2009年，江淮汽車將有7大平臺的產品投向市場，然而這7大平臺白車身都將在一個3.4萬m2的焊裝車間里全部實現生產，RFID作為識別領域的排頭兵將在多種車型共線生產的焊裝線上發揮非常重要的作用。
工作流程

       基于焊裝生產線的輸送方式（橇體循環）和自動化程度（50%），此生產線主要采用RFID自動掃描方式來進行車體識別。焊裝車間車體識別系統主要負責工藝線上車體識別跟蹤、WBS庫區存儲調度以及生產線的生產排序管理。

       工作過程如圖1：整個白車身生產過程的拉動是從下車身總成線上線開始的，首先，上位機根據接收到的生產計劃在下車身總成線的第一個工位上的生產看板上顯示出生產安排，這樣可以有效地指導工人按生產計劃進行生產操作；從下車身總成線的第二個工位開始就全部進入自動化生產，在下車身總成線的最后一個工位也是橇體循環的起始工位，這時，系統的上位機將根據系統接收到的生產計劃和生產線按照生產看板的實際完成情況進行核對，然后將車體信息（上線順序號、車型、生產順序號，VIN碼、車身號、顏色、配置等）自動地寫入載碼體中；與此同時，側圍線區域將緊跟在下車身總成線后面進行生產，側圍線的生產模式和下車身總成的十分相似；然后，下車身總成和側圍在總成線將進行有序結合，并在總成線重要的工位上設置現場HMI終端，讓操作工人根據顯示的內容進行車體信息核對或者修改；經過車身總成之后，白車身已經初具規模，這時，將進入調整線進行四門兩蓋的裝配，在調整線的裝配工位上，操作工人根據RFID的讀寫看板進行信息的核對；最后，白車身進入WBS存儲區根據車型和顏色進行庫區的存儲與管理，再根據涂裝和總裝的實際生產需要，向涂裝車間送白車身，此時已完成一次循環，可以進入下一輪循環。



圖1 系統工作流程


        此系統的工作過程對車型信息的要求比較高，安全可靠性能要求高，因此對整個系統的控制可靠性和安全性提出了更高的要求。

控制系統構成

        整個控制系統采用“集中監控、分散控制”的典型控制模式（系統結構如圖2所示），依據這一原則，將整個焊裝車間生產控制系統分為3個層次，即監控層、控制層和設備層。每一層又可分解為多個模塊，都由數據驅動，并可擴展成樹狀結構以實現各自不同的功能。第3層是車間級監控層，車間級服務器直接接收到廠級MES的生產計劃安排，整個車間將嚴格按計劃完成白車身的生產，然后車間級服務器將實際的生產完成情況反饋給廠級MES系統，這樣廠級MES系統根據各種信息匯總、分析協調管理全廠的各個生產環節。整個控制系統構成如下：



圖2 系統結構

1、系統服務器與監控工作站

       該工作站位于焊裝車間中控室內，以后要與車間中央監控系統集成，利用中央監控系統在中控制室中的工作站，執行系統的上位管理與監控的功能。主要功能包括系統配置、車體位置跟蹤與查詢、WBS庫區管理、生產排序管理、系統故障報警等功能。 監控工作站的后臺服務器還將與廠級MES系統的生產計劃模塊相通訊，這樣可使生產計劃系統知道車身當前的準確位置，掌握焊裝車間的生產情況。


2、網絡結構

       基于管理型的工業以太網交換機，建立Turbo Ring光纖環網，冗余結構，冗余通訊且中斷自恢復，自愈時間<300ms。

3 、PLC控制系統

        本系統生產線單元層采用一套西門子S7-414 PLC作為控制器，AVI_PLC 控制柜位于車間現場，通過PLC來控制相關讀寫站的讀寫操作。PLC還通過EtherNet負責與機運、焊裝工藝線等控制系統相通信，提供車身信息給這些系統。

4、基于BLIdent系統的RFID工作站

每一個BLIdent站包括：

（1）BLIdent接口模塊，用于連接上位系統。

（2）IO模塊，用于與關聯設備PLC交接IO信號。與關聯設備信號交接采用硬線，以保證關鍵信號的準確性。

（3）電子看板接口模塊，用于串行連接電子看板。通訊基于RS485，連接多個電子看板。

（4）CPU單元。BLIdent帶有CPU單元，可以獨立處理一個區域的AVI與看板功能。這意味著在網絡通信中斷時，AVI功能不受影響，如果車型數據BUFFER建立的足夠大，電子看板一定時間內仍能正常工作。

       BLIdent編程基于CODESYS。是結構化編程語言。整個AVI系統由若干個BLIdent工作站組成，是模塊化的結構。

       其中，整個焊裝車間共使用16套基于BLIdent系統的RFID工作站，RFID工作站在焊裝車間一層平面布置如圖3所示，在 焊裝車間二層WBS區的平面布置如圖4所示。



圖3 焊裝車間一層平面布置

圖4 焊裝車間二層WBS區的平面布置


各個RFID工作站的功能簡述如下：

□ AVI-1是車體跟蹤系統的信息寫入點，也是整個車體跟蹤系統的關鍵點，此時車體識別系統的PLC需要與總成線的PLC通信，通過發動機艙左右框架上料AM01 L/R工位的生產排序看板驗證根據生產計劃自動寫入的車體信息與生產實際是否匹配，確認后才能對車體進行操作。

□ AVI-2/AVI-7/AVI-8是帶有HMI人機界面，可以編輯修改載碼體數據的讀寫站，此三點也是車身返修下線后的重新上線點。

□ AVI-3/AVI-6/AVI-9/AVI-10設置在合裝工位，系統從RFID讀取車型信息后發布到電子看板上，以此來校驗主線待裝配車身與從線來件是否車型一致。

□ AVI-4/AV-5/AVI-11匯總每段工藝線上的質量信息，下載到載碼體上。

□ AVI-12/AVI-13/AVI-14設置在WBS庫區的入口與出口移行設備處，用于調度時讀取車型信息。

□ AVI-16為涂裝車間與焊裝車間交接點，此讀寫站連接到涂裝控制系統，涂裝車間控制系統直接讀取焊裝車間載碼體獲取車型，顏色等信息。

5、 載碼體
載碼體數據容量2KByte，為系統功能擴展留有余量。

車體識別與生產管理的結合：



圖5 電子看板


       在焊裝車體識別的基礎上，為了更準確、更高效地實現混線生產，江淮將車體識別與生產管理很好地結合，相輔相成。生產排序管理是為焊裝車間C級車生產線混線生產專門開發的一套生產排序管理系統。生產排序管理根據用戶的實際生產情況，將各個區域劃分成不同的主線、從線，以主線所生產的車型為主，從線根據主線的車型所生產，達到有序的同時生產多種車型的目的。如圖5所示，電子看板顯示了一組車型代碼。代碼可能是“A0/B0/C0/BM/--”。Type1用于生產排序看板，將要生產的車型字符閃爍提示在線工人。Type2顯示單個車型代碼，代碼可能是“A0/B0/C0/BM/--”，Type2用于當前車型提示。

系統軟件設計


1、設計數據庫錄入界面，導入從Bann 系統下達的生產計劃文件， 每個待生產的車對應一條記錄，將VIN 碼、車型、配置及質量等需要歷史追溯的信息歸類到記錄屬性。

2、因為側圍輸送線和門蓋輸送線沒有存儲區，其生產上線順序只需依照地板生產線上線順序即可。

3、生產排序軟件檢索數據庫依據生產原材料庫存量（該條件預留）同車型排在一起，根據市場交貨時間等條件，確認地板生產線上線順序，并將車型信息依次發布到地板生產線上線電子看板。

4、生產排序軟件依據各生產線節拍及地板生產線上線順序和上線時間，計算出側圍線和門蓋線最佳上線時間，依地板生產線上線順序將車型信息發布到側圍線和門蓋線上線電子看板。

5、生產排序軟件在第一個雪橇接車工位將車型對應記錄的相關屬性通過AVI PLC 下載到RFID 載碼體中。

6、RFID 載碼體編碼規則如表所示：


表 RFID載碼體編碼規則



7、主線與從線的合裝工位設車型信息提示電子看板。如車身合裝工位前某一工位提出下線申請，則下線信息記錄到載碼體中，在合裝工位電子看板提示下線。

8、WBS 按照車身類型存儲，WBS 出庫的原則是：相同顏色的車排成一組向涂裝車間送車，先入庫的車身先送、ERP 定單時間優先級高的車身先送。

結 論