RFID系统可节省生产运营成本并有效缩短生产周期，自动识别可贯穿从产品组装到产品运输整个生产环节，使用自动识别系统将大大降低人工采集数据的误差，节省运营成本，同时生产信息实时性更强。

近年来，汽车制造商在生产物流管理系统上花费大量财力、物力，目的是实现透明、灵活的生产物流，提高生产效率。在这些举措中，视觉系统以及RFID技术凭借其针对物料与产品的跟踪功能，对现代汽车生产物流产生了极大的影响。

RFID超高频在焊装车间的应用

超高频RFID一直是倍加福关注的重点，使用超高频技术（UHF）进行识别时，读/写设备和射频标签之间的距离可为1～2m，该工作距离适合绝大多数应用领域。近期，倍加福RFID超高频产品成功应用于中国某知名品牌车厂中（见图1），成为了超高频产品系列继德国某车厂项目之后的第二个典型案例。其具体应用是在前后车架焊接时，将超高频载码体固定在带磁吸的金属支架上，吸附在车架左侧门踏处，相距约1.2m安装读写头IUH-F117-V1-CN，便可不受周边金属及人员干扰，稳定地进行数据读写。Profinet接口控制器IC-KP2-2HB17-2V1D轻松控制两个超高频读写头，M12接头，一进一出，带交换机功能。所使用的载码体IUC76-F157-M-FR2完全符合C1G2、ISO18000-63标准，耐受250℃高温。当车身焊接完成后，尤其是车架完成后便可放置在滑橇上，使用低频一体式RFID读写站即可。

图1  倍加福RFID超高频产品的应用

OIT500耐高温自动识别系统

1.RFID在高温环境中的问题

采用识别技术（RFID和条码等）可以对各类生产数据的统计信息、质量监控以及质量信息进行实时采集，此类信息对于企业的ERP系统也非常有价值。在整车生产的涂装工艺高温环境（220℃）中，RFID系统中的射频标签作为数据载体，直接安装在滑橇底部，需经过涂装环境中的多次高温烘烤、冷却。射频数据载体属于电子类产品，该类产品如何能长时间耐受高温环境，如何保证数据不丢失，如何提高使用寿命，如何避免高低温环境物理变化对载体机械结构的破坏，如何做到高性价比，这些一直是较难解决的问题。一种可行性的方案就是采用特殊的耐高温材料，使高温在短时间内不能对载体内芯片产生致命性影响。

在国内外，RFID高温载体已经有了多年的应用历史，但是RFID射频数据载体始终是采用电子芯片，经过长时间高温循环使用，其可靠性将大大降低。另外，此类产品价格一直居高不下，用户后期系统维护成本将大大增加。存储在载体中的数据安全性在高温环境中也无法得到完全保证，一旦写入载体内的数据丢失，将造成严重的系统错误。近年来国内用户普遍反映，载体的可靠性在一年后大幅度降低，后期损坏率大幅度增加。因此，RFID在涂装环节的应用并不是一劳永逸的，安全性、可靠性还有待进一步提高。

近期，国内某柴油发动机厂的沙芯铸造车间需要自动识别系统对其产品进行实时跟踪管理。项目方案制订前期，考虑到RFID高温环境应用的实际问题，同时考虑到项目后期的运营成本，该厂最终选择了更适合在高温环境下使用的倍加福高温光学识别系统OIT（Optical Identification Technology）。

图2  RFID读写设备和标签直接安装在金属上

2.RFID系统与OIT高温光学识别系统的区别

RFID系统的优势是射频载体可进行读写操作、非接触式工作且系统相对简单。RFID系统的缺点是高温环境长期使用稳定性不高（极限240℃）；数据丢失，无法完全保证数据安全性；高运营成本；高温环境机械损伤严重。

OIT系统的特点是可在高温环境下工作（500℃）；信息载体采用金属机械码标识，使用寿命长；稳定性强，6年项目验证；信息标识载体成本低，经济性突出；使用简单，Web访问，TCP/IP Socket命令控制（标准以太网接口，兼容性强）；内部设备是模块化结构，方便更换；控制方式简单，可通过上位机触发读取或传感器到位信号触发读取；可快速与上位系统连接（Ethernet或者其他总线接口）；设备维护简单。

3.解决方案

在发动机铸造关键识别点安装OIT500读取设备，工作距离可自由调节（200～450mm），每个金属钢码标识惟一的ID号。系统过程数据可直接存储在PLC或服务器中，保证数据的安全性。

RFID安全引导电动单轨系统

总装厂中电动单轨系统经常被用于移动大型物件，由于单轨系统被安装在天花板上，地面区域可以用于布置其他设备，整个装配区域简洁、干净；另外，单轨系统可以在恰当的高度传送产品，方便工人的使用，提高了工作效率和生产率。由于产品会进入不同的工作区，生产过程需要被紧密和有效地控制，产品需要被自动识别。

射频识别读写头被安装在每个工作区并且必须与上层控制网络相连接。整个RFID系统必须能在存在电磁噪声的严苛的工业环境下被操作。与这一过程被“纸质路由表”控制相比，由操作者扫描，RFID允许所有相关的生产数据被自动获得。RFID标签很坚固，可使用多年，允许过程数据在需要时被改变，与条形码系统相比，具有很大的优势。

图3  RFID掌握工序与质量数据

为了提供最大的操作灵活度，在RFID标签上的数据必须在空中被扫描，这意味着扫描区的宽度大，标签选取速度快，这样当单轨进入工作区时，大量的数据能从标签中被恢复。在许多案例中，读头被安装在金属上，而标签时常被镶嵌安装在单轨载体的金属结构里，这要求读头被安装在金属环境中能可靠地操作（见图2）。单轨系统常和强大的电动机装备在一起，产生强大的电磁场，RFID系统必须能够在此类不利环境中操作。倍加福的RFID系统支持独特的“持续屏蔽的概念”，可以屏蔽电缆，且具备低阻抗接地的读头和金属外壳。单轨的速度一般低于1m/s，这使得扫描标签的只读数据变成可能。RFID通过优化运输路径完善了制造过程，通过减少手工数据输入提高了数据的可靠性，一旦载体进入工作区，RFID还可通过读取空中的数据提高生产线的吞吐量。

装配部件准时、精确地到达工位

在混流装配线上，要确保在正确位置、正确的时间存有数量正确的零部件。每个装配工位所需的处理时间必须很短，到子供应商的物流过程需要完全自动化。汽车行业需要一致的RFID标准，这样比较容易在所有工位推广，汽车厂商倾向于接受基于以太网的通信解决方案（北美的Ethernet/IP与欧洲的带AIDA推挽式连接器的Profinet）。RFID标签必须能够在完全不同的环境中可靠地工作。无缝物流在零部件供应商和组装厂之间运行，包括零件集装箱、组件和汽车的各零部件。在汽车生产中，RFID掌握着工序与质量数据（见图3）。

在零部件供应区、接收区以及零件安装的流水线区域，都需要通过读头访问载码体数据来获得数据。数据包含一系列编号并且关联着即将收到这些数据信息的车辆。此外，这些数据还可用于质量控制。由于使用RFID进行零件识别的过程完全自动化，因此无需再手动进行条码阅读。倍加福IDENTControl的解决方案令RFID的工作频率独立于PLC的接口要求，集成工作一次性完成，简化了RFID载码体长期和短期内同时使用的问题。现代的AIDA连接器可以提供快速、安全的工厂以太网基础设施连接。零部件供应商们基于RFID的物流解决方案，在现代、灵活的汽车装配制造厂已成为标准。

图4  工件运输机带数据码载体和读/写头

RFID用于工件运输系统

Schaeffler集团旗下的Luk公司是全球闻名的离合器企业，其在生产离合器的过程中，产品在工件运输机上进行传送，这些工件运输系统采用了倍加福提供的电感式射频识别系统IDENT Control RFID读/写技术。

在一些运输机上，工件传送方向要求旋转90°。工件运输机上安装IDC-15-1K数据码载体（用IVH-M1K在辊子输送机上进行横向读和写）。如果工件运输机的移动方向旋转90°，则数据码载体不在读/写区域。过去，企业使用复杂的机械系统（千斤顶）来固定工件运输机，以便于旋转90°方向来读或写，这项工作增加了生产时间和生产成本。

倍加福开发了IDC-15-1K专用支架，可以从两侧进行读和写（见图4）。数据码载体放置在IVZ-MH15安装工具上，安装工具的形状经专门设计，以使数据码载体能够与工件运输机相邻的两侧成45°角，即可以从两侧进行读和写（见图5）。

图5  传送方向旋转90°

使用专用支架后可以减少成本，现在只要求1台斜面的数据码载体，工件运输机不再要求转向，因此不需使用技术上比较复杂的千斤顶机械系统。

结语

现代汽车的大量个性化需求给汽车制造业带来了不少挑战，采用RFID技术恰恰能化解这些挑战。

RFID系统可节省生产运营成本并有效缩短生产周期，自动识别可贯穿从产品组装到产品运输的整个生产环节。使用自动识别系统将大大降低人工采集数据的误差，节省运营成本，同时生产信息实时性更强。