眾所周知，汽車混流裝配生產的特點是多種類、小批量的裝配生產模式。在實際的汽車混流生產過程中，難免會出現錯裝、漏裝、等料、錯料和缺料等等狀況，嚴重影響產品的質量和生產效率。另外，汽車裝配由于生產工藝變更頻繁、車間環境復雜、現場數據較難采集，因此實施難度較大。

目前，中國MES市場的集中度非常低，絕大多數MES廠商僅從事咨詢與實施服務，大部分廠商的MES軟件功能只是MES標準定義的子集。而MES系統的應用與制造企業所處的行業、產品特點、工藝路線、生產模式、設備布局、車間物流規劃、生產和物流自動化程度、數據采集終端、車間聯網，以及精益生產推進等諸多因素息息相關，應該非常具有行業和企業特質的要求。

汽車零部件行業中，其終端產品都是由零件組裝而成，對生產制造，特別是裝配過程的實時跟蹤、查詢和追溯等是管理中的重點，其在生產中存在以下幾個主要問題：

1、國內大部分的汽車零部件企業都處在工業2.0到3.0的階段，大規模、多品種的客戶定制化時代來臨，混線生產使得制造商面對從零部件采購到包裝發運及售后都被要求監控產品的狀態，傳統的半自動或孤島式的生產模式無法滿足客戶需求。

2、企業沒有構建合適的MES來實現ERP和現場工控設備的信息互通，導致管理人員無法實時獲得生產線狀態和關鍵客戶訂單的完成情況。

3、生產過程干擾因素多，加工過程不穩定，生產過程數據采集量大且分布于各個制造環節，同時要求在線實時采集和處理數據，企業無法及時發現潛在的風險并及時采取措施。

4、少數有條件實施MES的企業普遍采用條形碼技術來完成制造過程的數據采集和跟蹤監控等工作，而接觸式的識別技術效率和自動化程度低，無法適應多變的周邊環境。

MES為生產管理系統，也叫制造執行系統。在剛開始，MES被人們理解為數字群控（DNC）、生產指揮系統以及數據采集等人力管理資源的集成者，但隨著該技術的發展，MES已經慢慢能夠支持生產中管理的層次，同時還能夠匯聚管理的所有主要元素，正式成為生產管理系統。該技術具有先進的生產管理理念，通過計算機技術來實現企業各項業務之間的信息管理功能，并為企業的日常生產管理提供所需要的數據資料。

在很多制造信息化企業的建設中，大多會優先選擇EPR系統，該系統能夠滿足企業建設的基本需求，但是在MES系統內部上層的EPR很少有生產管理功能。而MES在生產過程中以管理者的視角，向操作人員提供生產所需要的全部數據信息，例如材料、工具、設備以及要求等。將MES和EPR進行結合，兩者之間協同工作，可進一步提高企業系統的智能化建設。MES系統在企業生產中起著重要作用，可有效提高企業的生產效率，同時還能夠和除EPR系統外的其他系統協同工作，加快信息流通速度，為企業的進一步發展提供了保障。

MES總體需求應該包括提供精準的實時數據流、優化計劃編制以減少庫存、更科學地進行物料管理，實現通暢信息流、降低產品生產時間以提高現場過程效益及提升產品質量等。而將RFID技術應用于汽車零部件制造，融入到MES系統中，可提升生產過程的管理與控制水平，有效地跟蹤、管理和控制生產所需的物料、設備、人力等資源。與上層管理系統結合，可合理地調度、管理這些資源，提高制造競爭力，改善生產組織、縮短生產周期、減少在制品數量，提高產品的質量和降低人力資源消耗。其關鍵模塊總體架構如圖1所示。

其中，生產計劃模塊是基礎的數據模塊，需要通過有效的計劃編制和產能詳細調度，在保證產品按時交付的基礎上，使車間生產能力發揮到最大水平。MES需要根據生產計劃的變更，實時提供生產指示，使生產同步，在管理工作站上能夠查詢未來幾天的日生產計劃和排除，在生產進度管理中央系統上，能夠更改現場生產計劃等。

而質量追溯模塊需要填寫材質編號后，將材質編號錄入到MES系統，可從系統中通過材質編號關聯出工序相關的信息，用于報表統計和質量追溯。通過質檢計劃維護，當生產到達指定工序時，由系統發出提醒或暫停提示，減少人工提醒工作量，加強及時率，優化業務流程。每一道工序完工后，由系統自動生成質量編號，再將質量編號發送至質量系統，維護質量編號對應的質檢信息，可進行質量統計分析。對工序進行檢驗報工，并通過質檢結果控制下一道工序的開工，提高質量管理。對于客戶端的投訴件，要求是可以根據零件唯一標識碼追溯到每一個單件或批次信息。

實時數據采集模塊需要將具體分解的生產指令下達給車間工作組進行生產，同時有實時數據采集模塊進行生產線狀態、庫存、質量和設備狀態等實時數據采集。通過中央控制系統或者人機交互系統運用RFID技術采集實時生產數據與具體生產指令完成數據交換和存儲。該模塊還需要能夠每班或每天可視化地反映工廠生產的指標體系，使得管理層和內部外部客戶可以判斷制造運營體系的趨勢并幫助他們做出迅速和有效的決策提供依據。

輔助功能模塊需要整合諸如車間的人員信息管理、技能矩陣管理、RFID標簽的管控、工量具和備件管理以及必要的和企業其它信息化系統管理數據庫的接口功能，并為數據提供冗余和報警服務等。

為了具備精確和實時的數據作為保障，通過在工廠車間層逐步采用RFID技術，可以將從RFID標簽中獲得的各種數據信息進行無縫且不間斷地集成，其對于在MES中的具體應用方案有以下幾個方面：

1、過程數據和基礎生產數據追蹤方面

當零部件進入生產線或到達完工區，將自動記錄工序、設備和操作者編號、加工時間，避免了人工輸入、條形碼掃描等操作產生的不精確數據或誤差。每個在制品和半成品在準確的時間通過一一對應的順序，被送到準確的工位。具體操作需要在工位安裝RFID電子標簽，將其固定在每一個隨行夾具上，通過鴻陸RFID閱讀器將零件各類必要編碼無接觸寫入RFID標簽，具有唯一性，可作為零件跟蹤的關鍵標識信息。

2、物料追蹤方面

必要的零部件在供應商端需要提前部署RFID電子標簽，通過工廠的RFID讀寫器，掃描供應商原材料具體信息，通過內部MES系統銜接，可以實現從原材料到最終產品的全周期跟蹤。同時，線邊RFID掃描設備將持續掃描線邊物料，信息在看板上及時更新達成必要的可視化目標。

3、工量具數據采集方面

當定制產線之前就規劃相關設備的RFID電子標簽位置，在量產過程中通過在線的RFID讀寫器在預先設定的時間間隔內持續更新設備運行的各類性能指標。結合現場中央計算機和自動控制系統，通過及時的預警功能，和TPM計劃匹配。

4、過程數據方面

生產過程監控的關鍵工位上，通過設置的RFID閱讀器和RFID天線自動獲取RFID標簽內存儲的零件信息，既通過現場控制器傳入后臺監控系統，作為過程監控的基礎信息，也通過現場可編程邏輯控制器（PLC）、機器人等設備進行數據傳輸，控制其執行相應的生產指令。

5、質量追溯方面

產品可追溯信息的采集，其型號和生產信息的采集是實現產品召喚的基礎。特別是在關鍵過程特性工位，如帶有安全特性的過程如螺絲擰緊中，當零件或在制品到達裝配工位時，通過鴻陸RFID讀寫器讀取RFID電子標簽信息，協同過程數據如扭矩、轉速等信息，實時采集存儲到后臺系統中，為可能的客戶投訴或問題備查提供基礎信息。

在具體應用方面，通過在生產線相應的工位處安裝固定式RFID閱讀器或手持式讀寫器實時采集生產線的零件信息，并通過現場控制器實現與機器人等現場設備的實時通訊。現場采集的數據通過車間現場總線傳輸到車間服務器進行數據處理和分析，同時跟MES應用服務器進行交互，而中央數據服務器作為數據匯總和備份的終端，獲得生產數據匯總，必要時MES服務器可以從中提取數據。最終通過中心服務器將各個生產現場的數據匯總到企業管理信息系統。

基于RFID技術的MES數據采集系統，可以實現生產數據的實時采集、跟蹤，產品的質量和工藝信息的快速反饋等，通過電子看板還可以實時查看并給與正確引導，避免錯誤的發生。通過RFID原材料管理，能跟蹤記錄每個元器件相關的所有屬性，包括生產流程、下個工序、自身顏色、尺寸，甚至能延生到組裝成成品后的編號、流向地或者定制的客戶信息，能根據客戶的需求進行精細化生產，在原材料開始流入生產時，就逐步進入定制化生產環節。

（部分圖文來源于新工業網，作者：姚昊，侵刪）

審核編輯黃宇