MES在汽車(chē)制造中的應(yīng)用之業(yè)務(wù)篇(3) -- 車(chē)輛識(shí)別

本章介紹在汽車(chē)行業(yè)的車(chē)輛識(shí)別技術(shù)應(yīng)用。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在汽車(chē)制造領(lǐng)域，目前主要應(yīng)用以下幾種介質(zhì)識(shí)別車(chē)輛：

超高頻RFID TAG，主要用于整車(chē)制造。
高頻RFID TAG，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器裝配。
螺釘RFID TAG，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器機(jī)加。
金屬二維碼，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器機(jī)加。
條碼，主要用于整車(chē)制造。

下面我們分別予以說(shuō)明。

1. 超高頻RFID TAG

超高頻RFID TAG是指工作在865 -868 MHz（歐洲）及902 - 928 MHz（北美）這2個(gè)頻段的RFID TAG。

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，即無(wú)線射頻識(shí)別。

TAG是指存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的介質(zhì)，又叫做碼塊、載碼體、標(biāo)簽。

RFID相關(guān)的設(shè)備包括：
TAG，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的介質(zhì)。
天線，用于擴(kuò)展射頻信號(hào)識(shí)別范圍。
閱讀器，向TAG發(fā)送信號(hào)、提供能量、獲取數(shù)據(jù)。
通信模塊，組態(tài)編程后，能夠?qū)AG數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)絇LC的指定數(shù)據(jù)塊。
PLC，是數(shù)據(jù)接收器。選擇特定的通信模塊后，也能夠?qū)C作為數(shù)據(jù)接收器，但在汽車(chē)制造行業(yè)，還是以PLC應(yīng)用為主。
附屬設(shè)施，如線纜、接頭、連接器等。

圖2.3-1展示了主要RFID設(shè)備的關(guān)系：



圖2.3-1：RFID設(shè)備關(guān)系

超高頻RFID的主要優(yōu)點(diǎn)是識(shí)別范圍廣，可達(dá)數(shù)米。

在乘用車(chē)制造的總裝車(chē)間，一個(gè)典型工位的長(zhǎng)度可達(dá)6米，并且車(chē)輛在緩慢地移動(dòng)，而超高頻RFID可以在距離和角度上提供有效的支持。

下面介紹幾個(gè)超高頻RFID的應(yīng)用場(chǎng)景。

場(chǎng)景一：焊裝三大件合裝
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙、前地板、后地板到達(dá)合裝工位時(shí)，PLC從MES下載工單及對(duì)應(yīng)的VIN號(hào)、車(chē)型、配置、顏色等信息，PLC將相關(guān)信息寫(xiě)入RFID。
場(chǎng)景二：質(zhì)量檢測(cè)站點(diǎn)
質(zhì)量檢測(cè)站點(diǎn)會(huì)人工檢查每一臺(tái)車(chē)，但是只會(huì)把缺陷錄入系統(tǒng)，正常車(chē)不記錄。實(shí)現(xiàn)方式是在該站點(diǎn)的前、后各設(shè)立一個(gè)RFID站，MES列出已經(jīng)經(jīng)過(guò)前一個(gè)RFID站、尚未經(jīng)過(guò)后一個(gè)RFID站的所有車(chē)輛號(hào)碼，工人手動(dòng)選擇。
場(chǎng)景三：總裝物料拉動(dòng)

通常在PBS OUT設(shè)置一個(gè)RFID站點(diǎn)，當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)此站時(shí)，MES把該車(chē)的過(guò)站記錄廣播給物流系統(tǒng)，通知后者處理物料拉動(dòng)。

2. 高頻RFID TAG

高頻RFID工作在13.56 MHz頻率，讀寫(xiě)距離小于0.2米。

受此限制，要求應(yīng)用時(shí)滿足以下條件：
閱讀時(shí)TAG靜止。
TAG和閱讀器要盡可能平行及接近。
此技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速機(jī)的裝配工藝中應(yīng)用較為廣泛，就是因?yàn)樗麄兊难b配工藝符合這2個(gè)條件。
比如發(fā)動(dòng)機(jī)裝配通常采用摩擦輪輸送線，發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)入裝配位置時(shí)是固定的，并且固定在托盤(pán)上進(jìn)行輸送，而閱讀器就安裝在TAG的正下方。

這一特點(diǎn)造成發(fā)動(dòng)機(jī)RFID識(shí)別和整車(chē)有較大的差別：

采用高頻RFID。
每一個(gè)站都安裝閱讀器，而整車(chē)制造通常只在線頭、線尾裝閱讀器。
由于每一個(gè)站都安裝了閱讀器，因此可考慮將業(yè)務(wù)指令和數(shù)據(jù)盡可能地存儲(chǔ)在TAG上，由PLC直接讀寫(xiě)，這樣可以大大減少PLC和MES的交互。
比如西門(mén)子的高頻RFIDTAG可支持64KB容量的數(shù)據(jù)，那么我們可以把產(chǎn)品的主數(shù)據(jù)、上線日期、BOM、作業(yè)指令、裝配數(shù)據(jù)、追溯數(shù)據(jù)、維修記錄等都存儲(chǔ)在TAG上，因而一個(gè)TAG就相當(dāng)于一件產(chǎn)品的作業(yè)手冊(cè)和裝配檔案。

3. 螺釘RFID TAG

RFID TAG的有效部分是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，可以通過(guò)各種方式進(jìn)行封裝、固定。
比如有的TAG和磁鐵封裝在一起，可以吸在車(chē)輛的頂部；又比如有的TAG是一個(gè)硬幣形式的薄片，可以很方便地塞入托盤(pán)的固定孔。
這里介紹一種螺釘形式的TAG，如西門(mén)子的RF630T。
此TAG封裝了一個(gè)M6螺釘和一個(gè)64B的存儲(chǔ)芯片，可以安裝在一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)的固定孔上。

這種螺釘主要有2個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合。

場(chǎng)合一：發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器的機(jī)加工藝段。
由于在機(jī)加車(chē)間通常不采用托盤(pán)，機(jī)械結(jié)構(gòu)(缸體/缸蓋/離殼/變殼)結(jié)由桁架機(jī)械手在不同工位間移動(dòng)，因此我們只能將TAG固定安裝到機(jī)械結(jié)構(gòu)上，并始終隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)一起移動(dòng)。
場(chǎng)合二：發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器的裝配工藝段。
盡管在裝配工藝段有托盤(pán)，但是有的廠家希望TAG保留加工過(guò)程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)(如擰緊值)，并且和發(fā)動(dòng)機(jī)一起出廠，這樣將來(lái)召回或返修的時(shí)候可以直接從TAG中讀取原始的裝配信息。

4. 金屬二維碼

在發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器的機(jī)加工藝段，由于環(huán)境惡劣(如油污)，通常會(huì)采用激光蝕刻的方式，在金屬表面生成二維碼。
金屬二維碼設(shè)備通常又叫激光打標(biāo)機(jī)，由激光發(fā)射機(jī)、控制模塊、定位模塊、通信模塊等組成。
金屬二維碼由于表面反射率高，需要專門(mén)的識(shí)別設(shè)備，此設(shè)備由拍照、圖像處理、OCR識(shí)別、通信等模塊組成。

5. 條碼

一直以來(lái)，條碼在MES領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，汽車(chē)制造方面也是如此。

這是因?yàn)椋瑮l碼有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：

便宜。
可目視識(shí)別。
掃描槍識(shí)別條碼時(shí)無(wú)需與系統(tǒng)交互(對(duì)于PC來(lái)說(shuō)掃描槍相當(dāng)于鍵盤(pán))。

下面介紹2個(gè)應(yīng)用的例子。

例子一：裝車(chē)單打印。
當(dāng)車(chē)輛出PBS時(shí)，總裝車(chē)間所有分裝線自動(dòng)打印此車(chē)的裝車(chē)單，包括了車(chē)輛的VIN號(hào)、車(chē)型、關(guān)鍵工位物料號(hào)條碼等。當(dāng)工人裝配時(shí)，先后掃描料架和裝配單上的物料號(hào)條碼，MES將檢查這2個(gè)條碼是否一致。
例子二：作業(yè)防錯(cuò)。
當(dāng)車(chē)輛上線時(shí)，MES打印防錯(cuò)單，將關(guān)鍵工位的防錯(cuò)指令參數(shù)轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)字符串并打印在防錯(cuò)單上。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入防錯(cuò)工位時(shí)，工人掃描防錯(cuò)單，設(shè)備由此獲得防錯(cuò)指令參數(shù)。