基于RFID技术的乘用车涂装生产数据库建立

　　1 引言

　　随着人们对汽车日益增加的个性化需求，汽车生产已经走向由消费者主导的模式。当前汽车生产呈现：产品多样化、系列化，混流生产，批量集中生产，投放市场迅速的特点。汽车制造商除需要制定高效的生产计划外，还需要建立一个高效、稳定的信息化平台，实现车身信息有效监控和管理。

　　1.1 RFID系统简介

　　RFID(Radio Frequency IDentification)技术，即无线射频技术，能够高效、实时、精准的实现车身信息读写，由询问器(或读码器)和很多应答器(或载码体)组成，其工作原理是载码体进入磁场后，读码器(读码器上的天线)发射特定频率的无线电波能量给载码体，用以驱动应答器电路将内部的数据送出，此时读码器便依序接收解读数据, 送给应用程序做相应的处理。

　　1.2 涂装数据库引入RFID的现实意义

　　信息化生产管理一直是制造企业提高生产效率、节约成本的重要环节，涂装信息化的重要工具便是读码器及配套的数据传输系统。但传统的普通红外线对射式读码器，精度调整难度大，不易构架讯网络、难以建立完备涂装数据库。而随着RFID技术的采用，数据可以涵盖涂装生产线的所有方面，例如用以检测进入涂装的白车身的车型、颜色信息、各工位使用配件信息、机器人换色信息以及下线至总装时，总装需准备的零部件等众多信息，大大优于传统的信息读取设备。

　　2 基于RFID系统构造数据库的建立理念

　　2.1 数据库网络划分结构

　　通讯结构上，RFID属于I/O层，涂装数据库属于CCR层，IT科ALC属于ERP层，如图1所示。在CCR层面建立涂装数据库，随时调用所需要数据，对零部件(SP)、示教车、再涂车、空台车的管理能力大大提升，并对正常生产车身的数据找回、核对起关键性作用。CCR层数据库通过相应的通讯协议连接涂装生产PLC与IT科ALC系统，系统结构如图2所示，其网络划分原则：

　　1) 整体网络分4个环形网络进行组网。(cc-link IE control)

　　2) CCR作为3个网络的主站，并设置网络模块与子网进行通讯。

　　3) CCR设置3个光纤网模块与现场所有PLC进行通讯。

　　4)底层I/O设备可采用三菱或其他品牌PLC系统。

　　2.2 基于RFID技术建立数据库的依据

　　数据库的建立所采用的通讯协议如图1所示，数据库主要负责VIN DATA接收，车型信息发送，设备信息收集。每次通讯会自动书写日志。与ALC通信时，将通过各个工位的信息告知ALC，ALC收到后会询问是否需要发送VIN号等各类车身信息，在投入PA-ON工位时，数据库会请求数据，ALC将所有车身信息发送至数据库;而在其他工位，数据库不会向ALC请求车身数据，到此步骤通讯即中断，节省大量通讯流量及通讯时间。而数据库与底端通讯时，首先会与CCR的PLC通讯，CCR的PLC负责将现场采集的数据发送给数据库，数据库会根据发来的信息，调取要求的信息进行反馈，CCR的PLC接收到反馈信息后，会比对与现场采集的信息是否吻合，做出放行与再次请求的判断，而CCR的PLC所有数据均来自现场RFID系统所采集的数据。

　　3 数据库在涂装生产线的实现形式

　　3.1 RFID系统在涂装的应用

　　基于RFID系统良好的读写性能及大容量存储的特性，我们建立了基于此技术的通讯方式，以及读码器的安装位置，如图3所示，每经过一个重要工位前，都会对其信息进行确认。

　　各点位详细说明：

　　1)PA-ON：WBS向PA转载车身，此处通过扫描VIN码，与ALC通讯，将VIN码对应的ALC服务器中的车身信息存储在RFID中，并将信息存储在CCR数据库中，此处可以进行人工重新读写。

　　2)ED-IN：读写器读取PA-ON来的车身信息，将车型信息发送给电泳整流器，并与CCR中的信息进行校验，有人工重读写功能。

　　3)ED-HANGER/ED-DOLLY：吊具转载到台车，RFID读取ED_IN吊具来的车身信息，移载完成后，将车身信息写入台车，并将信息存储在CCR中，有人工干预操作

　　4)SEALER：将经过此点位的信息发送给CCR。

　　5)UBC：过扫描点会发送车型信息给机器人，并将RFID中的信息与CCR数据库中进行校验，提供人工干预重读写功能。

　　6)WIPE：过扫扫描读取RFID信息，与CCR数据库的信息校验，然后发送给WIPE、中涂机器人，同时与ALC进行通讯。

　　7)TOPCOAT：过扫描点读取RFID信息，与CCR数据库的信息校验，然后发送给色漆机器人。

　　INSPECTION：过扫描点读取RFID信息，与CCR数据库的信息校验。

　　9)GBS：过扫描点读取RFID信息，与CCR内部的信息校验，车身信息进入GBS存储区，并将存储在CCR数据库中。

　　10)REPAIR-IN：过扫描点读取RFID信息，与CCR内部的信息校验，车身信息进入返修区，并将信息存储载CCR数据库中。

　　11)PBS-IN：过扫描点会发送车型信息给输送设备，输送设备进行车身的排序，同时信息存储在CCR中 ，并将车身信息发送到ALC，其终端电脑显示各序位的车身信息。

　　12)PA-OFF：过扫描点会发送车型信息给CCR，进行数据校验，然后与发送信息给ALC。

　　涂装车间可安装13个读码器， 在每一个承载车身的吊具和台车上安装载码体，它为128byte数据存储介质，其中分配了车身VIN号、车身生产年限、车种、车型、派生、外涂颜色、内涂颜色、生产编号、承载台车号、内装密封胶机器人JOB号、UBC机器人JOB号、盐腐蚀代号、鸵鸟毛机器人JOB号、中涂JOB号、上涂车型号、上涂颜色号、清漆颜色号、清漆车型号、各工位时间邮戳、台车循环使用次数、特殊车身使用号、SP部品使用号等各类信息，并对其地址进行了严格分配。

　　3.2 PA-0N投入工位与数据库的通讯建立

　　首先，吊具承载车身到位后，操作人员将扫描焊装下线处的VIN号码及吊具号输入ALC系统终端电脑，ALC系统得到VIN号后，会与吊具号匹配，同时将颜色信息，MTOC号等众多信息一同捆绑，发送至涂装数据库，数据库得到信息后，将所有信息发送给输送PLC，输送PLC自我判断后，将信息写入载码体(TAG)，同时，告知CCR的PLC通讯完成，CCR的PLC也会将完成信号发送给数据库，数据库将从ALC得到的数据存于数据库中，至此当前的车身在涂装便是正式有信息车身，开始进入工艺处理阶段。而其中，如果通讯流程一旦出错，CCR的PLC便不会将数据发送信号给输送设备，且会反馈给ALC系统，再次请求数据。数据得到后，再次发送至输送设备，完成通讯流程。

　　3.3 其他工位与数据库的通讯建立

　　在涂装车间一共13个点位的读码器中，除PA-ON(投入)和PA-OFF(下线)与IT科ALC系统发生大量数据交换外，其他点位均只与ALC系统说明工位通过信息，而其他工位的信息传送，信息记录完成靠涂装数据库完成。通过输送读取的台车号发送给CCR的PLC程序，PLC程序将数据类型转化后，发送给涂装数据库，数据库根据请求的数据，做出相应的回复，输送设备得到相关数据后，会再次反馈给CCR的PLC程序一个信号，CCR收到后，会发送给输送放行信号将车身放行。而在于机器人设备的通讯上，机器人设备会在连锁条件满足的情况下直接与CCR发生通讯，请求数据，数据库将数据调出，发送给机器人设备。

　　4 结语

　　本文主要针对基于RFID技术建立乘用车涂装数据库的相关建立理念、建立方法等内容做出了说明。着重说明了RFID技术在涂装中的应用、与涂装数据库的通讯流程制作、网络结构构成以及关联扩展业务三个方面的内容。整车生产期间，经历许多的管理环节，包含众多的管理信息，RFID数据库的建立可以弥补涂装生产线无自己的信息管理平台这一劣势，使得企业能够及时、准确的掌握生产线状态。尽管在现有的涂装生产数据库管理中引入RFID成本后会带来相关成本的增加，但是如果能够将RFID应用带来的优势惠及到各个相关管理领域，其应用成本将被众多环节稀释，自然而然的分摊到车辆制造费用将会显著降低，那么RFID的应用价值将会得到进一步提升，经济效益将会大大增加。