I. Предпосылки решения
В настоящее время уровень информатизации автомобильной промышленности неоднороден: некоторые предприятия имеют высокий уровень цифровизации, другие только начинают, а некоторые до сих пор используют полностью ручные методы записи. Однако все предприятия стремятся создать системы идентификации, чтобы поднять уровень управления на определенную высоту, повысить эффективность всей логистической цепочки и снизить количество ошибок. Хотя большинство предприятий внедрили собственные ERP-системы, информационные системы в каждом из них работают обособленно, что приводит к серьезной информационной изоляции и значительным расхождениям в уровне информатизации. Особенно отстает ситуация на отечественных предприятиях нашей страны. Тем не менее, каждое предприятие вкладывает значительные средства в информатизацию на долгосрочной основе, и существует острая потребность и сильное желание создать системы идентификации.
Автомобильная промышленность по производству компонентов является важной частью автомобильной отрасли и основой ее долгосрочного стабильного развития. За последние годы рынок комплектующих для автомобилей достиг 200 миллиардов юаней, а рынок технического обслуживания – 60 миллиардов юаней. Сформирован определенный экономический масштаб, а качество автомобилей значительно повысилось. Благодаря локализации автомобильных компонентов начала формироваться относительно полная и зрелая система поставок комплектующих.
II. Обзор решения
RFID (радиочастотная идентификация) – это быстро развивающаяся технология идентификации, которая получает данные путем бесконтактного распознавания объектов. По сравнению с традиционными штрих-кодами, она обладает большой емкостью данных, бесконтактным распознаванием, длительным сроком хранения, устойчивостью к загрязнениям и адаптацией к суровым условиям. Она широко применяется в различных отраслях.
По сравнению с другими отраслями, автомобильные производители и поставщики комплектующих сталкиваются с большим давлением: с одной стороны, им необходимо постоянно снижать затраты, с другой – обеспечивать соответствие продукции особенно строгим стандартам качества в этой отрасли. В последние годы автопроизводители тратят значительную часть своего ИТ-бюджета на системы управления цепочками поставок, чтобы обеспечить прозрачные и гибкие цепочки. Роль технологии RFID в отслеживании материалов и продукции окажет положительное влияние на автомобильную цепочку поставок. Внедрение систем RFID позволяет визуализировать управление цепочками поставок и обеспечить распределенное управление производственными процессами.
Типичная система автоматической идентификации RFID состоит из следующих частей: носители данных, устройства считывания/записи и интерфейсные модули. Интерфейсный модуль подключается к контроллерам, таким как ПЛК и ПК, по шине или через последовательный интерфейс.
III. Проектирование системы
На производственной площадке предприятия создается единая центральная база данных в качестве информационной платформы для движения товаров, что способствует единому стандартизированному управлению. В производственном процессе с помощью технологии RFID каждой детали в процессе производства присваивается идентификационный номер (ID) – ее имя в информационной сети. Через RFID статус производства и инвентаризация отображаются в информационной сети, регистрируются в центральной базе данных на месте и передаются в информационные системы (например, ERP, MRP).
IV. Порядок работы системы
Применение RFID в автомобильной промышленности включает в себя идентификацию и отслеживание кузова, отслеживание деталей и основных средств, а также логистику готовых автомобилей:
4.1 Отслеживание и идентификация кузова в производстве
Система идентификации кузова (AVI) собирает в реальном времени производственные данные, данные контроля качества и другую информацию на различных производственных линиях и передает их в отделы управления материалами, производственного планирования, контроля качества и другие. Это позволяет улучшить управление поставками сырья, производственным планированием, продажами и обслуживанием, контролем качества и отслеживанием качества автомобиля в течение всего срока службы. До применения RFID основным способом хранения информации о кузове были штрих-коды. Преимущества штрих-кодов – гибкость конфигурации и низкая стоимость системы. Однако, поскольку информация о кузове хранится в базах данных ПЛК или PMC, требуются высокая скорость и надежность сетевой связи, а также высокопроизводительные ПЛК, базы данных большой емкости и быстрые хост-компьютеры PMC.
После внедрения RFID электронные метки обычно размещаются на салазках, несущих кузов, и перемещаются вместе с деталью на протяжении всего процесса, образуя «интеллектуальный кузов», который несет с собой мобильную базу данных на протяжении всего производственного потока. В соответствии с технологическими и производственными потребностями, устройства считывания/записи могут быть установлены на входе и выходе окрасочного цеха, в точках разветвления логистики деталей, а также на входах важных процессов (например, окрасочные камеры, сушильные камеры, склады). Станция считывания/записи состоит из датчика положения детали, устройства считывания/записи меток, интерфейсного модуля связи и человеко-машинного интерфейса. Основной процесс: после обнаружения датчиком сигнала о прибытии кузова устройство считывания/записи автоматически считывает данные, хранящиеся в метке на салазках, отправляет данные в ПЛК и отображает их на HMI; затем данные передаются через ПЛК в систему мониторинга производственного процесса цеха PMC для дальнейшей обработки и расчетов, что позволяет отслеживать движение деталей по цеху и контролировать производственный процесс. Использование RFID на производственной линии не требует, чтобы все устройства считывания/записи общались с основной базой данных, поэтому сбой связи с основной базой данных не приведет к остановке производства. После рабочих позиций данные также можно записывать в метку. Поэтому RFID все чаще используется в системах идентификации кузовов.
4.2 Отслеживание деталей и активов
Автомобиль состоит из большого количества деталей. Качественное отслеживание деталей способствует улучшению управления логистикой и качеством. В настоящее время отслеживание деталей осуществляется в основном двумя методами. Первый – метка крепится непосредственно на деталь, что называется жесткой связью. Типичный пример – использование RFID для отслеживания шин. Такие детали обычно имеют высокую стоимость, требуют высокой безопасности и легко путаются. RFID позволяет эффективно идентифицировать и отслеживать такие детали. Второй – метка крепится на упаковку или транспортировочные стеллажи деталей. Последний метод снижает стоимость использования RFID, но требует поддержания связи в базе данных между маркированным RFID контейнером и деталями внутри. Этот метод называется мягкой связью или мягким отслеживанием.
4.3 Управление логистикой готовых автомобилей
Интеллектуальная электронная метка автомобиля, записанная в RFID-метку, позволяет реализовать информационное управление логистикой готовых автомобилей, помогая решать проблемы в производстве, управлении запасами и продажах. Идентификационный номер транспортного средства (VIN) является удостоверением личности при обращении автомобиля. Этот номер может быть записан в RFID-метку, встроенную в автомобиль, для реализации управления электронными цифровыми номерными знаками. Считывание информации, хранящейся в интеллектуальной электронной метке автомобиля, значительно повышает точность и эффективность работы с информацией об автомобиле, решая проблемы послепродажного обслуживания, отслеживания продукции и прослеживаемости качества.
4.4 Применение во всей цепочке поставок автомобилей
Технология RFID выходит за пределы заводов и применяется во всей цепочке поставок автомобилей. Toyota Motor планирует создать такую систему для отслеживания автомобилей по всей цепочке поставок. На первом этапе используются многоразовые метки в сборочном цехе для мониторинга автомобилей. На втором этапе используются одноразовые бумажные RFID-метки для отслеживания деталей и готовых автомобилей, а также реализовано отслеживание автомобилей на распределительных центрах. На третьем этапе Toyota планирует использовать RFID в розничной торговле. RFID будет постоянно оставаться на автомобиле и использоваться на протяжении всего его жизненного цикла. Информация на RFID-метке будет включать данные о клиенте и исходные производственные данные.
Кроме того, RFID может использоваться в качестве защиты от подделок для деталей. Например, электронные метки встраиваются в такие детали, как шины, двигатели, подушки безопасности и карданные валы. Используя функции шифрования и автоматической идентификации, можно отличать поддельные детали, защищая законные права потребителей. Мы также пытаемся использовать RFID для управления баллонами для сжатого природного газа в автомобилях. RFID-метки крепятся на баллоны, храня информацию о производителе, дате изготовления, количестве заправок и т.д., чтобы контролировать использование баллонов, своевременно изымать просроченные баллоны и снижать потенциальные риски при эксплуатации.
4.5 Преимущества внедрения
4.5.1 Управление безошибочностью
Применение RFID на сборочных линиях для массового производства автомобилей по индивидуальным заказам: пользователи могут выбирать из тысяч внутренних и внешних опций, таких как цвет, модель двигателя и тип шин. Таким образом, сборочная линия должна собирать сотни типов автомобилей. Без высокоорганизованной и сложной системы управления такую задачу выполнить очень сложно. RFID-система на сборочной линии использует многоразовые RFID-метки, которые содержат подробные требования для каждого автомобиля. На каждом рабочем месте установлено устройство считывания/записи, что гарантирует безошибочное выполнение сборочных задач на каждой позиции линии.
4.5.2 Управление складом
Управление деталями: создание полных записей о качестве поставок поставщиков и информации о партиях. Для каждого поставщика детали, поступающие на предприятие на основе электронного канбана, могут быть маркированы и записаны, включая модель, тип, партию, дату производства и т.д., для управления приемкой и отгрузкой.
4.5.3 Мониторинг производственной линии в реальном времени
Внедрение RFID-отслеживания на протяжении всего производственного процесса – от поступления продукта в сборочный цех до окончательной проверки автомобиля.
4.5.4 Контроль затрат
Использование современной теории логистики для улучшения складирования автодеталей и готовых автомобилей, экономии затрат и сокращения потерь от производства и временных запасов в цехах.
4.5.5 Прослеживаемость продукции
Китай официально ввел систему отзыва автомобилей, что предъявляет более высокие требования к прослеживаемости продукции. Прослеживаемость требует подробных записей на производственной площадке, включая все аспекты производства, качества и материалов.
На основе информации RFID-метки можно в реальном времени запрашивать производственную информацию об автомобиле на ключевых рабочих местах сборочного цеха: время производства, оператор, инспектор, партия, серийный номер, данные о качестве, технологические данные, тестовые данные и т.д., а также получать информацию о производственном потоке, такую как переделки и результаты обработки.
На основе информации RFID-метки можно запрашивать информацию о качестве автомобиля на важных рабочих местах, включая данные о дефектах, измерительные данные и данные о возможностях процесса на рабочем месте.
На основе информации RFID-метки можно проследить информацию о качестве важных деталей и деталей безопасности, информацию о производителях основных комплектующих, конкретные детали установки и другие связанные данные.
На основе информации о продукте можно проследить до партий продукта и партий ключевых компонентов, найти другие продукты той же партии; проследить вверх до материалов и компонентов, вниз до конечных пользователей.
4.5.6 Управление дефектами
Производство автомобилей в основном сборочное, с участием большого количества деталей (включая собственные и сторонние). В процессе сборки неизбежно возникают различные дефекты – от деталей, от текущей или предыдущей операции. Для повышения качества и снижения доли переделок необходим мониторинг и регистрация дефектов каждого автомобиля в реальном времени, а также своевременное принятие мер.
V. Развертывание основного оборудования
RFID-метки
FineJoin M11 Высокопроизводительный промышленный портативный терминал
FineJoin Промышленный стационарный считыватель RFID