圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

基于圖爾克RFID產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用

圖爾克（天津）傳感器有限公司 只凱

編輯點(diǎn)評(píng)：

RFID技術(shù)憑借其可穿透非金屬等材料、適用于惡劣環(huán)境、數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度快、可重復(fù)使用、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大等特點(diǎn)，已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一。RFID技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的進(jìn)步具有及其重要的意義。

圖爾克長(zhǎng)期致力于工業(yè)控制領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展，產(chǎn)品涵蓋了從傳感器、中間連接件到現(xiàn)場(chǎng)總線I/O和控制器以及RFID等幾乎全部的電氣控制產(chǎn)品。本文重點(diǎn)介紹了圖爾克公司基于RFID產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用。

本刊記者/梁秀璟

目前，世界汽車工業(yè)正在發(fā)生翻天覆地的變化，以“金磚四國(guó)”（巴西、俄羅斯、印度、中國(guó)）為代表的新興市場(chǎng)的崛起，正在改變?nèi)蚱嚠a(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)的格局。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，全球汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)率40%以上為“金磚四國(guó)”所貢獻(xiàn)，相應(yīng)生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)可達(dá)到55%左右。

中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)作為世界汽車產(chǎn)業(yè)重要的組成部分，未來(lái)十年是中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的黃金期，汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完成了從小到大的發(fā)展過(guò)程，正在逐步實(shí)現(xiàn)由弱到強(qiáng)的巨大跨越，全球汽車工業(yè)將向中國(guó)和一些新興經(jīng)濟(jì)體進(jìn)一步轉(zhuǎn)移，這對(duì)中國(guó)汽車工業(yè)來(lái)說(shuō)，仍是非常難得的歷史機(jī)遇。

目前，中國(guó)汽車市場(chǎng)不僅發(fā)展快，而且汽車消費(fèi)需求變化也快，這就需要各汽車廠進(jìn)行大幅度的柔性化生產(chǎn)。對(duì)于此情況，物聯(lián)網(wǎng)中RFID識(shí)別系統(tǒng)的引入就顯得十分重要。

一汽大眾佛山工廠就是在這個(gè)大背景下投資建設(shè)的，項(xiàng)目總投資約133億元人民幣，首期產(chǎn)能將達(dá)到30萬(wàn)輛。一汽大眾佛山工廠的硬件實(shí)力絕對(duì)算得上世界一流水準(zhǔn)。不論是從工廠的布局，還是從各車間的設(shè)備先進(jìn)化程度來(lái)看，這樣規(guī)格的工廠都成為了制造一款好車的基礎(chǔ)保證。因此，一汽大眾佛山工廠不僅會(huì)投產(chǎn)國(guó)產(chǎn)高爾夫7，在其之后國(guó)產(chǎn)的全新奧迪A3也會(huì)一同共線柔性生產(chǎn)。

1 RFID與焊裝車間智能輸送系統(tǒng)

1.1 RFID

RFID（Radio Frequency IDentifcation）技術(shù)，又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種通信技術(shù)。可通過(guò)無(wú)線訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的通訊頻率有低頻、高頻、超高頻等。

從概念上來(lái)講，RFID類似于條碼掃描，對(duì)于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物，并使用專用的掃描讀取器利用光信號(hào)將信息由條形碼傳送到掃描讀取器；而RFID則使用專用的RFID讀寫(xiě)器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫(xiě)器。

1.2 焊裝車間機(jī)械化輸送系統(tǒng)

眾所周知，焊裝車間屬于流水作業(yè)方式，生產(chǎn)線呈條形分布，其生產(chǎn)線長(zhǎng)、自動(dòng)化程度高，其生產(chǎn)效率很大一部分取決于輸送線，輸送線是其血脈，貫通于整個(gè)焊裝車間。

焊裝車間生產(chǎn)按工藝劃分為車身下部、車身側(cè)圍、車身主焊線和調(diào)整線。各焊接工藝之間采用高度智能的機(jī)械化輸送系統(tǒng)連接，構(gòu)成了整個(gè)焊裝車間的設(shè)備體系。

機(jī)械化輸送系統(tǒng)的正常運(yùn)行，是保證整個(gè)車間生產(chǎn)的前提。所以，需要一個(gè)連續(xù)高效運(yùn)行的高度自動(dòng)化的機(jī)械化輸送系統(tǒng)，來(lái)連接各個(gè)工藝流程。

1.3 圖爾克產(chǎn)品應(yīng)用

對(duì)于處于中等和較高應(yīng)力狀態(tài)下，巖石蠕變過(guò)程中只存在穩(wěn)定蠕變和衰減蠕變階段，通過(guò)Druck-Prager屈服函數(shù)求解出的應(yīng)變函數(shù)，可以很好地描述其應(yīng)力應(yīng)變?nèi)^(guò)程，但是對(duì)于最后一階段(即蠕變破壞階段)其中存在傳統(tǒng)模型難以描述的加速蠕變階段[17]。因此，對(duì)于屈服函數(shù)F不僅是一個(gè)關(guān)于σ1、σ3、α和k的函數(shù)，其還與孔隙水壓pw和時(shí)間t有關(guān)聯(lián)，即將試驗(yàn)參數(shù)α和k中的強(qiáng)度參數(shù)中的黏聚力C和內(nèi)摩擦角φ值，轉(zhuǎn)化為關(guān)于孔隙水壓pw、時(shí)間t和應(yīng)力σ的函數(shù)，即有

圖爾克針對(duì)客戶長(zhǎng)距離讀寫(xiě)及多車型共線生產(chǎn)需求，經(jīng)過(guò)深入交流，推薦了具有IP67防護(hù)等級(jí)的UHF RFID產(chǎn)品，成功地滿足了客戶的需求。

控制系統(tǒng)的組成：

（1）RFID產(chǎn)品：圖爾克BLident UHF系列；

（2）主控制器：SIEMENS S7 400 PLC；

（3）現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議：ProfNet。

現(xiàn)場(chǎng)照片

主控制器采用的是SIEMENS S7 400系列PLC產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)不間斷運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)總線為ProfiNet網(wǎng)絡(luò)，連接現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)RFID子站?，F(xiàn)場(chǎng)安裝圖爾克公司IP67防護(hù)等級(jí)的BLident系列RFID產(chǎn)品?？刂葡到y(tǒng)操作的所有讀寫(xiě)過(guò)程，都可由就近的接口模塊完成，并將載碼體內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)總線傳入控制系統(tǒng)。

讀寫(xiě)頭安裝方式

焊裝是汽車生產(chǎn)四大工藝中的重要環(huán)節(jié)，相比較而言，設(shè)備復(fù)雜、生產(chǎn)節(jié)奏快。所以，提高生產(chǎn)線的輸送效率，降低生產(chǎn)線的等待時(shí)間，是保證單班產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本的重要因素。

而RFID系統(tǒng)的引入，很好地為客戶解決了以上問(wèn)題。通過(guò)在車身上安裝UHF標(biāo)簽并寫(xiě)入其所在車型的相關(guān)信息，生產(chǎn)線可以實(shí)時(shí)知道各車型所在的詳細(xì)位置，從而使輸送線可以自動(dòng)高效地按不同車型分類并將其傳輸?shù)讲煌纳a(chǎn)工位。

另外，通過(guò)讀取即將進(jìn)入地面一層焊接線之前5~6輛車體上標(biāo)簽的信息，可以提前通知地面生產(chǎn)線準(zhǔn)備相應(yīng)的焊裝部件，此方法極大地提高了整個(gè)生產(chǎn)流程的連續(xù)性，降低了地面焊裝過(guò)程的等待時(shí)間。

再有，以前汽車廠各大車間的信息系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，汽車部件在進(jìn)行車間傳送的時(shí)候需要進(jìn)行大量的信息交換。通過(guò)在車身上安裝圖爾克UHF標(biāo)簽，使數(shù)據(jù)載體可以隨著車體經(jīng)過(guò)所有車間，從而保證了車輛信息在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的一致性。除去了車間之間信息傳遞的步驟，極大地簡(jiǎn)化了操作流程并提高了生產(chǎn)效率。

1.4 圖爾克RFID產(chǎn)品為客戶增值

對(duì)于讀寫(xiě)距離要求較近的應(yīng)用環(huán)境，可選用TURCK高頻（HF）RFID產(chǎn)品，并將載碼體（TAG）安裝在滑撬、吊具、托盤等載具上，進(jìn)行閉環(huán)的反復(fù)讀寫(xiě)；針對(duì)讀寫(xiě)距離要求較遠(yuǎn)的應(yīng)用環(huán)境，可選用TURCK超高頻（UHF）RFID產(chǎn)品，然后將載碼體（TAG）安裝在載具、車體或要生產(chǎn)的產(chǎn)品上，進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

針對(duì)汽車行業(yè)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，圖爾克基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的IP67防護(hù)等級(jí)BLident系列RFID產(chǎn)品，在沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)等工藝中，有著更廣闊的應(yīng)用空間。

總之，得益于圖爾克BLident系列RFID產(chǎn)品卓越的性能和顯著的特點(diǎn)，一汽大眾佛山工廠焊裝車間智能輸送系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性、可靠性和高效性被進(jìn)一步優(yōu)化和提升，達(dá)到了客戶的期望。

圖爾克（天津）傳感器有限公司RFID產(chǎn)品經(jīng)理 只凱

關(guān)鍵解讀

圖爾克RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)，圖爾克可以提供RFID產(chǎn)品及相應(yīng)解決方案。由于圖爾克的RFID產(chǎn)品是在BL67/20現(xiàn)場(chǎng)總線平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，所以具有以下優(yōu)勢(shì)：支持幾乎所有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議，包括Profibus DP、Devicenet、Ethernet Modbus-TCP、PROFINET I/O、EtherNet/IP等協(xié)議以及可編程網(wǎng)關(guān)，可以方便地與各種控制器或工業(yè)計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)；2~16個(gè)通道任意組合；可以提供IP67或者IP20防護(hù)等級(jí)產(chǎn)品；兼容BL67/20平臺(tái)下的所有產(chǎn)品，包括開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入/輸出模塊、RS232/422/485通訊模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等。而且，支持動(dòng)態(tài)讀寫(xiě)操作和熱插拔。這兩年，圖爾克又推出兩款UHF讀寫(xiě)頭，工作頻率是920~925 MHz，滿足ISO 18000-6C/Gen 2國(guó)際通訊標(biāo)準(zhǔn)，并且已獲得中國(guó)工業(yè)和信息化部頒發(fā)的SRRC認(rèn)證，允許在中國(guó)使用。它們的最大感應(yīng)距離達(dá)到6m，可以和HF讀寫(xiě)頭安裝在同一個(gè)接口模塊上，并且工作在同一個(gè)讀寫(xiě)范圍內(nèi)。

目前，圖爾克的RFID產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于汽車制造、煙草、冶金、機(jī)床加工、船舶、電力、食品生產(chǎn)、工程機(jī)械等行業(yè)圖爾克可以為客戶提供完整的解決方案，包括汽車裝配線、倉(cāng)儲(chǔ)物流管理、刀具識(shí)別、電表檢測(cè)等。可以說(shuō)智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流等領(lǐng)域中都有圖爾克的身影，而這些應(yīng)用都將推動(dòng)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的快速發(fā)展。

為客戶提供最適合的產(chǎn)品

圖爾克的最大優(yōu)勢(shì)是我們只為客戶選擇最合適的產(chǎn)品，一個(gè)產(chǎn)品并不因?yàn)樗亲钚碌木蜁?huì)最適合客戶的需求。以前，很多廠商往往只考慮到將最新的產(chǎn)品或技術(shù)直接帶給中國(guó)客戶，他們沒(méi)有考慮或根本沒(méi)有時(shí)間去考慮這些產(chǎn)品是否真正滿足客戶的需求。而現(xiàn)在隨著市場(chǎng)與客戶應(yīng)用越來(lái)越成熟，過(guò)去的這種做法已經(jīng)行不通，只有真正了解客戶及市場(chǎng)特定需求，提供針對(duì)性的方案或產(chǎn)品才是根本所在。

一直以來(lái)，圖爾克堅(jiān)持把客戶需求放在首位，憑借專業(yè)的產(chǎn)品實(shí)力和豐富的應(yīng)用基礎(chǔ)，為客戶提供一站式服務(wù)和定制化解決方案。通過(guò)這樣的舉措，圖爾克在不同領(lǐng)域始終保持快速而平衡的發(fā)展。