涂裝車身VIN自動識別技術(shù)的應用

訂單管理系統(tǒng)可以更好地滿足消費者的需求，要真正做到訂單式管理系統(tǒng)，現(xiàn)場生產(chǎn)線的自動化控制技術(shù)需達到一定的水平，同時對于自動識別和信息傳輸?shù)燃夹g(shù)也有更高的要求。其中車身條形碼是車身在車間生產(chǎn)過程中所唯一識別與應用的身份信息證明，涂裝車身VIN(車輛識別碼)通過自動識別，車身信息可以通過設備的PLC與識別系統(tǒng)相互進行信息傳輸，使整個車間設備系統(tǒng)中的車身信息能夠靈活調(diào)用。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場輸送設備自動控制數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(上位機數(shù)據(jù)庫)作為訂單管理系統(tǒng)的一部分，負責在車身通過第一登記點之后，保存車身/滑橇數(shù)據(jù)。識別系統(tǒng)會在閱讀站讀取數(shù)據(jù)集，通過掃描儀在第一識別點讀取條形碼(PIN)，條形碼包含了車身VIN碼和物料號碼，對于車身而言條形碼是具有唯一性的信息。

輸送裝置PLC會通過一臺條形碼掃描設備掃描車身VIN碼和物料號碼，以便將掃描信息與滑橇編號讀取器讀取的號碼進行組合。然后，這些信息(滑橇編號+條形碼信息)會通過總線或網(wǎng)絡等方式發(fā)送/傳輸?shù)缴衔粰C。車身通過第一登記點后，本地傳輸裝置PLC會從上位機接收車身數(shù)據(jù)集，操作者信息和所輸入的信息由上位機屏幕和操作臺提供。

識別系統(tǒng)的一般功能

識別系統(tǒng)通常用于完全控制車身數(shù)據(jù)，以便于車身在涂裝車間生產(chǎn)過程中管理與應用。上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)擁有完整的數(shù)據(jù)集及車身在涂裝車間的運行過程。輸送/非標/機器人設備的PLC與識別系統(tǒng)相互合作的情況下進行信息傳輸，使整個車間設備系統(tǒng)中的實際數(shù)據(jù)能夠得到合理調(diào)用。

車身信息在第一個讀寫站寫入載碼體(TAG)后，會一直跟隨車身，到每個工藝設備前可傳輸給相應設備使用(如到機器人站前讀寫站，機器人PLC會讀取TAG中的車型、顏色信息等)，在換滑橇時，也會把信息寫入新滑橇的TAG中，直到到達車間出口，將TAG中的信息清除。

大部分讀寫站都可以手動輸入車身信息，以作為應急使用。

MES—接口

MES即企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System)，是近10年來在全球迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性和精細化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)降低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務質(zhì)量。

其中奇瑞公司MES系統(tǒng)設計依據(jù)汽車生產(chǎn)的四大工藝，其中整車VIN的生產(chǎn)跟蹤部分為焊裝、涂裝和總裝三大部分。在白車身進入涂裝車間之前，先向MES系統(tǒng)發(fā)出車身數(shù)據(jù)請求，MES系統(tǒng)回應并提供與申請的PIN對應的汽車車身數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)存儲在上位機系統(tǒng)中，直到汽車車身進入涂裝車間。MES系統(tǒng)接口點如表所示。

一般情況下，用戶可以將生產(chǎn)進度報表發(fā)送到MES系統(tǒng)，向MES系統(tǒng)發(fā)送快速請求，以便該系統(tǒng)提供與申請的條形碼對應的數(shù)據(jù)集。

第一識別點

最開始的識別點用來識別一輛剛運抵涂裝車間的新車，該車身的數(shù)據(jù)集生成，將在整個涂裝車間使用。MES服務器會提前將車身數(shù)據(jù)集(車型、顏色等)發(fā)送至上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從車身數(shù)據(jù)集中選擇部分數(shù)據(jù)并建立PLC車身數(shù)據(jù)集，車身數(shù)據(jù)集必須用實際的數(shù)據(jù)對應這輛新車身。

當車身到達第一個讀寫站時，通過無線射頻識別系統(tǒng)，掃描儀會自動讀取條形碼信息(車身號、車型、顏色和天窗信息等)。本地PLC將條形碼信息和滑橇號發(fā)送至上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理信息，將數(shù)據(jù)集存入數(shù)據(jù)庫。上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)把條形碼對應的本臺車的數(shù)據(jù)發(fā)送到PLC中，PLC把接收到的數(shù)據(jù)通過讀寫站寫入滑橇載碼體中，確認保存后滑橇釋放，傳輸裝置將滑橇向前輸送至下一工序。

此時空滑橇的R/W站第一次數(shù)據(jù)寫入，也就是滑橇號的讀出。然后輸送PLC收集數(shù)據(jù)(車身的ID號和滑橇號)，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。之后上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過搜索其數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)以及根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量進行數(shù)據(jù)調(diào)用。車身相關(guān)數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)數(shù)量在數(shù)據(jù)庫中均可找到，通過上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將那些數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷斔蚉LC。此時，輸送PLC可以把收到的車身數(shù)據(jù)與滑橇號這樣一個數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)標簽寫入到滑橇中。

正常識別點

一般R/W站的功能是讀取載碼體和數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)備份標記，并通過PLC發(fā)送到上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，讀和寫的實際目標在每一個決策點，確保車身選擇一個合適的生產(chǎn)路線，滿足實際生產(chǎn)需要。讀、遞增和寫滑橇的實際循環(huán)次數(shù)有利于將滑橇發(fā)送至維修或清潔。數(shù)據(jù)讀取過程中，實際是根據(jù)應用技術(shù)或車身依據(jù)的類型、顏色等進行生產(chǎn)分配。

讀寫站的作用主要是用于識別站中的車身，并向上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)送跟蹤信息(讓服務器知道車身在什么時間經(jīng)過了哪個站，還可以實現(xiàn)車身計數(shù))，以及存儲實際TAG中的數(shù)據(jù)作為備份。正常的順序是通過讀取滑橇號和車身數(shù)據(jù)，了解滑橇在整個車間生產(chǎn)線上的具體位置等。數(shù)據(jù)集保存在PLC的輸入緩沖區(qū)內(nèi)存中。

釋放滑橇到下一個輸送設備并與上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)確認。當車身到達識別點時，讀寫器會讀取TAG信息，供本識別站現(xiàn)場應用。涂裝常用的讀寫站包含：鎖緊、檢測、整流、解鎖、機器人以及車身去向選擇(合格、點修補和返工等)、滑橇與滑橇或是滑橇與吊具之間轉(zhuǎn)掛、備件或是車身離線等識別點。本地輸送裝置PLC將該數(shù)據(jù)發(fā)送至上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以滿足訂單式管理，上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理信息，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。如果PLC和上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)間的局域網(wǎng)連接斷開，PLC會存儲跟蹤信息，直到上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重新啟用。由于PLC存儲限制，存儲最多可持續(xù)30?min。

出、入口點

出口點的目的是解鎖閱讀站識別的滑橇。當車身到達出口點時，閱讀器會讀取滑橇識別號。本地傳輸裝置PLC將包含滑橇識別號的滑橇出口信息發(fā)送到上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并將滑橇送出。上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的滑橇管理系統(tǒng)會處理這些信息(滑橇會標記為已送出系統(tǒng))。

入口點的目的是鎖定閱讀站識別的滑橇。通過人工將滑橇傳送到入口滾床，閱讀器會讀取滑橇識別號。工人可以通過人機操作面板輸入PIN，本地輸送裝置PLC將滑橇傳入信息發(fā)送至上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的滑橇管理系統(tǒng)會處理這些信息(滑橇會標記為已傳入系統(tǒng)，數(shù)據(jù)被存儲)，上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的訂單管理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)集發(fā)送至本地傳輸裝置PLC，PLC在TAG上寫入接收到的數(shù)據(jù)，滑橇釋放，傳輸裝置將滑橇送入。

緊急數(shù)據(jù)處理

當車身到達閱讀站且閱讀器無法讀取TAG時，不成功的數(shù)據(jù)將會停在滑橇讀位置，傳輸裝置PLC會生成故障信息。如果舊的TAG損壞，操作員必須將其更換，更換過程主要包括：操作人員使用傳輸裝置控制臺HMI面板上的鍵盤或手持編碼器輸入正確的滑橇識別號，負責緊急數(shù)據(jù)輸入;傳輸裝置PLC在請求的滑橇識別號下為汽車車身申請數(shù)據(jù)集;上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送至PLC;PLC將數(shù)據(jù)寫入新的TAG并向前釋放滑橇。

如果上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)沒有車身的數(shù)據(jù)集，則系統(tǒng)會使用PIN從MES系統(tǒng)請求MES車身規(guī)格。MES系統(tǒng)會將MES車身規(guī)格發(fā)送至上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)集將存儲在數(shù)據(jù)庫中。該功能稱為快速請求。

在特定的R/W站采集的數(shù)據(jù)備份通過PLC傳送到上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)丟失的情況下，從數(shù)據(jù)標簽有可能從上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)得到實際的數(shù)據(jù)。為此其目的就是將特有的數(shù)據(jù)(在車身上包括滑橇號和生產(chǎn)數(shù)量)必須由PLC發(fā)送上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以便于整個車間生產(chǎn)合理調(diào)配。

生產(chǎn)進度報表

包含生產(chǎn)進度報表的跟蹤點最初是一個正常的識別點，除了一個正常識別點的功能之外，跟蹤點還會將一份生產(chǎn)進度報表從上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)送到MES服務器。跟蹤點可以在生產(chǎn)進度報表被發(fā)送到MES服務器的點上進行配置。正常情況下，系統(tǒng)會為一些跟蹤點提供報表。當車身到達閱讀站時，閱讀器會讀取數(shù)據(jù)集。

正常情況下，這些數(shù)據(jù)會用于生產(chǎn)流程，傳輸裝置PLC將PLC車身規(guī)格以及閱讀器編號發(fā)送至上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。上位數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選擇PLC車身規(guī)格中的必要部分，并通過MES接口將生產(chǎn)進度報表(閱讀器編號、PIN和序號等)發(fā)送到MES服務器。

結(jié)語

現(xiàn)場自動識別技術(shù)將數(shù)據(jù)自動采集，自動識別信息，并自動通過相關(guān)網(wǎng)絡傳輸收集的相應數(shù)據(jù)，并進行存儲、處理，使得數(shù)據(jù)管理人員得以對大量數(shù)據(jù)信息進行及時、準確的處理。通過車身VIN自動識別技術(shù)在涂裝車間的實際應用，自動化控制技術(shù)以及發(fā)展得到了進一步提升，更好地服務于現(xiàn)場生產(chǎn)調(diào)度與現(xiàn)場管理。