RFID技術(shù)在發(fā)動機(jī)裝配生產(chǎn)線上的應(yīng)用

1、EquipmentManufactringTechnologyNo.5，2010RFID技術(shù)在發(fā)動機(jī)裝配生產(chǎn)線上的應(yīng)用王運(yùn)峰（上汽通用五菱汽車股份有限公司發(fā)動機(jī)工廠維修車間，廣西柳州545007）摘要：以某汽車制造企業(yè)發(fā)動機(jī)裝配線為研究對象，介紹了無線射頻技術(shù)（RadioFrequencyIdentification，RFID）及其組成部分，介紹了RFID系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)裝配線的具體應(yīng)用，包括：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、應(yīng)用原理以及主要操作流程，論證了RFID應(yīng)用于發(fā)動機(jī)裝配線的優(yōu)越性以及與企業(yè)效益之間的內(nèi)在關(guān)系。關(guān)鍵詞：RFID技術(shù)；發(fā)動機(jī)裝配線；PLC；電子標(biāo)簽；讀寫器中圖分類號：TP27文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編

2、號：1672-545X（2010）05-0068-03汽車發(fā)動機(jī)裝配主要采用流水線作業(yè)方式，由于生產(chǎn)安排需要，裝配線上每天都要經(jīng)常更換產(chǎn)品型號，而每種產(chǎn)品所搭配的零件物料及工藝要求，均有所有不同。這對發(fā)動機(jī)裝配過程中信息的連續(xù)性、準(zhǔn)確性、實時性，提出了很高的要求。沒有采用技術(shù)以前，要想全面而準(zhǔn)確地獲取發(fā)動機(jī)在裝配過程中的信息十分困難，條形碼技術(shù)雖然解決了部分問題，但在實際操作過程中，信息流通前后脫節(jié)嚴(yán)重，不能滿足裝配線的實際需求，造成資源的巨大浪費。？因此，在發(fā)動機(jī)裝配過程中，急需一種識別技術(shù)，以解決作為一種非接觸式自條形碼的不足。隨著科技的發(fā)展，動識別技術(shù)，能實現(xiàn)信息的快速流通，滿足裝配線的

3、實際需求，而且還具備故障識別功能，能快速地找出產(chǎn)品不合格的原因，因而能很好的解決發(fā)動機(jī)裝配過程中出現(xiàn)的問題。該項技術(shù)在發(fā)動機(jī)裝配線上，有很好的應(yīng)用前景，許多汽車制造企業(yè)也都相繼開始實施技術(shù)。裝在待識別物體通過的通道，或必須的數(shù)據(jù)采集點上，用于從電子標(biāo)簽中讀取或向其寫入待識別物體的相關(guān)信息。讀寫裝置采集到的信息，包括待識別物體身份代碼信息，如產(chǎn)品型加工程序代碼、工件狀態(tài)，防錯信息，以及其他需加載的信號、息。在發(fā)動機(jī)的裝配過程中，主要應(yīng)用讀寫器非接觸式識別和快速讀寫的特點。非接觸式識別可避免人工介入，減少錯誤，實現(xiàn)裝配線信息輸入的自動化；快速讀寫可減小裝配線的節(jié)拍時間，提高生產(chǎn)效率?？刂破骺刂破魇?/p>

4、應(yīng)用框架中相當(dāng)重要的一環(huán)，是用來管理服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)接口模塊的通訊接口?？刂谱x寫器與、器負(fù)責(zé)實現(xiàn)與硬件以及配套設(shè)備的信息交互和管理，同時作為一個軟硬件集成的橋梁，完成與上層復(fù)雜應(yīng)用的信息交換。系統(tǒng)的基本組成部分系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)裝配線上的應(yīng)用系統(tǒng)硬件安裝及通訊網(wǎng)絡(luò)是的縮寫，即射頻識別。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。技術(shù)可識別運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、讀寫器和控制器三部分組成。電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽的核心，主要由存儲芯片組成，用于存儲待識別物體的身份代碼信息或技術(shù)參數(shù)等信息，

5、安裝在待識別物體的恰當(dāng)部位。電子標(biāo)簽與條形碼相比主要的優(yōu)勢有：（）更大的信息存儲空間，并為以后的信息擴(kuò)展提供可能。（）產(chǎn)品信息動態(tài)存儲。在整個產(chǎn)品裝配的周期里，這些信息可以自動提示工人或加工設(shè)備已經(jīng)完成和未完成的作業(yè)內(nèi)容，從而提高生產(chǎn)效率。（）經(jīng)過二次封裝，適應(yīng)震動、化學(xué)腐蝕、潮濕和灰塵等惡劣環(huán)境。讀寫器主要包括讀寫裝置主機(jī)、天線和自動識別軟件等。通常安（）電子標(biāo)簽安裝在承載發(fā)動機(jī)的托盤上，隨托盤一起移動，保證了標(biāo)簽里存儲的信息與托盤上的發(fā)動機(jī)一致性。（）讀寫器安裝在每一個需要讀取電子標(biāo)簽信息的操作工位適當(dāng)位置。當(dāng)安裝有電子標(biāo)簽的托盤到達(dá)操作工位，限位停止器自動卡住托盤，此時的電子標(biāo)簽剛好位于

6、讀寫器正上方，且距離滿足控制要求。（）控制器可安裝在發(fā)動機(jī)托盤傳送軌道側(cè)面，介于兩個工位中間。采用雙通道控制器，可控制兩個讀寫器工作，安裝方便，容易實現(xiàn)且節(jié)約成本。（）控制器之間以及系統(tǒng)與現(xiàn)場之間采用現(xiàn)場總線的通訊方式（如圖）。發(fā)動機(jī)裝配線工位眾多，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，現(xiàn)場數(shù)量多而分散。采用現(xiàn)場總線的控制方式可以避免大量的現(xiàn)場布線麻煩且易于實現(xiàn)?，F(xiàn)場總線的控制方式的優(yōu)點采用現(xiàn)場總線的控制方式，對于整個發(fā)動機(jī)裝配線控制（）是眾多的從站能夠經(jīng)濟(jì)合理地分布。系統(tǒng)來說，還具有以下優(yōu)點：收稿日期：2010-02-23作者簡介：王運(yùn)峰（1980），男，河北隆堯人，助理工程師，主要研究方向：工業(yè)生產(chǎn)線自動控制。68裝

7、備制造技術(shù)年第期（）是所有的站點能進(jìn)行方便的調(diào)試和直接、簡單的網(wǎng)絡(luò)管理。（）大量的控制信號能夠?qū)崟r穩(wěn)定地傳輸。（）現(xiàn)場的各種故障能夠及時診斷和定位。（）與其他系統(tǒng)的兼容性和技術(shù)升級的可操作性。電子標(biāo)簽讀寫器一是將數(shù)據(jù)信息顯示在工位或控制指示燈，工人根據(jù)或控制指示燈信息判斷是否進(jìn)行裝配工作，以及裝配何種機(jī)型的零件；二是根據(jù)產(chǎn)品信息控制擰緊設(shè)備調(diào)用相應(yīng)的擰緊程序；三是在檢測工位，根據(jù)產(chǎn)品信息來控制檢測設(shè)備調(diào)用相應(yīng)檢測參數(shù)及檢測程序；四是在有防錯功能的工位，根據(jù)產(chǎn)品信息來自動激活或屏蔽相應(yīng)的防錯裝置或程序；PLC總線模塊控制器控制器控制器五是在有夾具變換的工位，根據(jù)產(chǎn)品信息控制相應(yīng)夾具的動作；（）完

8、成作業(yè)后，工人按下確認(rèn)按鈕或自動工位設(shè)備回到原點位置，把在本工位完成的工作數(shù)據(jù)、信息發(fā)送給圖1現(xiàn)場總線的通訊方式系統(tǒng)，讀寫器把這寫數(shù)據(jù)、信息寫入電子標(biāo)簽。（）讀寫器在電子標(biāo)簽內(nèi)寫入該工位完成的作業(yè)信息后，下放限位停止器，托盤遞送至下一工位。根據(jù)標(biāo)簽內(nèi)所存儲的不同加工信息，產(chǎn)品將遞送至相關(guān)的后續(xù)工位。提取電子標(biāo)簽信息。（）發(fā)動機(jī)檢測不合格，自動進(jìn)入返修區(qū)或返修工位。讀寫器提取標(biāo)簽內(nèi)已寫入的數(shù)據(jù)、信息，在返修工位上顯示故障原因、相關(guān)工位、解決方案等。（）進(jìn)入返修程序，返修完成后，標(biāo)簽內(nèi)寫入相關(guān)維修信息。清空電子標(biāo)簽信息（）在發(fā)動機(jī)裝配完成被吊離托盤，空托盤進(jìn)入清空電子標(biāo)簽信息工位。（）電子標(biāo)簽信息

9、清零，托盤再次進(jìn)入工位，開始新一輪的循環(huán)。系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)裝配線上的應(yīng)用原理裝配線是個多工位循環(huán)系統(tǒng)，讀寫器和工作站顯示屏（）由現(xiàn)場控制。每個工位的讀寫器在托盤到達(dá)該工位時，讀出標(biāo)簽內(nèi)容，控制器將讀出的標(biāo)簽信息通過現(xiàn)場總線傳送給現(xiàn)場，現(xiàn)場將得到的發(fā)動機(jī)信息主要做兩種處理：（）通過以太網(wǎng)把標(biāo)簽里的發(fā)動機(jī)信息，顯示到工作站上，這些信息可以是發(fā)動機(jī)的身份代碼信息，如產(chǎn)品型號、發(fā)動機(jī)序列號，或者是一些測量數(shù)據(jù)等等。發(fā)動機(jī)工位操作人員根據(jù)顯示的信息，裝配相應(yīng)發(fā)動機(jī)型號的零件和執(zhí)行相應(yīng)的裝配操作。（）根據(jù)標(biāo)簽里的發(fā)動機(jī)信息，執(zhí)行相應(yīng)的邏輯控制。比如：工位夾具的動作；檢測參數(shù)的調(diào)用；擰緊工具的程序調(diào)用；以及發(fā)動

10、機(jī)裝配過程中的零件防錯、工具防錯、工藝防錯等相應(yīng)的防錯控制和常規(guī)控制等等。在操作人員完成工作內(nèi)容后，按下工作完成確認(rèn)按鈕，又將發(fā)動機(jī)在該工位的數(shù)據(jù)、信息發(fā)送給系統(tǒng)，讀寫器將得到的數(shù)據(jù)、信息寫入承載該發(fā)動機(jī)的托盤上的標(biāo)簽里，這些信息隨著發(fā)動機(jī)和托盤流入后續(xù)工位。在后續(xù)工位，標(biāo)簽里的信息被再次讀取和寫入新的信息。技術(shù)應(yīng)用的主要操作流程（）工人在工位的觸摸屏（）中輸入即將生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)型號和產(chǎn)量信息，這些信息被存入該工位所在的區(qū)域。（）邏輯根據(jù)發(fā)動機(jī)型號和數(shù)量產(chǎn)生待裝配缸體的唯一編號，并發(fā)送到工位機(jī)，工位機(jī)控制打碼機(jī)在發(fā)動機(jī)缸體上刻下缸體編號。（）將發(fā)動機(jī)型號和缸體的唯一編號，發(fā)送給系統(tǒng)，并控制讀寫器

11、將這些信息輸入電子標(biāo)簽中，完成電子標(biāo)簽的初始化。（）寫入了產(chǎn)品信息的電子標(biāo)簽與承載待裝配缸體的托盤，一起在完成工位的操作后，被釋放進(jìn)入后續(xù)工位。讀寫電子標(biāo)簽信息（）待加工產(chǎn)品輸送至裝配工位，限位停止器自動卡住托盤，讀寫器從電子標(biāo)簽獲中得數(shù)據(jù)信息并傳輸至。（）獲得產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息主要有以下用途：電子標(biāo)簽初始化技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機(jī)裝配線的優(yōu)越性技術(shù)應(yīng)用之前，裝配線上主要使用條形碼技術(shù)，產(chǎn)品信息存儲在或數(shù)據(jù)庫里，對網(wǎng)絡(luò)通信速率，可靠性要求很高，需要高性能的、大容量的數(shù)據(jù)庫和高效的主機(jī)。在實際操作過程中會導(dǎo)致以下問題：？（）在裝配過程中，各環(huán)節(jié)信息都由手工輸入，容易會出現(xiàn)錯誤，使工作步驟不能正產(chǎn)銜接，影響生

12、產(chǎn)流程和節(jié)拍時間。（）若發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷，由于紀(jì)錄數(shù)據(jù)不完全，導(dǎo)致不能查詢到需對產(chǎn)品缺陷負(fù)責(zé)相關(guān)工位。（）設(shè)備防錯以及零件防錯對人的依賴性大，防錯效率低。（）管理人員不能直接了解生產(chǎn)線生產(chǎn)狀況，不能根據(jù)生產(chǎn)的實際情況及時調(diào)整作業(yè)計劃，解決生產(chǎn)中的實際問題缺乏可靠依據(jù)。應(yīng)用了技術(shù)以后以上問題就能迎刃而解。它能動態(tài)地存儲每個工位作業(yè)內(nèi)容的信息，保證了工位間信息的銜接，信息傳遞迅速準(zhǔn)確，節(jié)約了節(jié)拍時間；信息記錄完整準(zhǔn)確，可追蹤每個工位的作業(yè)信息，保證了對缺陷產(chǎn)品的可追溯性；通過從標(biāo)簽獲取產(chǎn)品準(zhǔn)確的信息，執(zhí)行相應(yīng)的防錯功能，使得防錯的實現(xiàn)準(zhǔn)確、迅速，且一目了然；通過與上層等應(yīng)用軟件結(jié)合，實現(xiàn)上層網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場

13、實際情況的可監(jiān)控性以及發(fā)動機(jī)物流的可追溯性；更為重要的是，把生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)簽中，可以減少網(wǎng)絡(luò)架設(shè)的成本，部分地點和部門甚至不需要終端的延伸，信息系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時，69EquipmentManufactringTechnologyNo.5，2010生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)也能夠得以保全。動機(jī)生產(chǎn)過程中，信息流通前后脫節(jié)的問題，有效地保證了信息的連貫性，這使得產(chǎn)品在質(zhì)量控制，售后產(chǎn)品信息追溯，產(chǎn)品信息管理有效的結(jié)合在一起，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率；同時技術(shù)在發(fā)動機(jī)裝配配生產(chǎn)線的應(yīng)用，使得生產(chǎn)線體結(jié)構(gòu)簡約，功能更加柔性，易于維護(hù)和保養(yǎng)，大大降低了企業(yè)的前期投入成本和后期維護(hù)費用。所以技術(shù)的成功應(yīng)用，對企

14、業(yè)而言，不僅僅是技術(shù)上的提高，更是管理效率的提升，在企業(yè)大發(fā)展中擔(dān)當(dāng)著重要的角色。參考文獻(xiàn)：趙軍輝射頻識別技術(shù)與應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，許艷紅淺析技術(shù)及其應(yīng)用河北北方學(xué)院學(xué)報，（）：商業(yè)新聞網(wǎng)現(xiàn)場總線和為汽車工業(yè)帶來極大收益，：取代條形碼的一種方案科蔣峻，唐日英射頻標(biāo)簽技資訊，（）：實施技術(shù)的前景技術(shù)給企業(yè)帶來的效益并非電子標(biāo)簽與讀寫器的總和，單單靠這兩種設(shè)備獲得的只是比條形碼更有效地讀寫手段，不能給企業(yè)帶來長久的競爭力，不能引發(fā)企業(yè)本身的根本性轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。技術(shù)的引進(jìn)，是企業(yè)在連續(xù)改進(jìn)過程中的一個階段，要實現(xiàn)這種根本性的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新，除了有效的數(shù)據(jù)采集之外，更要靠對企業(yè)本身軟件系統(tǒng)的升級，整合

15、企業(yè)現(xiàn)有的各種資源，優(yōu)化流程，挖掘信息的有用價值。只有這樣，方能把技術(shù)的價值發(fā)揮到極至，給企業(yè)帶來更高的效益。結(jié)束語技術(shù)在發(fā)動機(jī)裝配過程的應(yīng)用很好地解決了在發(fā)TheApplicationofRFIDTechnologyatEngineAssembleLineWANGYun-fengLiuzhouGuangxi545007,China)(TDC,SAICGMWulingAutomobileCo.,Ltd.，Abstract:ThispapertakesanengineassemblelineasaresearchobjectandintroduceRFIDtechnologyaswellasst

16、ructureofRFIDsys-tem.IntroducetheidiographicapplicationofRFIDTechnologyatengineassembleline,include:thenetstructure,theapplicationele-mentsandoperationprocess.Intheend,itgivesavisionabouttheadvantagethatRFIDareusedatengineassemblelineandthevalueofRFIDdeeplyinvolvedintotheenterprises.Keywords:RFID;en

17、gineassembleline;PLC;tag;reader!（上接第頁）74LS112的CLK脈沖，不是很穩(wěn)定，可以調(diào)換其它高速開關(guān)或5結(jié)束語由于使用的是單片機(jī)作為核心的控制元件，以及靈敏的計數(shù)脈沖；電路密碼只有16種可供修改，但由于他人不知道密碼的位數(shù)，而且還要求在規(guī)定的時間內(nèi)按一定的順序開鎖，所以他人開鎖的幾率很??；電路中未加顯示電路，但可通過其它數(shù)字模塊實現(xiàn)這一功能。這需要一段時間的進(jìn)一步改進(jìn)。參考文獻(xiàn)：1康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）M.北京：高等教育出版社，1998.1梁宗善.新型集成塊應(yīng)用M.武漢：華中理工大出版社，2004.霍爾開關(guān)型器件，以上為所設(shè)計的電子密碼鎖電路，它經(jīng)過

18、多次修改和整理，以是一個比較不錯的設(shè)計，可以滿足人們的基本要求，但因為水平有限，此電路中也存在一定的問題，譬如說電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開，這可以通過增加電路解決，但過于復(fù)雜，本次設(shè)計未其中；用開關(guān)作Microcomputer-controlledElectronic-basedAT89s51LockDesignWANGHui-jun（MechanicalandElectricalEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China）Abstract：Thissystemconsistsofmicrocomputersystems，matrixkeypad，LEDdisplayandalarmsystemcomponents.Systemcancompletethelock，timeoutalarm，Chaocilocked，theadministratordecrypt，modifythebasi