要和MES系統及其他第三方系統協同完成生產管理功能，其中RFID系統作為指令及信息上傳下達層，MES系統作為車間級控制層，所有系統之間的協同合作都由MES系統負責。RFID射頻識別系統包含三個層，從上到下分別是中央管理層、中間控制層以及設備識別層，如下圖所示：
系統功能
車輛隊列采集及位置跟蹤
RFID系統在線體上相應工位安裝RFID讀寫站設備，主要包括工段的首末端、特殊裝配工位、機器人工位、轉接工位等，通過在車間的這些工位配置讀寫站能夠將生產車間在系統中分成不同的區域，并且可以跟蹤到每個區域內部車輛的數量及隊列信息，將這些信息發送到MES系統并實時展示，車間管理者可以很容易的了解到車間的生產情況。
車輛離歸隊管理
車輛離歸隊管理是指生產線上在制車輛因不良因素或三坐標檢測等情況需要異常下線，首先需要在系統中登記離線原因，并將將車輛信息寫入到移動載碼體中，此時系統登記車輛狀態為離線。當車輛維維修或檢測完畢需要歸隊時，再將車輛信息從移動載碼體復制到車載車的載具載碼體內，并在系統中操作車輛歸隊，系統會自動將車輛狀態更改為在線，車輛的離歸隊記錄都可方便在系統中查詢。
車輛車門裝置防錯
車輛在總裝車間裝配之前需要將車門先拆掉，放置在相應吊具輸送線上，車輛和車門分別組裝完畢后再將進行合拼。在正常情況之下自動化輸送線已經設計妥當，車和車門的限速相互匹配，在車門裝配工位組裝時車和車門是正好一體的，但由于車輛在裝配過程中會因特殊情況產生離歸隊現象，導致車和車門不匹配并有可能帶來一系列裝配錯誤。系統中的車門裝配防錯功能正是為解決此問題而設計，當車輛離歸隊時系統中都會有相應登記，在車門裝配工位配置大屏顯示，當裝配時產生車和車門不匹配現象時及時提示，防止裝配出錯。
裝配可視化功能
裝配可視化時指車輛在裝配過程中因特殊工位需要，會在此工位顯示裝配部件的名稱、型號、數量等或者顯示質量控制信息。RFID系統可以實時跟蹤到車輛位置，當車輛到達裝配工位并采集到車輛配置信息后，根據生產工藝要求在操作站上顯示裝配輔助信息，完成裝配后需要人工在系統上確認，為后續車間管理提供依據。
生產物料配送管理
總裝車間各種裝配物料的及時送達可以減少生產的停線概率，由于客戶經常因計劃改變、混線生產而產生隊列信息下發不及時，導致物料供應和實際生產不匹配，或產生物料配送滯后等情況。通過在總裝車間部署RFID系統，獲取生產線上車輛的實時、準確信息，為各分總成分裝線提供可靠裝配信息。在分總成相應工位放置大屏顯示器顯示隊列信息，從而取消以往通過人工打印紙質車輛隊列。部署工位包括發動機總成工位、儀表分裝、座椅輸送線、輪胎輸送線、儀表分裝線等。
實施效果
通過在海馬(鄭州)二廠部署RFID射頻識別系統，將原有人工掃碼跟蹤改為RFID系統自動掃碼，減少因人工誤操作導致跟蹤不準確情況，使系統報交數量更加準確，減少人工投入。系統離歸隊管理讓管理者看到車輛離線數量、離線原因，幫助管理者有效統計并分析故障原因，提高裝配質量。車門防錯功能可以有效減少車門和車裝配出錯，提高裝配效率。物料拉動功能可為每條分裝線提供可靠隊列信息，保證物料和主線車輛匹配并及時送達至裝配工位。
發展前景
隨著汽車工業的持續發展，市場要求的不斷提高，RFID系統在汽車行業應用越來越廣泛，甚至成為生產跟蹤及物料配送的核心系統。RFID系統能夠替換原有條碼系統，并滿足生產過程中對信息準確性、及時性的要求，RFID技術逐步成為物聯網技術在汽車制造行業應用的基礎。
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