1引言

隨著人們對汽車日益增加的個(gè)性化需求，汽車生產(chǎn)已經(jīng)走向由消費(fèi)者主導(dǎo)的模式。當(dāng)前汽車生產(chǎn)呈現(xiàn)：產(chǎn)品多樣化、系列化，混流生產(chǎn)，批量集中生產(chǎn)，投放市場迅速的特點(diǎn)。汽車制造商除需要制定高效的生產(chǎn)計(jì)劃外，還需要建立一個(gè)高效、穩(wěn)定的信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車身信息有效監(jiān)控和管理。

1.1RFID系統(tǒng)簡介

RFID（RadioFrequencyIDentification）技術(shù)，即無線射頻技術(shù)，能夠高效、實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)車身信息讀寫，由詢問器（或讀碼器）和很多應(yīng)答器（或載碼體）組成，其工作原理是載碼體進(jìn)入磁場后，讀碼器（讀碼器上的天線）發(fā)射特定頻率的無線電波能量給載碼體，用以驅(qū)動(dòng)應(yīng)答器電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)讀碼器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

1.2涂裝數(shù)據(jù)庫引入RFID的現(xiàn)實(shí)意義

信息化生產(chǎn)管理一直是制造企業(yè)提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本的重要環(huán)節(jié)，涂裝信息化的重要工具便是讀碼器及配套的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。但傳統(tǒng)的普通紅外線對射式讀碼器，精度調(diào)整難度大，不易構(gòu)架訊網(wǎng)絡(luò)、難以建立完備涂裝數(shù)據(jù)庫。而隨著RFID技術(shù)的采用，數(shù)據(jù)可以涵蓋涂裝生產(chǎn)線的所有方面，例如用以檢測進(jìn)入涂裝的白車身的車型、顏色信息、各工位使用配件信息、機(jī)器人換色信息以及下線至總裝時(shí)，總裝需準(zhǔn)備的零部件等眾多信息，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的信息讀取設(shè)備。

2基于RFID系統(tǒng)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的建立理念

2.1數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)劃分結(jié)構(gòu)

通訊結(jié)構(gòu)上，RFID屬于I/O層，涂裝數(shù)據(jù)庫屬于CCR層，IT科ALC屬于ERP層，如圖1所示。在CCR層面建立涂裝數(shù)據(jù)庫，隨時(shí)調(diào)用所需要數(shù)據(jù)，對零部件（SP）、示教車、再涂車、空臺(tái)車的管理能力大大提升，并對正常生產(chǎn)車身的數(shù)據(jù)找回、核對起關(guān)鍵性作用。CCR層數(shù)據(jù)庫通過相應(yīng)的通訊協(xié)議連接涂裝生產(chǎn)PLC與IT科ALC系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，其網(wǎng)絡(luò)劃分原則：

1）整體網(wǎng)絡(luò)分4個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)。（cc-linkIEcontrol）

2）CCR作為3個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主站，并設(shè)置網(wǎng)絡(luò)模塊與子網(wǎng)進(jìn)行通訊。

3）CCR設(shè)置3個(gè)光纖網(wǎng)模塊與現(xiàn)場所有PLC進(jìn)行通訊。

4）底層I/O設(shè)備可采用三菱或其他品牌PLC系統(tǒng)。

2.2基于RFID技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫的依據(jù)

數(shù)據(jù)庫的建立所采用的通訊協(xié)議如圖1所示，數(shù)據(jù)庫主要負(fù)責(zé)VINDATA接收，車型信息發(fā)送，設(shè)備信息收集。每次通訊會(huì)自動(dòng)書寫日志。與ALC通信時(shí)，將通過各個(gè)工位的信息告知ALC，ALC收到后會(huì)詢問是否需要發(fā)送VIN號(hào)等各類車身信息，在投入PA-ON工位時(shí)，數(shù)據(jù)庫會(huì)請求數(shù)據(jù)，ALC將所有車身信息發(fā)送至數(shù)據(jù)庫；而在其他工位，數(shù)據(jù)庫不會(huì)向ALC請求車身數(shù)據(jù)，到此步驟通訊即中斷，節(jié)省大量通訊流量及通訊時(shí)間。而數(shù)據(jù)庫與底端通訊時(shí)，首先會(huì)與CCR的PLC通訊，CCR的PLC負(fù)責(zé)將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫會(huì)根據(jù)發(fā)來的信息，調(diào)取要求的信息進(jìn)行反饋，CCR的PLC接收到反饋信息后，會(huì)比對與現(xiàn)場采集的信息是否吻合，做出放行與再次請求的判斷，而CCR的PLC所有數(shù)據(jù)均來自現(xiàn)場RFID系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)。

3數(shù)據(jù)庫在涂裝生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)形式

3.1RFID系統(tǒng)在涂裝的應(yīng)用

基于RFID系統(tǒng)良好的讀寫性能及大容量存儲(chǔ)的特性，我們建立了基于此技術(shù)的通訊方式，以及讀碼器的安裝位置，如圖3所示，每經(jīng)過一個(gè)重要工位前，都會(huì)對其信息進(jìn)行確認(rèn)。

各點(diǎn)位詳細(xì)說明：

1）PA-ON：WBS向PA轉(zhuǎn)載車身，此處通過掃描VIN碼，與ALC通訊，將VIN碼對應(yīng)的ALC服務(wù)器中的車身信息存儲(chǔ)在RFID中，并將信息存儲(chǔ)在CCR數(shù)據(jù)庫中，此處可以進(jìn)行人工重新讀寫。

2）ED-IN：讀寫器讀取PA-ON來的車身信息，將車型信息發(fā)送給電泳整流器，并與CCR中的信息進(jìn)行校驗(yàn)，有人工重讀寫功能。

3）ED-HANGER/ED-DOLLY：吊具轉(zhuǎn)載到臺(tái)車，RFID讀取ED_IN吊具來的車身信息，移載完成后，將車身信息寫入臺(tái)車，并將信息存儲(chǔ)在CCR中，有人工干預(yù)操作

4）SEALER：將經(jīng)過此點(diǎn)位的信息發(fā)送給CCR。

5）UBC：過掃描點(diǎn)會(huì)發(fā)送車型信息給機(jī)器人，并將RFID中的信息與CCR數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行校驗(yàn)，提供人工干預(yù)重讀寫功能。

6）WIPE：過掃掃描讀取RFID信息，與CCR數(shù)據(jù)庫的信息校驗(yàn)，然后發(fā)送給ＷＩＰＥ、中涂機(jī)器人，同時(shí)與ＡＬＣ進(jìn)行通訊。

7）TOPCOAT：過掃描點(diǎn)讀取RFID信息，與CCR數(shù)據(jù)庫的信息校驗(yàn)，然后發(fā)送給色漆機(jī)器人。

INSPECTION：過掃描點(diǎn)讀取RFID信息，與CCR數(shù)據(jù)庫的信息校驗(yàn)。

9）GBS：過掃描點(diǎn)讀取RFID信息，與CCR內(nèi)部的信息校驗(yàn)，車身信息進(jìn)入ＧＢＳ存儲(chǔ)區(qū)，并將存儲(chǔ)在CCR數(shù)據(jù)庫中。

10）REPAIR-IN：過掃描點(diǎn)讀取RFID信息，與CCR內(nèi)部的信息校驗(yàn)，車身信息進(jìn)入返修區(qū)，并將信息存儲(chǔ)載CCR數(shù)據(jù)庫中。

11）PBS-IN：過掃描點(diǎn)會(huì)發(fā)送車型信息給輸送設(shè)備，輸送設(shè)備進(jìn)行車身的排序，同時(shí)信息存儲(chǔ)在CCR中，并將車身信息發(fā)送到ＡＬＣ，其終端電腦顯示各序位的車身信息。

12）PA-OFF：過掃描點(diǎn)會(huì)發(fā)送車型信息給CCR，進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，然后與發(fā)送信息給ＡＬＣ。

涂裝車間可安裝13個(gè)讀碼器，在每一個(gè)承載車身的吊具和臺(tái)車上安裝載碼體，它為128byte數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，其中分配了車身VIN號(hào)、車身生產(chǎn)年限、車種、車型、派生、外涂顏色、內(nèi)涂顏色、生產(chǎn)編號(hào)、承載臺(tái)車號(hào)、內(nèi)裝密封膠機(jī)器人JOB號(hào)、UBC機(jī)器人JOB號(hào)、鹽腐蝕代號(hào)、鴕鳥毛機(jī)器人JOB號(hào)、中涂JOB號(hào)、上涂車型號(hào)、上涂顏色號(hào)、清漆顏色號(hào)、清漆車型號(hào)、各工位時(shí)間郵戳、臺(tái)車循環(huán)使用次數(shù)、特殊車身使用號(hào)、SP部品使用號(hào)等各類信息，并對其地址進(jìn)行了嚴(yán)格分配。

3.2PA-0N投入工位與數(shù)據(jù)庫的通訊建立

首先，吊具承載車身到位后，操作人員將掃描焊裝下線處的VIN號(hào)碼及吊具號(hào)輸入ALC系統(tǒng)終端電腦，ALC系統(tǒng)得到VIN號(hào)后，會(huì)與吊具號(hào)匹配，同時(shí)將顏色信息，MTOC號(hào)等眾多信息一同捆綁，發(fā)送至涂裝數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫得到信息后，將所有信息發(fā)送給輸送PLC，輸送PLC自我判斷后，將信息寫入載碼體（TAG），同時(shí)，告知CCR的PLC通訊完成，CCR的PLC也會(huì)將完成信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫將從ALC得到的數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫中，至此當(dāng)前的車身在涂裝便是正式有信息車身，開始進(jìn)入工藝處理階段。而其中，如果通訊流程一旦出錯(cuò)，CCR的PLC便不會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)給輸送設(shè)備，且會(huì)反饋給ALC系統(tǒng)，再次請求數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)得到后，再次發(fā)送至輸送設(shè)備，完成通訊流程。

3.3其他工位與數(shù)據(jù)庫的通訊建立

在涂裝車間一共13個(gè)點(diǎn)位的讀碼器中，除PA-ON（投入）和PA-OFF（下線）與IT科ALC系統(tǒng)發(fā)生大量數(shù)據(jù)交換外，其他點(diǎn)位均只與ALC系統(tǒng)說明工位通過信息，而其他工位的信息傳送，信息記錄完成靠涂裝數(shù)據(jù)庫完成。通過輸送讀取的臺(tái)車號(hào)發(fā)送給CCR的PLC程序，PLC程序?qū)?shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化后，發(fā)送給涂裝數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫根據(jù)請求的數(shù)據(jù)，做出相應(yīng)的回復(fù)，輸送設(shè)備得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，會(huì)再次反饋給CCR的PLC程序一個(gè)信號(hào)，CCR收到后，會(huì)發(fā)送給輸送放行信號(hào)將車身放行。而在于機(jī)器人設(shè)備的通訊上，機(jī)器人設(shè)備會(huì)在連鎖條件滿足的情況下直接與CCR發(fā)生通訊，請求數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)調(diào)出，發(fā)送給機(jī)器人設(shè)備。

4結(jié)語

本文主要針對基于RFID技術(shù)建立乘用車涂裝數(shù)據(jù)庫的相關(guān)建立理念、建立方法等內(nèi)容做出了說明。著重說明了RFID技術(shù)在涂裝中的應(yīng)用、與涂裝數(shù)據(jù)庫的通訊流程制作、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成以及關(guān)聯(lián)擴(kuò)展業(yè)務(wù)三個(gè)方面的內(nèi)容。整車生產(chǎn)期間，經(jīng)歷許多的管理環(huán)節(jié)，包含眾多的管理信息，RFID數(shù)據(jù)庫的建立可以彌補(bǔ)涂裝生產(chǎn)線無自己的信息管理平臺(tái)這一劣勢，使得企業(yè)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握生產(chǎn)線狀態(tài)。盡管在現(xiàn)有的涂裝生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫管理中引入RFID成本后會(huì)帶來相關(guān)成本的增加，但是如果能夠?qū)FID應(yīng)用帶來的優(yōu)勢惠及到各個(gè)相關(guān)管理領(lǐng)域，其應(yīng)用成本將被眾多環(huán)節(jié)稀釋，自然而然的分?jǐn)偟杰囕v制造費(fèi)用將會(huì)顯著降低，那么RFID的應(yīng)用價(jià)值將會(huì)得到進(jìn)一步提升，經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)大大增加。