中心議題：

• RFID技術用於汽車總裝線係統需求及目標
• RFID技術在汽車總裝線上的應用方案

解決方案：

• 基於RFID技術的汽車總裝製造執行係統

RFID（Radio Frequency Identification）shiyizhongfeijiechushidezidongshibiejishu
，taliyongshepinxinhaotongguokongjianouhe，shixianwujiechuxinxichuandibingtongguosuochuandidexinxidadaoshibiedemude
，shibiegongzuowuxurengongganyu，juyouhenduoyoudian，zhurushujucunchuliangda、可讀寫、非接觸
、識別距離遠、識別速度快、保密性好、穿透性強
、壽命長

、環境適應性好以及能同時識別多標簽等等，並且可工作於各種惡劣環境。

車間的製造能力和其內部物流能力對企業的生產能力起到了決定性的作用，製造執行係統（Manufacturing Execution System，MES）作為承接ERP（Enterprise Resource System，企業資源計劃） 係統、協調SCM（Supply Chain Management
，供應鏈管理）係統、調度底層生產控製係統的樞紐。激烈的市場競爭對現代製造業提出了進一步的要求，具體表現在以下幾個方麵：少shao量liang多duo種zhong類lei的de生sheng產chan模mo式shi，不bu斷duan縮suo短duan的de生sheng產chan周zhou期qi
，對dui客ke戶hu多duo變bian需xu求qiu的de及ji時shi響xiang應ying。這zhe些xie都dou要yao求qiu現xian代dai製zhi造zao業ye具ju備bei更geng高gao的de自zi動dong化hua和he信xin息xi化hua程cheng度du。研yan究jiu應ying用yongRFID技(ji)術(shu)
，探(tan)索(suo)重(zhong)組(zu)企(qi)業(ye)信(xin)息(xi)流(liu)
，更(geng)大(da)限(xian)度(du)地(di)發(fa)揮(hui)我(wo)國(guo)製(zhi)造(zao)業(ye)現(xian)有(you)資(zi)源(yuan)優(you)勢(shi)，推(tui)動(dong)企(qi)業(ye)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)及(ji)傳(chuan)統(tong)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)升(sheng)級(ji)換(huan)代(dai)的(de)可(ke)行(xing)方(fang)案(an)與(yu)模(mo)式(shi)，已(yi)成(cheng)為(wei)當(dang)務(wu)之(zhi)急(ji)。而(er)將(jiang)RFID技術融入MES係統之中
，必定是促進傳統製造業發展升級的眾多途徑之一。

1 係統需求分析

作為離散工業生產中的典型情況，汽車的裝配生產活動具有以下特征：生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)並(bing)行(xing)且(qie)異(yi)步(bu)，設(she)備(bei)功(gong)能(neng)冗(rong)餘(yu)度(du)大(da)

，控(kong)製(zhi)量(liang)相(xiang)互(hu)獨(du)立(li)，生(sheng)產(chan)資(zi)源(yuan)管(guan)理(li)複(fu)雜(za)，在(zai)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)零(ling)部(bu)件(jian)處(chu)於(yu)離(li)散(san)狀(zhuang)態(tai)，車(che)輛(liang)的(de)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)物(wu)理(li)加(jia)工(gong)和(he)組(zu)裝(zhuang)來(lai)實(shi)現(xian)。

RFID技術不隻是條碼技術的簡單替換，它在離散製造業中的應用將改變離散製造企業的生產經營方式。由於RFID技(ji)術(shu)具(ju)有(you)前(qian)文(wen)所(suo)述(shu)的(de)諸(zhu)多(duo)優(you)勢(shi)
，用(yong)其(qi)取(qu)代(dai)條(tiao)形(xing)碼(ma)在(zai)汽(qi)車(che)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)對(dui)車(che)輛(liang)進(jin)行(xing)標(biao)識(shi)和(he)跟(gen)蹤(zong)，整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)無(wu)人(ren)工(gong)幹(gan)預(yu)，可(ke)以(yi)在(zai)極(ji)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)降(jiang)低(di)工(gong)人(ren)的(de)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du)和(he)出(chu)錯(cuo)率(lv)。現(xian)今(jin)已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)RFID技術來實現自動

、高速、有效的記錄，降低操作員的勞動強度
，從而提高了產品下線合格率。

將RFID技術應用於汽車製造業
，融入到MES係統中，可提升生產過程的管理與控製水平，有效地跟蹤、管理和控製生產所需的包括物料、設備、人力等資源
；與上層管理係統結合
，可合理地調度、管理這些資源
，提高製造競爭力
，改善生產組織、縮短生產周期
、減少在製品數量，提高產品的質量和降低人力資源消耗。對於發展離散製造業生產製造係統模式和應用解決方案、提高製造過程可視化監控與產品質量追蹤水平、促進製造行業RFID技術應用標準規範形成、帶動我國RFID技術產業化發展等方麵具有重要的理論意義和應用價值。

2 係統目標

基於以上需求分析
，提出以下係統總目標：充分利用RFID的技術優勢
，結合總裝車間MES係統
，解決企業現行ERP係統的計劃層與車間現場自動化係統過程控製層之間、LES（Logistic Execution System，物流執行係統）車間內部物流層麵和MES係統生產控製層之間、車輛質量追溯係統和原有MES 係統之間信息和管理的斷層問題，實現製造和質量的可視化和數字化管理。具體分解為以下幾個子目標：

（1）將RFID技術與生產線調度係統進行結合，在生產線調度自動化的基礎上實現生產線調度智能化。
（2）將RFID技術與融入生產車間的裝配工位之中
，利用RFID標簽標識零部件進行數據采集，時刻掌握生產線物料消耗信息，無延遲拉動供應物流，進一步滿足JIT供貨模式的需求；對重要部件進行安裝記錄，為質量追溯係統提供翔實可靠的數據支持。
（3）將RFID技術與現場可視化係統相結合，向工位工人提供實時準確的裝配指導。
（4）將RFID技術與車間人員管理係統和質量追溯係統相結合，除了實現人員管理的功能，還可以對裝配操作進行記錄，實現裝配責任落實到人。

3 RFID技術在汽車總裝線上的應用方案

應用方案中共涉及到高頻（13.56MHz）超高頻（915MHz）兩種不同類型的RFID標簽，所選擇的RFID標簽規格如表1
、表2 所示。

[page]
其中人員配備高頻RFID標簽，標簽內存放員工ID和基本信息；每個零部件料箱中放置一枚高頻RFID標簽，標簽內存放零部件號
；每台車輛上放置一枚超高頻RFID標簽，標簽內存放車輛唯一標識碼（VIN 碼）。車輛標簽采用膠磁封裝，方便吸附於車體表麵。

在車輛上線之前，工作人員將初始化的標簽安裝在車體前部引擎蓋上表麵。

生產線員工需在工位上的高頻讀卡器上刷卡，完成上崗認證，係統記錄當前工位員工上崗狀態信息。

在車輛上線前，工作人員掃描車身VIN條碼
，超高頻讀寫器將VIN碼信息寫入其天線場強範圍內的車輛RFID標簽，後續工位通過讀寫車身RFID標簽來完成生產線車輛監控和數據采集等工作。

zaizhuangpeigongwei
，chaogaopinduxieqiduqucheliangbiaoqianhou
，tishixiangyinggongweidelingbujiananzhuangxinxi。gongzuorenyuananzhuangxiangyinglingbujian，bingzaigaopinduxieqishangshuaxiangyinglingbujianliaoxiangzhongdegaopinRFID標簽。係統獲取相應車輛的部件安裝信息和工作人員信息以備後期質量跟蹤
，係統向LES係xi統tong返fan回hui物wu料liao消xiao耗hao信xin息xi，並bing刷shua新xin工gong位wei零ling部bu件jian安an裝zhuang信xin息xi提ti示shi
，直zhi至zhi該gai工gong位wei所suo有you應ying裝zhuang部bu件jian全quan部bu安an裝zhuang完wan畢bi。在zai向xiang生sheng產chan線xian工gong位wei供gong貨huo環huan節jie中zhong，生sheng產chan物wu流liu部bu門men將jiang零ling部bu件jian送song達da工gong位wei之zhi後hou，係xi統tong更geng新xin零ling部bu件jian數shu量liang信xin息xi。

在下線工位，超高頻讀寫器讀取車輛標簽
，係統檢查裝配信息，工作人員取下RFID標簽

，循環使用。

4 基於RFID技術的汽車總裝製造執行係統

4.1 係統功能模塊
基於RFID技術的汽車總裝製造執行係統功能模塊主要分為車間生產管理、生產線可視化
、RFID標簽管理
、車間人員管理等四個功能模塊

，具體功能結構如圖1 所示：

車間人員管理：管理車間人員的基本信息，配置員工的工作崗位信息，為人員工作記錄和車輛零部件數采等功能提供相關基礎數據。

總裝車間生產管理：在計劃層麵從ERP係xi統tong獲huo取qu粗cu粒li度du生sheng產chan計ji劃hua，分fen解jie成cheng為wei日ri生sheng產chan計ji劃hua，指zhi導dao車che間jian生sheng產chan。在zai整zheng車che生sheng產chan過guo程cheng中zhong對dui車che輛liang的de每mei一yi個ge裝zhuang配pei步bu驟zhou進jin行xing指zhi導dao和he監jian控kong，以yi規gui範fan整zheng個ge生sheng產chan流liu程cheng，其qi中zhong包bao括kuo向xiang裝zhuang配pei工gong人ren提ti供gong裝zhuang配pei作zuo業ye指zhi導dao
，自zi動dong化hua整zheng車che裝zhuang配pei和he物wu料liao消xiao耗hao數shu據ju采cai集ji，提ti供gong精jing確que到dao零ling部bu件jian信xin息xi
、裝配人員信息、供應商信息的裝配記錄，向MES係統實時反饋工位物料的消耗數據。

生產線可視化：提供對生產線和車輛狀態信息的實時反饋，有利於管理人員實時掌握生產情況。

RFID標簽管理：負責人員標簽的發放和管理
，在車輛標簽的循環使用中對標簽進行發放和回收，並針對車輛標簽進行資產管理。

4.2 係統體係結構
本係統利用部署在車間服務器中的RFID軟件中間件對車間讀寫器網絡進行統一管理，有利於屏蔽RFID設備差異性、提高RFID讀寫器網絡的穩定性和效率，且RFID 設備不依賴工位終端，無需對工位終端進行特殊配置

，方便部署。基於RFID 技術的汽車總裝製造執行係統結構如圖2所示：

[page]
4.3 係統軟件架構
本係統采用B/S架構
，在J2EE開發環境下，結合Struts2
、Hibernate、Spring
、DWR等主流開源框架，具有良好的跨平台兼容性。基於RFID技術的汽車總裝管理係統的軟件架構如圖3所示：

Struts框架是基於MVC（Model-View-Controller）模式的框架，主要采用JSP與Servlet 技術實現。係統使用Struts框架整合Servlet
、JSP、自定義標簽和信息資源
，完成係統對前台頁麵操作的響應。

係統采用Hibernate作為Java持久層解決方案，建立對象/關係映射，實現從關係型數據到對象型數據的轉換。

DWR作為一種實現了Ajax交互能力的Web框架，可以把服務器端的任何Java對象公開為可以通過瀏覽器中的JavaScript訪問的遠程對象。本係統利用DWR框架實現正向和反向Ajax功能
，將RFID處理模塊所獲取的數據實時推送至響應業務模塊中
，減少瀏覽器冗餘請求，降低服務器壓力，提高係統運行效率。

Spring框架是在J2EE的基礎上實現的一個輕量級J2EE框架。本係統用它來為程序提供Bean的配置、AOP的支持、抽象事務支持，組織係統中的業務服務層
、數據訪問層對象，實現組件對象創建與使用之間的鬆耦合。

5 結語

據該係統在安徽某汽車生產企業總裝生產線上的實際運行情況表明，基於RFID 技術的汽車總裝製造執行係統使得企業能夠及時、準確的掌握生產線狀態
，提高生產效率，確實有利於MES係統和LES 係統之間協同工作
，為產品的質量跟蹤提供精確的數據保障。