佛吉亚在德国帕本海姆镇的工厂使用了西门子新型的超高频无线射频识别技术来生产和配送汽车的保险杠与门槛,协调和优化了价值链上的所有工作流程,进一步巩固了其在生产工艺和产品质量方面的行业领先地位。
经济便捷、值得广泛推广的项目
在该项目开始之前,佛吉亚生产部门和技术部门的管理负责人为了选择一个中间件系统进行了一次基础测试。他们测试了特殊的软硬件,以便将不同的识别和登记系统连接到ERP(企业资源规划)系统。
测试后他们决定选择西门子的SIMATIC RF600 UHF RFID系统和Tagnology Systems GmbH的“Tagpilot”中间件。Tagnology公司作为经过西门子授权的解决方案合作伙伴,在该项目RFID技术的成功部署中起着至关重要的作用。
西门子的新一代的读写器(RF650R),以及在性能和尺寸方面都能适应各种应用场景的天线(RF620A、RF650A和RF660A)是这个在帕本海姆镇项目的首选。
除了全球通用性、高工业标准(达到IP65防护等级)和可扩展性这些优越性能之外,系统集成、调试和维护方面能否令人满意也是重要的考虑因素。
例如,首选的这款读写器可以通过RJ45以太网接口快速、轻易地集成到现有的IT环境中,并且可以将多达4个——使用分路器后甚至可多达8个——不同的天线连接到该组件上。这种可扩展性使得无论是简单还是复杂的任务都能被经济高效地解决。
不需要使用手持扫描仪,通过RFID天线(RF620A/RF650A)可以以非接触的方式在识别检测过程中自动检测零件,并将相应的检测结果在屏幕中显示出来。
此外,支持profinet协议的读写器(RF680R/RF685R)的应用也将在未来被推广。
这样就不需要单独的通信模块,进一步简化了生产过程中的集成。例如,读或写的命令/被读取或写入的结果可以直接被传输,不需要中间件;再比如,从控制系统传输到现场的读写器可以通过SIMATIC控制器传输到一个或多个下级读写器。支持Profinet协议的读写器可以在运行过程中通过以太网接口进行配置和诊断。
可通过浏览器轻松操作
所有新型的SIMATIC读写器都不需要通过额外的软件来调试、优化和诊断读写站,因为所有需要用到的设置工具都在设备固件中实现,可以通过网页浏览器轻松调用。比如这种情况:当产线上增加了具有扩展功能的新设备时就不需要不断更新软件了。
其中,RSSI值(接收信号强度指标),即感应范围内每个电子标签的“最小激活功率”,可以通过操作WEB界面“激活功率”菜单来自动测试并获取到,并由此确定读写器读取该标签的最合适的功率值。当前的RSSI信号强度值,及信号强度的稳定性都会以柱状图的形式显示在浏览器上。
使用了可以通过网络界面进行参数化的设置工具后,即使是在复杂的本地条件或者是在反射不断变化的情况下,也可以快速、轻松地配置读写站。在操作过程中,读写器内置诊断程序有助于系统设置的检查和调整,这样可以对读写器的排列、所处环境的变化做出快速响应。

可通过网络浏览器轻松操作:在读写器网络界面的“激活功率”菜单中,无需额外的软件即可确定特定目标标签的参数,并自动设置读写器天线的功率参数值。
这些读写器设备支持多个用户级别的访问,比如工厂的操作员、安装人员和服务人员都可有权访问。在获得相应授权的情况下,还可以通过网络进行远程访问,这有助于远程维护并缩短停机时间。
设备上装有的一排LED灯使得即使在很远的地方也能被清楚地检测到,基本上可以支持在没有电脑或网络接入的情况下在机器内设置读写站。这些LED灯以“温度计”的形式显示标签的RSSI值。这样的设计极大地简化了设置和诊断工作,节省了大量时间。
从注塑成型到进入仓库——透明高效的全过程
佛吉亚最初将RFID这项新技术引入其生产领域,是用于为一家德国高档汽车制造商生产注塑保险杠和侧槛。
除了软件及其在各种基础设施中的集成外,解决方案合作伙伴Tagnology还实现了整个钢结构的部署。尤其是被称作“RFID门”的一种定制门,当叉车通过时,可以批量地检测到叉车运送的制造零件。

使用了SIMATIC RF630L标签后,佛吉亚汽车零部件公司可以追踪注塑保险杠的整个过程,提供具有特定质量的零件,并在ERP系统中对其进行检测。
从注塑零件离开机器起,RFID就伴随着生产区的整个制造和分配过程。为此,相应的RFID标签RF630L被贴在零件内特定的位置上。Tagpilot中间件起着连接RFID硬件(如有需要,还可包括其他检测系统)和ERP系统的纽带作用。
每个标签都有一个唯一的识别码(EPC ID),使得在后续的生产过程中可以对零件进行准确的非接触式识别。
通过EPC ID从中央数据库调用和启动特定部件的组成内容。被撤销的步骤、产品的质量状态(OK/NOK),还有相关错误的类型与位置信息等,都会被读写到并“打包”到每个部件中。贴有标签的保险杠或侧槛被纳入运输架构中,被自动分配到运输板中储存或运输。
滑块上的零件控制是进一步的整合应用。该系统通过RFID检查保险杠分配到喷漆站的情况。这可以有效防止零部件和喷漆机器人的损坏以及由此造成的停机——在该质量等级下这种事故是不可能发生的。
在喷漆前由机器人对部件进行焊装的工作流程与之类似。受到广泛验证的西门子RFID 标签的另一个被广泛应用组合(受化工处理和热加工)也同样被证实适用于此应用。
RF630L所选用的带背胶的标签可以在高达90°C的高温下应用,并支持多种喷涂工艺。西门子还可以为各种特殊要求开发、测试出定制版本。

根据RFID标签,该系统还可以检查保险杠在喷漆滑块上的位置,这有助于防止喷漆机器人和零件受损。
此外,通过RFID技术,工厂工人进行抛光和质量评估的处理过程也变得更加轻松简单。
在此之前,保险杠必须通过手持扫描仪进行检测和识别,而这可能会导致扫描仪的损坏,因为条形码标签在零件内部的位置并不适合被扫描。
如今,当零件被放在了可旋转的检测台上时,RFID标签会通过天线进行自动检测,工厂工人也能立即在工业级别的平板上看到相应的评估矩阵。
该系统可以访问所有迄今为止检测到的所有质量数据,并通过标出可能的NOK条件来配合工厂工人,某些关键的质量特征也能被特别关注到。这样一来,就简化和加快了这一操作流程。
在总装区的机器人冲压站中的保险杠也通过RFID技术以类似的方式进行自动检测。
在这里,已执行的工作步骤和相应的质量同样通过EPC ID从机器人控制器传输到质量保证系统,并与部件“打包”在一起。
通过这种方式,系统还可以检测到所需的冲压步骤是否已经执行,防止重复加工以及由此导致的损坏和质量缺陷。

此外,在机器人冲压中,通过RFID检测零件,启动相关的工作步骤,并通过唯一的识别号码(EPC ID)显示已完成的步骤。
智能管理与评估,确保过程的可靠
完成了最后的步骤后,已经加工好的保险杠被放在客户的运输板上,并用叉车送去临时仓库。
为了对出库的生产部件进行稳定性检测,在每个通道大门上共计安装了8个RF660A RFID天线;其中的4个天线分别向内和向外对角排列。一侧(左侧或右侧)的读写站被分配给这一侧的读写器,读取结果通过工业以太网传输到中间件进行分配和评估。这样就免去了门上长长的电缆以及费力的电缆布线工作。
这种读写站和读写器的布置不仅允许在通过时对进出库的部件进行行驶方向检测,而且对标签RSSI有效信号强度指标值的智能评估可以进一步地防止检测到堆积在闸门下的部件。当通过闸门时,只会读写当前移动部件的数据,并自动传输到ERP系统。

每扇门上都安装了四个小型RF620A天线,用于检测标在不同位置(顶部/底部)的侧槛。
另一个被叫做“侧槛门”的应用也是如此,它是由Tagnology公司开发的,用于在叉车搬运/取货时检测各种侧槛。
考虑到空间的原因,每个门上都安装了四根小型RF620A天线,以检测标在不同位置的侧槛。由于安装了天线分路器,分配到了同一任务的多个天线可以在一个读写器上运行,充分利用好它们的资源,从而最大限度地减少设备数量和相应的系统成本。
在“侧槛门”上,出于空间和成本的考虑,两根天线通过一个分路器连接到一个读写器上,分别用于检测粘贴在侧槛顶部或底部的标签。
高端的工艺和产品质量
与Tagnology公司的“Tagpilot”中间件一起,西门子的高性能SIMATIC RFID技术协调了佛吉亚汽车零部件公司整个价值链的工作流程。
总而言之,自从2015年初引入该技术后,工厂的生产工艺和产品质量都得到了显著改善。工厂工人们也受益于更快、更可靠地生产。
该项目的项目经理Mike Mülhausen很高兴能有多样化的选择,并已计划要在佛吉亚集团内实施更多的RFID项目。
例如,在帕本海姆工厂的集装箱管理就是基于RFID技术实现的,用于装配中心的运输控制和遵从特定的维护周期。
此外,贴有标签的保险杠和门槛还有助于改进供应商和用户之间的跨工艺步骤,并允许进一步地开发和优化其中的潜力。
Mike Mülhausen总结说:“RFID技术能提供多种选择的优越性早已传遍了集团的最高管理层,而且还通过联合委员会传遍了整个汽车行业”。
佛吉亚(FAURECIA),全球著名的汽车零部件科技公司。其拥有排放控制、汽车座椅、内饰系统和汽车外饰四个业务部门。佛吉亚汽车外饰部是欧洲市场的领导者,并提供多种产品系列,包括:
喷涂车身部件,如保险杠、门槛、掀背门,翼子板和扰流板
前端模块,包括技术或结构支撑件、电动风扇
复合结构部件,如下车体、车顶结构、后部车辆区域和碰撞管理系统
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