I. Hintergrund der Lösung
Derzeit ist der Informationsgrad in der Automobilindustrie sehr unterschiedlich: Einige Unternehmen sind stark digitalisiert, andere stehen erst am Anfang, und einige verwenden immer noch vollständig manuelle Aufzeichnungsmethoden. Alle Unternehmen möchten jedoch Identifikationssysteme einführen, um ihr Management auf ein bestimmtes Niveau zu heben, die Effizienz der gesamten Logistikkette zu steigern und die Fehlerquote zu senken. Obwohl die meisten Unternehmen eigene ERP-Systeme eingeführt haben, arbeiten die Informationssysteme in jedem Unternehmen isoliert, was zu ernsthaften Informationssilos und erheblichen Unterschieden im Informationsgrad führt. Besonders rückständig ist die Situation bei den heimischen Unternehmen in unserem Land. Dennoch investiert jedes Unternehmen langfristig erhebliche Mittel in die Digitalisierung, und es besteht ein starker und dringender Wunsch, Identifikationssysteme einzurichten.
Die Automobilzulieferindustrie ist ein wesentlicher Bestandteil der Automobilindustrie und die Grundlage für ihre langfristige stabile Entwicklung. In den letzten Jahren hat der Markt für Automobilteile 200 Milliarden Yuan erreicht, der Wartungsmarkt 60 Milliarden Yuan. Es hat sich nicht nur eine gewisse wirtschaftliche Größe herausgebildet, sondern auch die Qualität der Fahrzeuge hat sich erheblich verbessert. Angetrieben durch die Lokalisierung von Automobilkomponenten hat sich ein relativ vollständiges und ausgereiftes Teileversorgungssystem herausgebildet.

II. Lösungsübersicht
RFID (Radiofrequenz-Identifikation) ist eine sich schnell entwickelnde Identifikationstechnologie, die Daten durch berührungsloses Erkennen von Objekten gewinnt. Im Vergleich zu herkömmlichen Barcodes bietet sie eine große Datenkapazität, berührungslose Erkennung, lange Haltbarkeit, Schmutzresistenz und Anpassungsfähigkeit an raue Umgebungen. Sie wird in verschiedenen Branchen weit verbreitet eingesetzt.
Im Vergleich zu anderen Branchen stehen Automobilhersteller und Zulieferer unter einem größeren Druck: Einerseits müssen sie kontinuierlich Kosten senken, andererseits müssen sie sicherstellen, dass ihre Produkte den besonders strengen Qualitätsstandards dieser Branche entsprechen. In den letzten Jahren haben Automobilhersteller einen großen Teil ihres IT-Budgets für Lieferkettenmanagementsysteme ausgegeben, um transparente und flexible Lieferketten zu erreichen. Die Rolle der RFID-Technologie bei der Verfolgung von Materialien und Produkten wird sich positiv auf die Automobil-Lieferkette auswirken. Durch den Einsatz von RFID-Systemen kann eine visualisierte Verwaltung der Lieferkettenprozesse und eine verteilte Steuerung der Fertigungsprozesse erreicht werden.
Ein typisches automatisches RFID-Identifikationssystem besteht aus folgenden Teilen: Datenträgern, Lese-/Schreibgeräten und Schnittstellenmodulen. Das Schnittstellenmodul verbindet sich über Bus oder serielle Schnittstelle mit Steuerungen wie SPS und PC.

III. Systemdesign
Am Produktionsstandort des Unternehmens wird eine zentrale Datenbank als Informationsplattform für den Warenverkehr eingerichtet, um eine einheitliche standardisierte Verwaltung zu ermöglichen. Im industriellen Prozess wird jedem Werkstück in der Fertigung mithilfe der RFID-Technologie eine Identifikationsnummer (ID) zugewiesen – sein Name im Informationsnetzwerk. Über RFID werden der Produktionsstatus und die Lagerbestände in das Informationsnetzwerk abgebildet, in der zentralen Datenbank vor Ort registriert und an Informationssysteme (z. B. ERP, MRP) übermittelt.

IV. Systemablauf
Die Anwendung von RFID in der Automobilindustrie umfasst die Identifikation und Verfolgung von Karosserien, die Verfolgung von Teilen und Anlagegütern sowie die Logistik von Fertigfahrzeugen:
4.1 Karosserieverfolgung und -identifikation in der Produktion
Das Karosserie-Identifikationssystem (AVI) erfasst in Echtzeit Produktionsdaten, Qualitätsüberwachungsdaten und andere Informationen an verschiedenen Produktionslinien und übermittelt sie an Abteilungen wie Materialmanagement, Produktionsplanung, Qualitätssicherung und andere. Dies ermöglicht eine bessere Verwaltung der Rohstoffversorgung, Produktionsplanung, Verkaufs- und Serviceleistungen, Qualitätsüberwachung und lebenslange Qualitätsverfolgung von Fahrzeugen. Vor der Einführung von RFID wurden Karosserieinformationen hauptsächlich über Barcodes gespeichert. Die Vorteile der Barcode-Identifikation sind flexible Konfiguration und niedrige Systemkosten. Da die Karosserieinformationen jedoch in SPS- oder PMC-Datenbanken gespeichert sind, werden hohe Anforderungen an die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Netzwerkkommunikation gestellt, was leistungsstarke SPS, große Datenbanken und schnelle PMC-Hosts erfordert.
Nach der Einführung des RFID-Systems werden elektronische Tags in der Regel auf den Schlitten angebracht, die die Karosserie tragen, und bewegen sich mit dem Werkstück durch den gesamten Prozess. Es entsteht eine „intelligente Karosserie", die eine mobile Datenbank durch den gesamten Produktionsablauf mitführt. Entsprechend den Prozess- und Produktionsanforderungen können Lese-/Schreibgeräte am Ein- und Ausgang der Lackiererei, an Verzweigungspunkten der Werkstücklogistik und an den Eingängen wichtiger Prozesse (z. B. Spritzkabinen, Trockenkammern, Lagerbereiche) installiert werden. Eine Lese-/Schreibstation besteht aus einem Werkstückpositionssensor, einem Tag-Lese-/Schreibgerät, einem Kommunikationsschnittstellenmodul und einer Mensch-Maschine-Schnittstelle. Der grundlegende Ablauf: Nachdem der Sensor das Eintreffen der Karosserie erkannt hat, liest das Lese-/Schreibgerät automatisch die auf dem Tag auf dem Schlitten gespeicherten Daten, sendet sie an die SPS und zeigt sie auf dem HMI an; die Daten werden dann über die SPS an das Werkstatt-Prozessüberwachungssystem PMC zur weiteren Verarbeitung und Berechnung hochgeladen, wodurch die Verfolgung des Werkstückflusses und die Steuerung des Produktionsprozesses in der gesamten Werkstatt erreicht wird. Der Einsatz von RFID-Technologie in der Produktionslinie erfordert nicht, dass alle Lese-/Schreibgeräte mit der Hauptdatenbank kommunizieren, sodass ein Kommunikationsfehler mit der Hauptdatenbank nicht zum Produktionsstopp führt. Nach den Stationen können auch Daten auf den Tag geschrieben werden. Daher wird RFID zunehmend in Karosserie-Identifikationssystemen eingesetzt.
4.2 Teile- und Anlagenverfolgung
Ein Automobil besteht aus einer Vielzahl von Teilen. Eine gute Teileverfolgung kann die Logistik- und Qualitätsverwaltung verbessern. Derzeit wird die Teileverfolgung hauptsächlich mit zwei Methoden durchgeführt. Erstens wird der Tag direkt am Teil befestigt, was als harte Verknüpfung bezeichnet wird. Ein typisches Beispiel ist der Einsatz von RFID zur Reifenverfolgung. Solche Teile haben in der Regel einen hohen Wert, erfordern hohe Sicherheit und sind leicht verwechselbar. RFID kann diese Teile effektiv identifizieren und verfolgen. Zweitens wird der Tag an der Verpackung oder an Transportgestellen der Teile angebracht. Letzteres reduziert die Kosten für den RFID-Einsatz, erfordert jedoch die Aufrechterhaltung einer Datenbankverknüpfung zwischen dem markierten RFID-Behälter und den darin enthaltenen Teilen. Diese Methode wird als weiche Verknüpfung oder weiche Verfolgung bezeichnet.
4.3 Logistikmanagement für Fertigfahrzeuge
Der intelligente elektronische Fahrzeug-Tag, der in den RFID-Tag geschrieben ist, ermöglicht ein Informationsmanagement der Fertigfahrzeuglogistik und hilft bei der Lösung von Problemen in der Fahrzeugproduktion, Bestandsverwaltung und im Vertrieb. Die Fahrzeugidentifikationsnummer (FIN) ist der Identitätsnachweis im Fahrzeugverkehr. Diese Nummer kann in den im Fahrzeug eingebetteten RFID-Tag geschrieben werden, um eine elektronische digitale Kennzeichenverwaltung zu realisieren. Durch das Auslesen der im intelligenten elektronischen Fahrzeug-Tag gespeicherten Informationen werden die Genauigkeit und Effizienz der Fahrzeuginformationen erheblich verbessert, und Probleme im After-Sales-Service, bei der Produktverfolgung und der Qualitätsrückverfolgung werden gelöst.
4.4 Anwendung in der gesamten Automobil-Lieferkette
Die RFID-Technologie durchbricht die Werksgrenzen und wird in der gesamten Automobil-Lieferkette eingesetzt. Toyota Motor plant den Aufbau eines solchen Systems zur Verfolgung von Fahrzeugen über die gesamte Lieferkette hinweg. In der ersten Phase werden wiederverwendbare Tags in der Montagehalle zur Überwachung der Fahrzeuge eingesetzt. In der zweiten Phase werden Einweg-Papier-RFID-Tags zur Verfolgung von Teilen und Fertigfahrzeugen verwendet, und die Fahrzeugverfolgung wird in den Distributionszentren realisiert. In der dritten Phase plant Toyota, RFID im Einzelhandel einzusetzen. RFID wird dauerhaft im Fahrzeug verbleiben und während des gesamten Lebenszyklus genutzt. Die Informationen auf dem RFID-Tag umfassen Kundendaten und ursprüngliche Produktionsdaten.
Darüber hinaus kann RFID auch als Fälschungsschutz für Teile eingesetzt werden. Beispielsweise werden elektronische Tags in Teile wie Reifen, Motoren, Airbags und Antriebswellen eingebettet. Mithilfe der Verschlüsselungs- und automatischen Identifikationsfunktionen können gefälschte Teile unterschieden und die berechtigten Interessen der Verbraucher geschützt werden. Wir versuchen auch, RFID zur Verwaltung von Druckgasflaschen für komprimiertes Erdgas in Fahrzeugen einzusetzen. RFID-Tags werden an den Flaschen angebracht und speichern Informationen wie Hersteller, Herstellungsdatum, Anzahl der Befüllungen usw., um die Flaschennutzung zu überwachen, abgelaufene Flaschen rechtzeitig auszusondern und potenzielle Risiken bei der Nutzung zu reduzieren.
4.5 Implementierungsvorteile
4.5.1 Fehlervermeidungsmanagement
Der Einsatz von RFID-Technologie an Montagelinien zur Massenproduktion kundenspezifischer Fahrzeuge: Benutzer können aus Tausenden von internen und externen Optionen wie Farbe, Motormodell und Reifentyp wählen. Daher muss die Montagelinie Hunderte von Fahrzeugtypen montieren. Ohne ein hochorganisiertes und komplexes Steuerungssystem ist eine solche Aufgabe sehr schwierig. Ein RFID-System an der Montagelinie verwendet wiederverwendbare RFID-Tags, die detaillierte Anforderungen für jedes Fahrzeug enthalten. An jedem Arbeitsplatz ist ein Lese-/Schreibgerät installiert, das eine fehlerfreie Montage an jeder Linienposition gewährleistet.
4.5.2 Lagerverwaltung
Teileverwaltung: Aufbau vollständiger Aufzeichnungen über die Lieferqualität der Lieferanten und Chargeninformationen. Für jeden Lieferanten können Teile, die auf der Grundlage eines elektronischen Kanban in das Unternehmen gelangen, etikettiert und aufgezeichnet werden, einschließlich Modell, Typ, Charge, Produktionsdatum usw., für die Ein- und Ausgangsverwaltung.
4.5.3 Echtzeit-Überwachung der Produktionslinie
Implementierung der RFID-Verfolgung während des gesamten Produktionsprozesses – vom Eingang des Produkts in die Endmontagehalle bis zur Endkontrolle des Fahrzeugs.
4.5.4 Kostenkontrolle
Nutzung der modernen Logistiktheorie zur Verbesserung der Lagerhaltung von Autoteilen und Fertigfahrzeugen, zur Kosteneinsparung und zur Reduzierung von Verschwendung durch Produktion und temporäre Lagerbestände in den Werkstätten.
4.5.5 Produktrückverfolgbarkeit
China hat offiziell ein Rückrufsystem für Kraftfahrzeuge eingeführt, das höhere Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit von Produkten stellt. Die Rückverfolgbarkeit erfordert detaillierte Aufzeichnungen am Produktionsstandort, einschließlich aller Aspekte der Produktion, Qualität und Materialien.
Basierend auf den RFID-Tag-Informationen können in Echtzeit die Produktions- und Fertigungsinformationen des Fahrzeugs an wichtigen Arbeitsplätzen in der Endmontagehalle abgefragt werden, wie z. B. Produktionszeit, Bediener, Prüfer, Charge, Seriennummer, Qualitätsdaten, Prozessdaten, Testdaten usw., sowie Informationen über den Fertigungsfluss, wie Nacharbeit und Bearbeitungsergebnisse.
Basierend auf den RFID-Tag-Informationen können die Qualitätsinformationen des Fahrzeugs an wichtigen Arbeitsplätzen abgefragt werden, einschließlich Fehlerdaten, Messdaten und Daten zur Prozessfähigkeit des Arbeitsplatzes.
Basierend auf den RFID-Tag-Informationen können die Qualitätsinformationen wichtiger Teile und Sicherheitsteile, Informationen über die Hersteller der Hauptkomponenten, spezifische Montagedetails und andere zugehörige Informationen zurückverfolgt werden.
Basierend auf den Produktinformationen kann auf Produktchargen und Chargen wichtiger Komponenten zurückverfolgt werden, um andere Produkte derselben Charge zu finden; nach oben zu Materialien und Komponenten, nach unten zu Endbenutzern.
4.5.6 Fehlermanagement
Die Fahrzeugproduktion ist überwiegend montageorientiert und umfasst eine große Anzahl von Teilen (einschließlich eigener und fremdgefertigter Teile). Während der Montage treten unvermeidlich verschiedene Fehler auf – von Teilen, von diesem Arbeitsgang oder vom vorherigen Arbeitsgang. Zur Verbesserung der Qualität und Reduzierung der Nacharbeitsquote ist eine Echtzeit-Überwachung und -Aufzeichnung der Fehler jedes Fahrzeugs sowie das rechtzeitige Ergreifen von Maßnahmen erforderlich.

V. Einsatz der Hauptausrüstung

RFID-Etiketten

FineJoin M11 Hochindustrieller mobiler Datenerfassungscomputer

FineJoin Industrieller stationärer RFID-Leser