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

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

編輯點評：

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)讀寫速度快、可重復(fù)使用、數(shù)據(jù)存儲量大等特點，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”（巴西、俄羅斯、印度、中國）為代表的新興市場的崛起，正在改變?nèi)蚱嚠a(chǎn)業(yè)與市場的格局。 據(jù)不完全統(tǒng)計，近年來，全球汽車市場增長率40%以上為“金磚四國”所貢獻(xiàn)，相應(yīng)生產(chǎn)能力的增長可達(dá)到55%左右。

中國汽車產(chǎn)業(yè)作為世界汽車產(chǎn)業(yè)重要的組成部分，未來十年是中國汽車產(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)展過程，正在逐步實現(xiàn)由弱到強的巨大跨越，全球汽車工業(yè)將向中國和一些新興經(jīng)濟體進(jìn)一步轉(zhuǎn)移，這對中國汽車工業(yè)來說，仍是非常難得的歷史機遇。

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

一汽大眾佛山工廠就是在這個大背景下投資建設(shè)的，項目總投資約133億元人民幣，首期產(chǎn)能將達(dá)到30萬輛。一汽大眾佛山工廠的硬件實力絕對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投產(chǎn)國產(chǎn)高爾夫7，在其之后國產(chǎn)的全新奧迪A3也會一同共線柔性生產(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)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)?？赏ㄟ^無線訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(xué)接觸。常用的通訊頻率有低頻、高頻、超高頻等。

從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對于條碼技術(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讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫器。

1.2 焊裝車間機械化輸送系統(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、自動化程度高，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械化輸送系統(tǒng)連接，構(gòu)成了整個焊裝車間的設(shè)備體系。

機械化輸送系統(tǒng)的正常運行，是保證整個車間生產(chǎn)的前提。所以，需要一個連續(xù)高效運行的高度自動化的機械化輸送系統(tǒng)，來連接各個工藝流程。

1.3 圖爾克產(chǎn)品應(yīng)用

對于處于中等和較高應(yīng)力狀態(tài)下，巖石蠕變過程中只存在穩(wěn)定蠕變和衰減蠕變階段，通過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)^程，但是對于最后一階段(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，對于屈服函數(shù)F不僅是一個關(guān)于σ1、σ3、α和k的函數(shù)，其還與孔隙水壓pw和時間t有關(guān)聯(lián)，即將試驗參數(shù)α和k中的強度參數(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、時間t和應(yīng)力σ的函數(shù)，即有

圖爾克針對客戶長距離讀寫及多車型共線生產(chǎn)需求，經(jīng)過深入交流，推薦了具有IP67防護等級的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)場總線協(xié)議：ProfNet。

現(xiàn)場照片

主控制器采用的是SIEMENS S7 400系列PLC產(chǎn)品，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制，保證系統(tǒng)的連續(xù)不間斷運行?，F(xiàn)場總線為ProfiNet網(wǎng)絡(luò)，連接現(xiàn)場的各個RFID子站?，F(xiàn)場安裝圖爾克公司IP67防護等級的BLident系列RFID產(chǎn)品?？刂葡到y(tǒng)操作的所有讀寫過程，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題。通過在車身上安裝UHF標(biāo)簽并寫入其所在車型的相關(guān)信息，生產(chǎn)線可以實時知道各車型所在的詳細(xì)位置，從而使輸送線可以自動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生產(chǎn)流程的連續(xù)性，降低了地面焊裝過程的等待時間。

再有，以前汽車廠各大車間的信息系統(tǒng)相對獨立，汽車部件在進(jìn)行車間傳送的時候需要進(jìn)行大量的信息交換。通過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

對于讀寫距離要求較近的應(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；針對讀寫距離要求較遠(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)行讀寫操作。

針對汽車行業(yè)自動識別系統(tǒng)，圖爾克基于現(xiàn)場總線技術(shù)的IP67防護等級BLident系列RFID產(chǎn)品，在沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發(fā)動機生產(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，一汽大眾佛山工廠焊裝車間智能輸送系統(tǒng)在運行過程中穩(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

針對物聯(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)場總線平臺上開發(fā)出來的，所以具有以下優(yōu)勢：支持幾乎所有現(xiàn)場總線通訊協(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)計算機交換數(shù)據(jù)；2~16個通道任意組合；可以提供IP67或者IP20防護等級產(chǎn)品；兼容BL67/20平臺下的所有產(chǎn)品，包括開關(guān)量和模擬量的輸入/輸出模塊、RS232/422/485通訊模塊、高速計數(shù)模塊等。而且，支持動態(tài)讀寫操作和熱插拔。這兩年，圖爾克又推出兩款UHF讀寫頭，工作頻率是920~925 MHz，滿足ISO 18000-6C/Gen 2國際通訊標(biāo)準(zhǔn)，并且已獲得中國工業(yè)和信息化部頒發(fā)的SRRC認(rèn)證，允許在中國使用。它們的最大感應(yīng)距離達(dá)到6m，可以和HF讀寫頭安裝在同一個接口模塊上，并且工作在同一個讀寫范圍內(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、機床加工、船舶、電力、食品生產(chǎn)、工程機械等行業(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、倉儲物流管理、刀具識別、電表檢測等?？梢哉f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)用都將推動中國物聯(lián)網(wǎng)市場的快速發(fā)展。

為客戶提供最適合的產(chǎn)品

圖爾克的最大優(yōu)勢是我們只為客戶選擇最合適的產(chǎn)品，一個產(chǎn)品并不因為它是最新的就會最適合客戶的需求。以前，很多廠商往往只考慮到將最新的產(chǎn)品或技術(shù)直接帶給中國客戶，他們沒有考慮或根本沒有時間去考慮這些產(chǎn)品是否真正滿足客戶的需求。而現(xiàn)在隨著市場與客戶應(yīng)用越來越成熟，過去的這種做法已經(jīng)行不通，只有真正了解客戶及市場特定需求，提供針對性的方案或產(chǎn)品才是根本所在。

一直以來，圖爾克堅持把客戶需求放在首位，憑借專業(yè)的產(chǎn)品實力和豐富的應(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。