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RFID技术在汽车产业链中的应用效益分析

2008年09月23日 10:17:00 中国传动网

RFID系统主要由RFID标签(Tag)、读写器(Reader/Writer)和应用系统(Application System)三部分组成。RFID系统利用射频信号以无线方式传输数据,根据产品唯一拥有的识别码来高效地分辨、追踪、管理产品,实现查询、结账、存货控制、统计等功能。 ABI Research分析认为,2008年RFID产品的市场需求将会有爆炸性增长,全球RFID标签市场规模将从2002年的5.7亿美元增长至2008年的21.4亿美元,RFID读写器市场规模会从2002年的2.6亿美元增长至2008年的9.4亿美元,RFID应用系统的市场规模也将由2002年的3.5亿美元增长至2008年的8.6亿美元,全球RFID产品市场总需求将由2002年的11.8亿美元增长至2008年的39.4亿美元。未来RFID技术在各行业的应用将十分普遍,特别是在汽车行业的应用将最为可观。 汽车产业链可简单划分为零件制造、整车装配与售后服务三个基本环节,目前RFID技术主要应用于零件制造和整车装配环节。汽车零件制造技术复杂,涉及范围广,并且制造流程多,涵盖了铸造、锻造、冲压、机械加工及热处理等多种工序,零件数量达8000~15000种之多;整车装配过程也包括零件冲压、焊接、喷漆、部件或总成组装、整车装配等诸多环节。无论是零件生产厂还是整车装配厂,仅由人工管理数量庞大的零部件和复杂、众多的制造流程,往往容易出现差错,而且无法从源头上快速提高各流程的运作效率与效益。而RFID技术为零件制造和整车装配提供了多种有效的管理方案。 本文将简要介绍RFID技术在汽车行业的应用案例及效益分析。 RFID技术在汽车零件制造环节的应用——以米其林轮胎北美公司为例: 制造轮胎的主要生产流程包括:密炼、胶部件准备(挤出、压延、胎圈成型、帘布裁断、贴三角胶条、带束层成型)、轮胎成型、硫化、检验、测试等工序,每个工序都包含非常复杂的工艺过程。同时,由于产品数据长、产品数量大的特点,在生产控制、产品数据管理过程中沿用手工方式进行数据记录,难免出错;另外,用手工方法将每年几百万条轮胎及相关信息都准确无误地录入到数据库中也可能出错。故大多数轮胎厂都没有针对单个轮胎的详细数据库,这不利于查询轮胎信息,无法在轮胎制造和使用过程中进行科学管理。 米其林轮胎北美公司为适应公司内部未来发展和外部环境强制要求的双重需要,改产基于RFID技术的智能轮胎。生产过程是,工作人员在轮胎成型工序嵌入具有压力和温度感应功能的特制RFID标签(如图2所示),嵌入位置是胎体帘布层与胎侧胶之间,胎胚经硫化工序后,标签就被固定并封存在轮胎内,这种智能轮胎从出厂、使用期间的维修及翻新、直至报废的整个生命周期内,所有诸如生产序号、生产日期、生产厂代号、汽车制造厂的标识码等重要数据均完整地保存在标签的芯片中。 基于RFID技术的智能轮胎从多方面提高了轮胎供应链的运行效率与效益: 1.用RFID读写器识读标签信息,工作人员可无一遗漏地快速统计轮胎数量,保证了输入数据的正确性; 2.由于每个轮胎均拥有唯一的识别码,当轮胎出现早期失效时就可通过识读标签确认该轮胎是否为本厂产品,继而可自上而下追溯到成型、硫化、质检、包装、仓储、发运等各环节,以确定导致轮胎失效的关键环节并查找真实原因,从而逐步提高产品质量; 3.嵌入轮胎内的特制标签可与TPMS(Tire Pressure Monitoring System,胎压监测系统,该系统也具有轮胎温度检测功能)结合,以便及时监测胎压及轮胎温度,从而可随时向驾驶员提供实时数据。如胎压过低时,TPMS将警告驾驶员,不要在低胎压的危险状况下行驶,由此增加了驾驶安全性,并提高了智能轮胎与普通轮胎的差异性。 RFID技术在整车装配环节的应用——以福特汽车公司墨西哥工厂为例: 福特(Ford)汽车公司墨西哥工厂每年大约生产30~40万辆小客车和卡车。该工厂采用JIT生产方式,库存与自动化生产线上物料供给必须配合车辆装配进度。工厂对车辆装配进度的实时追踪与监控是用人工方式实现的,从焊接车间开始,经过车身喷漆区、部件或总成组装区,一直到最后的整车组装(如图3所示)。人工追踪生产进度的基本手段是采用条形码或纸制识别卡,而它们非常容易被毁坏、调换或遗失,因此,经常会造成生产作业出现错误操作,例如物料不能及时配送到正确位置等,致使生产过程不断出现生产管理、物料管理和品质管理等方面的问题。 Ford汽车公司墨西哥工厂2002年开始采用RFID技术解决此类问题。首先在组装车辆的托架下面安装可回收、可无限重复使用的RFID标签,然后为每台组装车辆编制相应序号,并用读写器将此序号写入RFID标签中,标签随着装配输送带一同前行;然后,将读写器安装在生产线地板下面的防爆尼龙盒中,根据需要分别在车体焊接部门、喷漆部门、组装部门放置适量的读写器。当承载组装车辆的托架通过读写器时,读写器就可自动获取标签中的数据,并经网络传送到中央电脑作业系统中。该系统对这些实时数据进行一系列分析,使工作人员及时了解物料配送、制造成本、产品质量以及生产技术等多方面的现场运作情况;对于异常情况,该系统还可以通过分析立即提出相应的解决方案,这样就有效避免了人工操作易产生错误的弊端。 需要指出的是,RFID标签与读写器之间传输的信号易受金属阻隔或反射,因此标签不能安装在正组装的车辆上,否则会影响读写器正常获取数据的效果。Ford公司墨西哥工厂用特殊材料制成托架,使安装在这种托架上的RFID标签能与读写器进行有效的数据传输。 Ford公司墨西哥工厂在汽车整车装配环节应用RFID技术产生了如下效益: 1.RFID标签代替了条形码或纸制识别卡,使工厂基本实现了无纸化操作;工作人员更新整车装配进度、确认每一工序基本步骤是否正确完成、落实物料的供应情况等更加高效;RFID标签的重复使用还可节省大量成本。 2.RFID技术远距离非接触式自动获取数据以及可承受恶劣的工作环境(如脏污、油渍、高温与完全覆盖的油漆等),且无需限定RFID标签附着位置等特点,使工厂能准确获取相关数据,并传送至应用系统对数据进行实时在线分析和处理,实现了对车辆装配进度的自动实时追踪与有效监控。 RFID技术在汽车维修环节的应用——以台湾裕隆日产汽车公司为例: 裕隆日产汽车股份有限公司成立于2003年10月,是台湾裕隆集团与日本日产(Nissan)公司的合资企业,专注于Nissan品牌的经营,负责日本日产公司在台湾地区除制造以外的汽车全价值链活动,包括设计、研发、采购、营销等活动,并与日产公司共同发展中国大陆事业,还参与到日产公司的研发等国际分工。 2004年6月,裕隆日产汽车公司宣布将RFID技术应用于汽车维修服务业务,利用IBM公司RFID解决方案建立RFID汽车动态保修系统。2005年6月,该系统在裕隆日产所属的一间汽车维修厂(位于台中市文心路)建成并正式投入运行。 RFID汽车动态保修系统由两部分构成。一部分是汽车维修厂内的一台PC服务器,装载IBM公司Web sphere Edge Server软件,还有13台读写器,分别设于大门、洗车、终检站等各区域的地下,上面覆盖高强度玻璃纤维板,不致阻挡电波的穿透性,这些读取器可读取安装在日产汽车水箱下方具有个别序号的RFID标签;另一部分是设置在裕隆日产公司总部的RFID应用系统,由一台安装IBM公司RFID中间件——Web sphere Premise Server的Unix服务器构成,该服务器执行数据库软件DB2,整合软件MQ Series,管理软件Tivoli,同时还与裕隆日产的经销管理系统相连接,统称为Smart DMS系统。 当车辆进入维修厂时,位于大门口的RFID读写器读取车载RFID标签中的序号信息。厂内的PC服务器由IBM Web sphere Edge Server软件接收该信息,然后通过网络把该信息送至Smart DMS系统,查出该车主的相关信息,如车主姓名、保险信息、车号、以往维修记录、预约细节及个人偏好等。然后,Smart DMS系统再将这些信息快速回传到维修厂,厂内维修人员立刻打印出这些内容,预先了解车主及车辆的情况,从而为顾客提供个性化服务。例如,针对喜欢自己带机油的客户,保修人员可以询问本次维修是否同往常一样不用维修厂的机油,可以使车主不必重新说明自己的偏好,有助于巩固客户关系。如车辆还未装载RFID标签,维修人员经车主同意后,将分配给该车的序号写入RFID标签并将其安装在车辆水箱下方,同时,裕隆日产公司总部的Smart DMS系统也把该序号与该车辆的各种信息对接,以备查询。维修结束时,维修人员会将此次维修记录录入PC服务器,并传送至Smart DMS系统,为下次维修提供方便(如图4所示)。RFID汽车动态保修系统有效提升了裕隆日产汽车维修业务的营运效率。 另外,RFID汽车动态保修系统还可为车主提供最新维修状态信息。一个完整维修过程约为50分钟,这段时间内,有的车主会到附近喝咖啡,有的车主会留在维修厂内等待。过去,维修进度都标注在“动态管理看板”上,如果车主要了解维修进度,就要亲自到维修厂内“动态管理看板”前去看,比对车牌号码才能得知自己的汽车目前的维修进度。现在的RFID汽车动态保修系统把汽车维修进度随时显示在客户休息室内的电子广告牌上,维修进度可在宽阔明亮的休息室内一目了然,大大提升了顾客满意度。 运用RFID技术后,裕隆日产汽车维修业务的效率提高了,而RFID系统整合客户数据的功能,进一步提升了个性化服务水平,提高了客户满意度,由此,突显出裕隆日产的差异化竞争优势。 未来汽车生产过程中,如能在关键和重要零部件上附装RFID标签,那么借助手持式读写器就可获取这些零件的制造日期、生命周期和其他相关资料,据此,维修人员可向消费者提出维修或更换零件等针对性建议。同时提供部分替代零部件供客户选择,以有效降低维修成本。 RFID技术在汽车产业链各环节中的应用,从十几年前初见端倪,到现在已变得无处不在,从车辆制造到售后服务,处处都有其踪影;在应用成熟度上,汽车制造环节比售后服务环节要高,售后服务环节在近几年才开始测试。预计未来几年,RFID技术在汽车制造环节的应用将渐趋成熟,在售后服务环节的应用将呈现多种模式共同发展的格局。

供稿:佳工机电网

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