UHF-RFID技術助力汽車外飾零件生產優化和產品質量
zhizao jixie
西門子
汽車外飾零件生產在德國帕彭海姆的弗蘭克尼亞城 鎮有著悠久的歷史傳統。 1975 年，一家工廠制造了 世界首款塑料保險杠，這家工廠目前歸佛吉亞集團 所有。從那以后，該工廠不斷擴展產品組合并引入 最先進的生產技術。佛吉亞集團這家全球性制造商 的更多外飾工廠開始推行超高頻 RFID （射頻識別） 技術，緊隨最新創新步伐，提高該領域內整個價值 鏈中各流程效率和透明度，并進一步提升產品質量。
可擴展，簡便易用，成本優化
開展項目前，生產部和IT部的負責執行主管根據其中間件系統的選擇基準，測試了將不同的識別和登記系統連接至ERP（企業資源規劃）層的專用硬件和軟件。最終他們決定首選西門子的SIMATICRF600 UHF RFID系統德國Tagnology Systems公司（格拉茨/法蘭克福）的“Tagpilot”中間件。Tagnology是經過認證的西門子解決方案合作伙伴，它對RFID技術的成功實現作出了決定性的貢獻。
新一代讀碼器(RF650R)以及性能和尺寸可根據各種應用調節的天線（RF620A、RF640A和RF660A）通常是帕彭海姆項目的首選。除全球可用性、高工業標準（防護等級高達IP65）和可擴展性外，方便的系統集成、調試和維護選件也是決定性因素。例如，首選的讀碼器可以通過RJ45以太網接口快速輕松地集成到現有IT環境中，最多可以集成4個（使用分路器時最多可以集成8個）不同的天線連接到該組件。這種可擴展性針對簡單和復雜的任務都能實現極具成本效益的解決方案。
除通過手持式掃描儀外，還可通過RFID天線(RF620A/RF640A)以非接觸方式在目視檢查時自動檢測零件，同時使相應的測試屏幕可視化。
具有Profinet通信能力的讀碼器(RF680R/RF685R)還可用于未來應用。這樣，無需單獨的通信模塊，即可非常輕松地集成到生產環境中。例如，無需中間件即可直接傳輸讀取命令/結果，通過SIMATIC控制器即可從控制系統傳輸到現場讀碼器或多個從屬讀碼器。通過另外一個以太網接口，還可在當前操作期間組態和診斷Profinet讀碼器。
通過瀏覽器輕松處理所有全新SIMATIC讀碼器都無需使用額外的軟件即可對讀碼站進行調試、優化和診斷，所有所需工具（設置工具）都在設備固件內實現，通過Web瀏覽器即可輕松調出。無需經常更新軟件，
例如添加具有擴展功能的新設備時。此外，通過按下按鈕即可確定RSSI值（接收信號強度指示），即檢測范圍內每個電子標簽的“激活功率”，并將其減小到所需水平。電流和獲得的最佳信號強度以條形圖的形式顯示在Web瀏覽器上。使用可通過Web界面進行參數化的設置工具，即使在困難的本地條件下以及反射不斷變化的影響下，也可快速、舒適地設置讀碼站。在當前操作期間進行的車載診斷有助于檢查和調節設置，從而能夠快速響應讀碼器對準或讀碼站環境條件發生的變化。
這些設備支持訪問多個用戶級，例如：工廠操作員、設置和服務人員。獲得相應授權后，助手們也可通過網絡進行遠程訪問，從而實現遠程溝通并盡量減少停機時間。通過可遠距離進行清晰檢測的設備上的LED排，可設置同一臺機器內的掃碼站，而無需便攜式PC或網絡接入。這些LED以“溫度計”的形式指示相應電子標簽的RSSI值。從而簡化設置和診斷，節省大量時間。
通過Web瀏覽器輕松處理：在讀碼器Web界面的“激活功率”菜單中，無需額外的軟件，即可確定并設置具體目標電子標簽的參數。
提高從注塑成型到倉庫的透明度和效率
佛吉亞集團最初在其生產區中引入這種新技術的目的是為德國高檔汽車制造商生產注塑成型保險杠和側門檻。除軟件及其在各種基礎設施中的集成外，解決方案合作伙伴Tagnology還能實現全鋼結構。即所謂的RFID門，生產出的零部件在叉車上通過時可對其進行成批檢測。
使用SIMATIC RF630L標簽時，佛吉亞汽車外飾部門能夠在整個過程中跟蹤注塑成型保險杠，為零件提供質量特征并在ERP系統中進行檢測。
包括從機器上拆下注塑成型零件，RFID技術目前已伴隨生產區域內的整個制造和分配過程。為此，需將相應的RFID標簽RF630L粘貼在零件內部的指定位置。Tagpilot中間件用于將RFID硬件（和其他檢測系統（若要求））與ERP層連接在一起。每個標簽都有一個唯一標識號(UID)，以在進一步生產過程中對零件進行可靠的非接觸識別。具體零部件的工作內容通過UID從中央數據庫調出并開始執行。免除的工序和質量狀態(OK/NOK)，包括與錯誤類型和位置相關的信息，將被寫回并“隨附”在每個單獨的零件上。
帶有標簽的保險杠或側門檻將被放置在運輸架上，通過電子方式分配給這些托架，立即儲存并運輸。
橇上零件控制是進一步整合的應用。該系統通過RFID檢查分配到油漆工作站的保險杠。這樣能夠確保可靠地防止零部件和涂裝機器人發生損壞以及導致的停機時間，這是迄今為止在該質量等級無法實現的。涂裝前零部件的自動化火焰處理工作流程無與倫比。西門子的采用經過反復測試的RFID電子標簽（標簽）的各種應用的廣泛產品組合還包括（在化學和熱學方面）適合該應用的經過驗證的版本。所選的RF630L膠粘標簽適合溫度升高至90°C的應用，并支持多種涂裝流程。西門子還開發并測試了滿足特殊需求的定制版本。
根據RFID標簽，該系統也會檢查保險杠在涂裝橇上的位置，從而防止涂裝機器人和零件發生損壞。
此外，通過RFID技術可以使工廠工人更加輕松、舒適地進行拋光和質量評估。之前，必須通過手持式掃描儀檢測并識別保險杠，而掃描儀會導致保險杠發生損壞，主要是由于零件內部定位的條形碼標簽位置不佳。如今，在將零件放置在可旋轉的試驗臺上時即可通過天線自動檢測RFID標簽，并在工業標準平板電腦上向工廠工人立即展示相應的評估矩陣。該系統能夠訪問迄今為止檢測到的所有質量數據并通過指示潛在NOK標準為工廠工人提供支持，這樣，工人們可重點關注特定（關鍵）的質量特征。從而簡化當前工藝步驟，加快執行速度。
即使在較遠（較安全）的距離，也可以類似方式通過RFID自動檢測總裝區的機器人沖壓站內的保險杠。此時，還可通過UID將執行的工作步驟和相應的質量從機器人控制器傳送至質量保證系統并“隨附”在零件上。這樣一來，該系統還會檢測所需的沖壓步驟是否已執行，以防再次加工處理和導致損壞/質量缺陷。
在自動化沖壓過程中，也是通過RFID檢測零件，通過唯一標識號(UID)開始相關工作步驟并指示免除的步驟。
通過智能布置和評估實現最高過程可靠性
在此最終工序之后，將準備好加工處理的保險杠放置在客戶運輸托架上，并用叉車運輸到臨時倉庫。為了對正在生產的零部件進行（過程）可靠的檢測，需在每個大廳門上安裝總共8個RF660A RFID天線；將4個天線分別向內和向外成對角線布置。一側（左側/右側）的讀碼站分配給該側的讀碼器，讀碼結果通過工業以太網傳送至中間件，以便進行分配和邏輯評估。無需長電纜和費力的措施在門上敷設電纜。這種讀碼站和讀碼器布置不僅能夠在通過時檢測行駛方向，信號強度的智能評估還能防止檢測門環境中放置的零部件。通過門時，僅考慮當前移動的零部件的數據，并自動傳送至ERP系統。
每個門上安裝有4個小型RF620A天線以檢測不同位置（頂部/底部）上貼有標簽的門檻。
所謂的“門檻門”也是如此，Ta gno lo gy對它們進行設置，以在叉車轉移/拾取期間檢測各種側門檻。出于空間原因，每個門上安裝有4個小型RF620A天線以檢測不同位置（頂部/底部）上貼有標簽的門檻。由于應用了天線分路器，因此，可以在一個讀碼器上操作為同一任務分配的多個天線，從而完全利用它們的資源，進而盡量減少設備數量和相應的系統成本。
所謂的“門檻門”也是如此，Ta gno lo gy對它們進行設置，以在叉車轉移/拾取期間檢測各種側門檻。出于空間原因，每個門上安裝有4個小型RF620A天線以檢測不同位置（頂部/底部）上貼有標簽的門檻。由于應用了天線分路器，因此，可以在一個讀碼器上操作為同一任務分配的多個天線，從而完全利用它們的資源，進而盡量減少設備數量和相應的系統成本。
出于空間和成本原因，在所謂的“門檻門”上，通過分路器將兩個天線連接至讀碼器。兩個天線分別檢測“門檻”頂部或底部粘貼的標簽。
高端過程和產品質量
西門子的高性能SIMATIC RFID技術與“Ta g p i lot”中間件一起在整個價值鏈中對佛吉亞汽車外飾部門的工作流程進行協同。總而言之，它在2015年初的引入已顯著提高過程和產品質量。工作人員任務完成更快、更可靠。
項目經理Mike Mülhausen對多種選擇感到興奮不已，目前他正在佛吉亞集團執行更多RFID項目。例如，根據RFID在帕彭海姆現場實現了集裝箱管理，以在裝配中心進行裝運管理并符合具體的維修周期。此外，貼有標簽的保險杠和門檻還有利于改善供應商與用戶之間的跨廠工藝步驟，而且能夠挖掘優化潛力。“RFID技術的全面使用消息不僅早已在集團的最高管理層中散布，而且已通過聯合委員會工作在整個汽車領域傳播”，Mike Mülhausen總結說。因此，他能夠依靠全面的內部支持，所有制造商都對該技術進行了詢價。
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