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解讀RFID在汽車行業(yè)中應(yīng)用模式
作者:RFID世界網(wǎng) 收編
來源:萬方數(shù)據(jù)
日期:2011-01-28 10:46:18
摘要:從系統(tǒng)角度提出了汽車行業(yè)RFID應(yīng)用的模式,解決了汽車行業(yè)RFID應(yīng)用目的和應(yīng)用策略等問題。受現(xiàn)有商業(yè)模式的影響,目前汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用多采取閉環(huán)方式,主要集中于供應(yīng)鏈、庫存管理、生產(chǎn)制造和銷售等單個(gè)環(huán)節(jié)或業(yè)務(wù)單元以期望獲取最直接的利益。隨著RFID技術(shù)的進(jìn)步、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及綠色制造理念的不斷深入,汽車行業(yè)必將實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品全生命周期過程的開環(huán)應(yīng)用,并真正體現(xiàn)閉環(huán)產(chǎn)品生命周期管理的思想。
前言
汽車產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),一直在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著重要的作用。為保證行業(yè)主導(dǎo)地位,應(yīng)對(duì)全球市場的激烈競爭,汽車制造企業(yè)一直采用各種先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式提升產(chǎn)品研發(fā)能力和企業(yè)管理水平。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,企業(yè)大都已采用CAD等技術(shù);在生產(chǎn)制造方面,廣泛利用CAM/CAPP等計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和數(shù)控技術(shù)以提升制造裝備的柔性化和制造過程的自動(dòng)化、數(shù)字化以及智能化;管理方面,汽車行業(yè)已經(jīng)歷了批量流水線制造、團(tuán)隊(duì)制造、精益制造、大規(guī)模定制、敏捷制造和虛擬制造等多種先進(jìn)制造模式并向全球化制造模式趨勢發(fā)展。盡管汽車行業(yè)吸收了各先進(jìn)制造模式的管理思想,但由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段,仍然面臨著無法對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈中與制造過程相關(guān)內(nèi)外資源進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合協(xié)調(diào)控制和精細(xì)化管理等問題,導(dǎo)致企業(yè)不能及時(shí)響應(yīng)顧客的個(gè)性化需求和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值并為顧客提供更好服務(wù)。
射頻識(shí)別(radio frequency identification,RFID)技術(shù)的出現(xiàn),為解決以上問題提出了可行方案。RFID技術(shù)是一種基于射頻原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),該技術(shù)通過無線射頻信號(hào)的空間耦合傳輸特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)象的自動(dòng)識(shí)別。RFID系統(tǒng)一般由標(biāo)簽、閱讀器、天線和中間件組成。同傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相比,RFID技術(shù)在識(shí)別速度、識(shí)別距離、存儲(chǔ)容量、讀寫能力和環(huán)境適應(yīng)性等方面具有明顯優(yōu)勢,因此被逐步應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和國防等眾多領(lǐng)域。目前RFID技術(shù)在國內(nèi)外汽車行業(yè)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀可概括為“應(yīng)用實(shí)例先于理論研究”。應(yīng)用實(shí)例方面,國外汽車廠商如通用、福特、豐田、寶馬、沃爾沃和現(xiàn)代等汽車公司作為RFID應(yīng)用的先行者已成為RFID行業(yè)應(yīng)用的典型案例;國內(nèi)汽車廠商逐漸認(rèn)識(shí)到RFID技術(shù)的重要性,繼上海大眾、上海通用、一汽大眾和江淮等汽車公司在主要生產(chǎn)車間實(shí)施了RFID之后,奇瑞、昌河和長安等汽車公司也相繼推出了自己的RFID項(xiàng)目。理論研究方面,國內(nèi)外學(xué)者重點(diǎn)研究了RFID在汽車供應(yīng)鏈管理、物料協(xié)同配送、生產(chǎn)過程控制和質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)的相關(guān)技術(shù)和數(shù)學(xué)模型,探討了汽車行業(yè)采用RFID技術(shù)的評(píng)價(jià)體系。總體來說,目前國內(nèi)外汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用案例多于理論研究,而理論研究方面偏重于單個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)的技術(shù)解決方案,較少從管理角度系統(tǒng)研究汽車行業(yè)RFID應(yīng)用的策略。為此,作者結(jié)合汽車行業(yè)的實(shí)際情況,從汽車行業(yè)價(jià)值鏈的角度探討汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用模式,并期望能為國內(nèi)汽車行業(yè)RFID的規(guī)劃和實(shí)施提供一定參考。
RFID有兩方面的含義,一是射頻識(shí)別技術(shù);二是射頻識(shí)別卡,或稱電子標(biāo)簽。本文中論述的REID應(yīng)用主要指后者。
1 需求分析
1.1 汽車行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)
1.1.1 經(jīng)濟(jì)全球化的影響
經(jīng)濟(jì)全球化導(dǎo)致汽車制造行業(yè)的競爭進(jìn)一步加劇,對(duì)汽車行業(yè)的影響主要體現(xiàn)在以下方面:隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,企業(yè)生產(chǎn)方式由原來的生產(chǎn)計(jì)劃推動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨罄瓌?dòng)型;為維持核心競爭力,汽車行業(yè)分解其價(jià)值鏈,積極推行外包戰(zhàn)略,建立全球制造服務(wù)網(wǎng);企業(yè)以前所關(guān)注的成本、質(zhì)量和產(chǎn)品上市時(shí)間不再是其獲取市場份額的主要競爭優(yōu)勢,市場競爭的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新和服務(wù)。汽車行業(yè)對(duì)外面臨經(jīng)濟(jì)全球化的壓力,對(duì)內(nèi)面臨同行業(yè)的競爭,必須從價(jià)值增值的角度關(guān)注整個(gè)供應(yīng)鏈過程,整合和優(yōu)化內(nèi)外部資源,快速適應(yīng)市場,滿足客戶需求。
1.1.2 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的影響
傳統(tǒng)的汽車行業(yè)制造模式正經(jīng)歷著“以產(chǎn)品為中心”、“以客戶為中心”向“以可持續(xù)發(fā)展為中心”的轉(zhuǎn)變,意味著企業(yè)要提高資源利用率、降低環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的協(xié)調(diào)和優(yōu)化,承擔(dān)著更多的社會(huì)責(zé)任。對(duì)于汽車行業(yè)來說,必須采取綠色制造的戰(zhàn)略,以產(chǎn)品全生命周期為主線,協(xié)調(diào)T(時(shí)間)、Q(質(zhì)量)、c(成本)、s(服務(wù))、E(環(huán)境)和R(資源)等目標(biāo),最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
1.2 汽車行業(yè)價(jià)值鏈分析
價(jià)值鏈理論作為提高企業(yè)競爭力的有效手段,通過對(duì)價(jià)值創(chuàng)造過程中各參與主體及其活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)研究,有利于調(diào)整、優(yōu)化價(jià)值鏈,綜合協(xié)調(diào)“以產(chǎn)品為中心”、“以客戶為中心”和“以可持續(xù)發(fā)展為中心”的制造模式,實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益的最大化¨引。汽車行業(yè)價(jià)值鏈中參與的主體主要包括:供應(yīng)商、物流服務(wù)商、制造商、銷售商、維修服務(wù)商和回收處理商等。
供應(yīng)商的主要活動(dòng)是為汽車生產(chǎn)制造及裝配過程提供原材料、零件和組件;物流服務(wù)商貫穿于汽車供應(yīng)鏈全過程,為各參與主體提供運(yùn)輸、倉儲(chǔ)或其它價(jià)值增值服務(wù);制造商的活動(dòng)包括了零部件的生產(chǎn)制造、整車生產(chǎn)及裝配;銷售商接收從制造商分發(fā)來的車輛并提供給消費(fèi)者;維修服務(wù)商在汽車使用過程中為使用者提供各種維修和保養(yǎng)服務(wù);回收處理商從事處理廢舊汽車資源化逆向物流管理活動(dòng),作為汽車產(chǎn)品生命周期的最后環(huán)節(jié),主要包括從廢舊汽車的回收、檢測、分類、其他處理到回收產(chǎn)品的資源化處理、再分銷等一系列的活動(dòng)。
1.3 汽車行業(yè)RFID應(yīng)用需求分析
汽車行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長、關(guān)聯(lián)度高,多以產(chǎn)業(yè)集群方式發(fā)展;“小批量、個(gè)性化”等產(chǎn)品特點(diǎn)使得汽車行業(yè)多采用戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式實(shí)現(xiàn)資源共享。汽車制造商作為聯(lián)盟的盟主企業(yè)須從供應(yīng)鏈全局組織各種資源,提高物流和生產(chǎn)運(yùn)作效率,降低經(jīng)營成本,提高靈活性以快速響應(yīng)用戶需求。作者從制造商、供應(yīng)鏈和產(chǎn)品生命周期3個(gè)不同角度來描述汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用需求。
1.3.1 基于制造商視角的RFID應(yīng)用需求
(1)生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)化和透明化 利用RFID實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)全過程實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的監(jiān)控,企業(yè)和車間各級(jí)管理人員能及時(shí)掌握生產(chǎn)情況并進(jìn)行相應(yīng)的決策和生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度。
(2)生產(chǎn)管理的精益化 利用RFID實(shí)時(shí)跟蹤原材料、在制品和零部件等物料的動(dòng)態(tài)信息,提高車間均衡生產(chǎn)能力,逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的精益化。
(3)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化 利用RFID采集的車型和車體顏色等實(shí)時(shí)信息來控制混流生產(chǎn)的車體隊(duì)列分合流,提升噴涂機(jī)器人和PLC(可編程邏輯控制器)等現(xiàn)場控制設(shè)備的智能化水平。
(4)全面質(zhì)量管理利用RFID實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)各關(guān)鍵工位質(zhì)量信息,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的自動(dòng)化和無紙化,一旦產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題有利于質(zhì)量追溯。
1.3.2 基于供應(yīng)鏈視角的RFID應(yīng)用需求
(1)供應(yīng)鏈物流管理 利用RFID提高供應(yīng)商、物流服務(wù)商、制造商以及車輛分銷商各自活動(dòng)中物流、信息流的可見性和信息傳遞效率。供應(yīng)商利用RFID獲取制造商的實(shí)時(shí)生產(chǎn)進(jìn)度信息,并制定出最優(yōu)的供應(yīng)計(jì)劃;分銷商利用RFID實(shí)時(shí)跟蹤車輛運(yùn)輸和倉儲(chǔ)庫存等情況,制定合理的銷售策略。
(2)客戶及服務(wù)管理 利用RFID為消費(fèi)者提供詳細(xì)的產(chǎn)品信息、精細(xì)化產(chǎn)品支持和服務(wù),降低產(chǎn)品維護(hù)成本和響應(yīng)時(shí)間;維修人員可根據(jù)產(chǎn)品使用情況進(jìn)行維修計(jì)劃的合理安排,分析、解決和監(jiān)控產(chǎn)品使用過程中出現(xiàn)的問題并反饋給相關(guān)人員如設(shè)計(jì)人員以減小產(chǎn)品召回風(fēng)險(xiǎn)。
1.3.3 基于產(chǎn)品生命周期視角的RFID應(yīng)用需求
利用RFID對(duì)產(chǎn)品全生命周期信息進(jìn)行閉環(huán)管理,實(shí)現(xiàn)過程、資源和產(chǎn)品的協(xié)調(diào),并在適當(dāng)?shù)碾A段做出正確的決策。通過RFID,顧客能獲取更好的產(chǎn)品和服務(wù);制造商能獲取更多關(guān)于產(chǎn)品生產(chǎn)、使用、處理方式的信息;產(chǎn)品設(shè)計(jì)者利用以前產(chǎn)品的反饋信息設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品;再制造商能獲取更多關(guān)于產(chǎn)品剩余價(jià)值的信息。
2 汽車行業(yè)RFID應(yīng)用模式
針對(duì)汽車行業(yè)的特征,結(jié)合汽車行業(yè)對(duì)RFID的應(yīng)用需求,參照汽車行業(yè)其他先進(jìn)技術(shù)和管理信息化系統(tǒng)的應(yīng)用模式,提出基于產(chǎn)品生命周期維、應(yīng)用領(lǐng)域維和視圖模型維的RFID三維應(yīng)用模式(見圖1)。
產(chǎn)品生命周期可以分為BOL(beginning of life)、MOL(middle of life)和EOL(end of life)3個(gè)階段。BOL階段包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造,MOL階段主要涉及到產(chǎn)品的包裝運(yùn)輸、銷售、使用和維護(hù),EOL階段關(guān)注的重點(diǎn)是產(chǎn)品的報(bào)廢和回收。
RFID可單獨(dú)用于各階段實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo),也可應(yīng)用于整個(gè)產(chǎn)品生命周期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的閉環(huán)信息管理。閉環(huán)特性體現(xiàn)在兩個(gè)方面:首先實(shí)現(xiàn)了各環(huán)節(jié)的信息共享(橫向閉環(huán)),使產(chǎn)品全生命周期所有活動(dòng)的參與者不受時(shí)間、地點(diǎn)限制就能管理和控制產(chǎn)品信息;其次,產(chǎn)品生命周期各節(jié)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)向知識(shí)無縫轉(zhuǎn)化,而知識(shí)和信息又反過來作用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)過程(縱向閉環(huán)),推動(dòng)創(chuàng)新。
RFID在BOL的產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段,可獲取生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)和調(diào)度。在MOL階段能為消費(fèi)者提供詳細(xì)的產(chǎn)品信息、精細(xì)化產(chǎn)品支持和服務(wù)、降低產(chǎn)品維護(hù)成本和響應(yīng)時(shí)間;維修人員可根據(jù)產(chǎn)品使用情況進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。在EOL階段能為產(chǎn)品回收過程中所有參與者提供產(chǎn)品(零部件、材料)的精確信息、有效估計(jì)零部件的回收價(jià)值和回收質(zhì)量并選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?,降低產(chǎn)品回收成本。
2.2 應(yīng)用領(lǐng)域維
應(yīng)用領(lǐng)域維包括了RFID的應(yīng)用環(huán)節(jié)和層次。RFID應(yīng)用環(huán)節(jié)可以分為供應(yīng)鏈、生產(chǎn)制造(倉儲(chǔ)、物料配送、質(zhì)量控制、產(chǎn)品跟蹤)、銷售、維修服務(wù)和回收處理等環(huán)節(jié)。應(yīng)用層次體現(xiàn)了RFID系統(tǒng)與其他管理信息系統(tǒng)或現(xiàn)場控制系統(tǒng)的集成程度。大致可分為:獨(dú)立的RFID系統(tǒng),即單獨(dú)應(yīng)用于某環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)簡單的現(xiàn)場控制或業(yè)務(wù)管理功能;戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用,RFID系統(tǒng)與汽車制造企業(yè)MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))集成,真正架起企業(yè)資源計(jì)劃與現(xiàn)場控制的橋梁,改善生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)調(diào)度和控制;戰(zhàn)略級(jí)應(yīng)用,RFID系統(tǒng)與企業(yè)所有管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成和數(shù)據(jù)共享,實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體業(yè)務(wù)的優(yōu)化;戰(zhàn)略聯(lián)盟級(jí)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟內(nèi)部供應(yīng)鏈上下游企業(yè)、買賣方之間信息的可視化和透明化,消除信息失真。
2.3 視圖模型維
視圖模型維用于描述汽車行業(yè)RFID的具體規(guī)劃實(shí)施過程。視圖模型維分為功能視圖、組織視圖、過程視圖和實(shí)施視圖,以過程視圖為核心,組織協(xié)調(diào)內(nèi)外部資源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種目標(biāo)。
(1)功能視圖 汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用必須與現(xiàn)有的多種制造模式相融合,綜合協(xié)調(diào)人員、物料和設(shè)備等生產(chǎn)要素,其目標(biāo)是以較低的生產(chǎn)成本、較高的產(chǎn)品質(zhì)量為顧客提供較好的服務(wù),并最終實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。汽車行業(yè)RFID系統(tǒng)的功能模塊根據(jù)具體應(yīng)用領(lǐng)域可分為:倉儲(chǔ)管理、物料配送管理、人員管理、生產(chǎn)任務(wù)及進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、資產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈物流管理、供應(yīng)商管理、維修服務(wù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(全生命周期)等。
(2)組織視圖 RFID系統(tǒng)的實(shí)施一般被認(rèn)為是企業(yè)在面臨外部競爭的壓力或強(qiáng)制要求之下而采取的一種新的戰(zhàn)略性方法,因此首先必須得到公司高層領(lǐng)導(dǎo)的支持,并成立領(lǐng)導(dǎo)牽頭的RFID項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和實(shí)施團(tuán)隊(duì)。還須明確各團(tuán)隊(duì)人員的組織結(jié)構(gòu)、責(zé)任及相關(guān)權(quán)限,分工協(xié)作完成需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)推廣等各階段工作。
(3)過程視圖 用于描述RFID系統(tǒng)實(shí)施領(lǐng)域內(nèi)所有參與主體及其活動(dòng)之間的相互聯(lián)系,實(shí)質(zhì)為產(chǎn)品生命周期某階段內(nèi)軟硬件、設(shè)備、物料和人力等各種資源的協(xié)調(diào)過程,其主要內(nèi)容包括了為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值而服務(wù)的全部活動(dòng)的輸入和輸出。
(4)實(shí)施視圖 RFID系統(tǒng)的成功實(shí)施須制定出科學(xué)的實(shí)施方案,大致分為需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)施3個(gè)階段。整個(gè)過程必須嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目管理的要求進(jìn)行RFID系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)施。
?、傩枨蠓治鲭A段詳細(xì)分析企業(yè)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程和信息系統(tǒng)的情況,針對(duì)汽車行業(yè)現(xiàn)狀和企業(yè)現(xiàn)有問題明確RFID系統(tǒng)的目標(biāo)、原則和風(fēng)險(xiǎn),確定RFID應(yīng)用領(lǐng)域并提出RFID的應(yīng)用要求。同物流、零售和交通等領(lǐng)域相比,汽車行業(yè)流程多并伴隨著復(fù)雜的物流、資金流和信息流,企業(yè)內(nèi)部還存在大量的信息孤島不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的無縫轉(zhuǎn)化。因此RFID的應(yīng)用不僅要處理海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的管理和控制,其最核心的價(jià)值就是架起計(jì)劃層和控制層的橋梁,通過與ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)、SCM(供應(yīng)鏈管理)、MES等系統(tǒng)的集成以掌控整個(gè)價(jià)值鏈;同時(shí),汽車制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣,主要參數(shù)如溫度、濕度、焊槍的電壓與電流、高頻電磁輻射、酸堿度、周邊設(shè)備質(zhì)地、車體或零部件移動(dòng)速度等聯(lián)合作用對(duì)RFID設(shè)備(閱讀器、標(biāo)簽、天線)的性能以及RFID系統(tǒng)的穩(wěn)定構(gòu)成挑戰(zhàn),這些都為RFID的應(yīng)用提出了嚴(yán)格的要求。
對(duì)于汽車行業(yè)來說,RFID的應(yīng)用要求主要包括:標(biāo)簽內(nèi)承載的內(nèi)容與格式(RFID編碼的內(nèi)容按照實(shí)際需求可包括供應(yīng)商代碼、車身VIN碼、車型、車型狀態(tài)、顏色代碼、質(zhì)量代碼、上下線時(shí)間或其它特殊信息,具體視RFID應(yīng)用的層次、領(lǐng)域和目標(biāo)而定;編碼格式應(yīng)遵守汽車行業(yè)和企業(yè)內(nèi)部的相關(guān)規(guī)定,并考慮與條形碼相關(guān)編碼格式兼容)、標(biāo)簽信息讀取安全要求(標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)、標(biāo)簽與閱讀器之間的空中接口以及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全)和RFID設(shè)備性能要求(外形尺寸、工作頻率、存儲(chǔ)容量、物理特性、電氣特性、環(huán)境特性等)。
②系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段針對(duì)需求分析的結(jié)果,制定詳細(xì)的RFID設(shè)備性能評(píng)價(jià)方案,并通過第三方測試、實(shí)驗(yàn)室模擬測試以及現(xiàn)場測試綜合選擇性能可靠的RFID設(shè)備;構(gòu)建系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理等)進(jìn)行系統(tǒng)建模、分析并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行軟件系統(tǒng)的開發(fā)。
系統(tǒng)實(shí)施階段對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行測試,主要是通過系統(tǒng)上線試運(yùn)行驗(yàn)證和優(yōu)化系統(tǒng)性能并進(jìn)行結(jié)果分析和評(píng)價(jià)。
3 應(yīng)用實(shí)踐
在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)的支持下,上述汽車行業(yè)RFID應(yīng)用模式的研究在重慶某整車生產(chǎn)廠進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐。該廠目前已成功實(shí)施了ERP和基于條碼的MES系統(tǒng),但仍面臨著如下問題:由于條形碼不能循環(huán)使用,且易受環(huán)境污染而導(dǎo)致無法識(shí)別,影響生產(chǎn)效率;部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)無法設(shè)置掃描點(diǎn),不能實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品所有狀態(tài)信息;生產(chǎn)現(xiàn)場的質(zhì)量信息采集手段落后且不及時(shí),無法實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)車體的精細(xì)化管理;噴涂機(jī)器人、車體分道等控制環(huán)節(jié)還未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化;由于缺乏車體的實(shí)時(shí)信息(車型、顏色等)不能實(shí)現(xiàn)車體隊(duì)列的優(yōu)化調(diào)度,影響車間均衡生產(chǎn)。針對(duì)工廠的實(shí)際需求,根據(jù)“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則,確定在整車廠焊接、涂裝和總裝車間進(jìn)行RFID系統(tǒng)試點(diǎn)應(yīng)用。
從產(chǎn)品生命周期角度來看,RFID系統(tǒng)的應(yīng)用屬于BOL生產(chǎn)制造階段。從應(yīng)用領(lǐng)域角度來看,歸屬于單個(gè)企業(yè)內(nèi)的戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用。
在功能視圖方面,系統(tǒng)目標(biāo)是通過對(duì)汽車整車生產(chǎn)的質(zhì)量監(jiān)控和流程管理實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。焊接和涂裝車間利用RFID系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車體的自動(dòng)識(shí)別和實(shí)時(shí)跟蹤;焊后鏈環(huán)節(jié)通過RFID系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集車體隊(duì)列信息并進(jìn)行生產(chǎn)排序;面漆線利用RFID采集的信息控制噴涂機(jī)器人等設(shè)備執(zhí)行正確的噴涂操作;涂裝檢測線通過RFID系統(tǒng)記錄質(zhì)量檢測信息,并實(shí)現(xiàn)合格、返工和返修車輛的自動(dòng)分流控制;涂裝下線到總裝線之間的緩沖區(qū)車體隊(duì)列按車型進(jìn)行排序?qū)崿F(xiàn)均衡生產(chǎn);總裝車間利用RFID跟蹤關(guān)鍵工位的車體實(shí)時(shí)狀態(tài)。
在組織視圖方面,成立了以公司管理信息部、汽車制造廠、系統(tǒng)集成商、重慶大學(xué)組成的項(xiàng)目實(shí)施小組分工協(xié)作進(jìn)行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施和維護(hù)工作。
在過程視圖方面,“以產(chǎn)品和服務(wù)為核心”進(jìn)行整車生產(chǎn)過程中軟硬件、設(shè)備、物料和人力等各種資源的協(xié)調(diào)管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能目標(biāo)。
在實(shí)施視圖方面,嚴(yán)格按照項(xiàng)目管理的要求進(jìn)行RFID系統(tǒng)的建設(shè)。首先制定出項(xiàng)目管理計(jì)劃,并做好相關(guān)準(zhǔn)備工作(標(biāo)準(zhǔn)化工作、需求分析、培訓(xùn)等),項(xiàng)目實(shí)施按照實(shí)施準(zhǔn)備、實(shí)施調(diào)研、需求分析、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施和推廣等6個(gè)階段,制定出詳細(xì)的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃并進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。
RFID系統(tǒng)的實(shí)施在管理和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面取得了一定效益。
(1)管理方面 實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)全過程實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的監(jiān)控,各級(jí)管理人員能掌握實(shí)際情況并進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)管理和作業(yè)調(diào)度;簡化整車生產(chǎn)流程,更好地管理和控制現(xiàn)場設(shè)備,并指導(dǎo)其進(jìn)行正確操作以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的優(yōu)化;利用車體的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度,有利于均衡生產(chǎn);實(shí)現(xiàn)了汽車整車生產(chǎn)過程的全面質(zhì)量管理和質(zhì)量追溯;提升了生產(chǎn)過程的無紙化、自動(dòng)化和智能化水平。
(2)經(jīng)濟(jì)方面可循環(huán)利用的RFID電子標(biāo)簽取代一次性條碼;RFID自動(dòng)掃描,減少了人工工時(shí)和工人數(shù)量;減少焊接與涂裝、涂裝與總裝緩沖區(qū)的車體等待停線時(shí)間,降低了經(jīng)濟(jì)損失;減少涂裝噴涂機(jī)器人換槍次數(shù),節(jié)約了清洗劑和漆;無須單獨(dú)對(duì)緩沖區(qū)編組平臺(tái)進(jìn)行硬件改造即可進(jìn)行車體隊(duì)列調(diào)度,節(jié)約了改造費(fèi)用。
4 結(jié)束語
從系統(tǒng)角度提出了汽車行業(yè)RFID應(yīng)用的模式,解決了汽車行業(yè)RFID應(yīng)用目的和應(yīng)用策略等問題。受現(xiàn)有商業(yè)模式的影響,目前汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用多采取閉環(huán)方式,主要集中于供應(yīng)鏈、庫存管理、生產(chǎn)制造和銷售等單個(gè)環(huán)節(jié)或業(yè)務(wù)單元以期望獲取最直接的利益。隨著RFID技術(shù)的進(jìn)步、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及綠色制造理念的不斷深入,汽車行業(yè)必將實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品全生命周期過程的開環(huán)應(yīng)用,并真正體現(xiàn)閉環(huán)產(chǎn)品生命周期管理的思想。
汽車產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),一直在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中起著重要的作用。為保證行業(yè)主導(dǎo)地位,應(yīng)對(duì)全球市場的激烈競爭,汽車制造企業(yè)一直采用各種先進(jìn)的制造技術(shù)和制造模式提升產(chǎn)品研發(fā)能力和企業(yè)管理水平。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,企業(yè)大都已采用CAD等技術(shù);在生產(chǎn)制造方面,廣泛利用CAM/CAPP等計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和數(shù)控技術(shù)以提升制造裝備的柔性化和制造過程的自動(dòng)化、數(shù)字化以及智能化;管理方面,汽車行業(yè)已經(jīng)歷了批量流水線制造、團(tuán)隊(duì)制造、精益制造、大規(guī)模定制、敏捷制造和虛擬制造等多種先進(jìn)制造模式并向全球化制造模式趨勢發(fā)展。盡管汽車行業(yè)吸收了各先進(jìn)制造模式的管理思想,但由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段,仍然面臨著無法對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈中與制造過程相關(guān)內(nèi)外資源進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合協(xié)調(diào)控制和精細(xì)化管理等問題,導(dǎo)致企業(yè)不能及時(shí)響應(yīng)顧客的個(gè)性化需求和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值并為顧客提供更好服務(wù)。
射頻識(shí)別(radio frequency identification,RFID)技術(shù)的出現(xiàn),為解決以上問題提出了可行方案。RFID技術(shù)是一種基于射頻原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),該技術(shù)通過無線射頻信號(hào)的空間耦合傳輸特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)象的自動(dòng)識(shí)別。RFID系統(tǒng)一般由標(biāo)簽、閱讀器、天線和中間件組成。同傳統(tǒng)條形碼技術(shù)相比,RFID技術(shù)在識(shí)別速度、識(shí)別距離、存儲(chǔ)容量、讀寫能力和環(huán)境適應(yīng)性等方面具有明顯優(yōu)勢,因此被逐步應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和國防等眾多領(lǐng)域。目前RFID技術(shù)在國內(nèi)外汽車行業(yè)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀可概括為“應(yīng)用實(shí)例先于理論研究”。應(yīng)用實(shí)例方面,國外汽車廠商如通用、福特、豐田、寶馬、沃爾沃和現(xiàn)代等汽車公司作為RFID應(yīng)用的先行者已成為RFID行業(yè)應(yīng)用的典型案例;國內(nèi)汽車廠商逐漸認(rèn)識(shí)到RFID技術(shù)的重要性,繼上海大眾、上海通用、一汽大眾和江淮等汽車公司在主要生產(chǎn)車間實(shí)施了RFID之后,奇瑞、昌河和長安等汽車公司也相繼推出了自己的RFID項(xiàng)目。理論研究方面,國內(nèi)外學(xué)者重點(diǎn)研究了RFID在汽車供應(yīng)鏈管理、物料協(xié)同配送、生產(chǎn)過程控制和質(zhì)量管理等環(huán)節(jié)的相關(guān)技術(shù)和數(shù)學(xué)模型,探討了汽車行業(yè)采用RFID技術(shù)的評(píng)價(jià)體系。總體來說,目前國內(nèi)外汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用案例多于理論研究,而理論研究方面偏重于單個(gè)應(yīng)用環(huán)節(jié)的技術(shù)解決方案,較少從管理角度系統(tǒng)研究汽車行業(yè)RFID應(yīng)用的策略。為此,作者結(jié)合汽車行業(yè)的實(shí)際情況,從汽車行業(yè)價(jià)值鏈的角度探討汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用模式,并期望能為國內(nèi)汽車行業(yè)RFID的規(guī)劃和實(shí)施提供一定參考。
RFID有兩方面的含義,一是射頻識(shí)別技術(shù);二是射頻識(shí)別卡,或稱電子標(biāo)簽。本文中論述的REID應(yīng)用主要指后者。
1 需求分析
1.1 汽車行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)
1.1.1 經(jīng)濟(jì)全球化的影響
經(jīng)濟(jì)全球化導(dǎo)致汽車制造行業(yè)的競爭進(jìn)一步加劇,對(duì)汽車行業(yè)的影響主要體現(xiàn)在以下方面:隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,企業(yè)生產(chǎn)方式由原來的生產(chǎn)計(jì)劃推動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鲂枨罄瓌?dòng)型;為維持核心競爭力,汽車行業(yè)分解其價(jià)值鏈,積極推行外包戰(zhàn)略,建立全球制造服務(wù)網(wǎng);企業(yè)以前所關(guān)注的成本、質(zhì)量和產(chǎn)品上市時(shí)間不再是其獲取市場份額的主要競爭優(yōu)勢,市場競爭的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新和服務(wù)。汽車行業(yè)對(duì)外面臨經(jīng)濟(jì)全球化的壓力,對(duì)內(nèi)面臨同行業(yè)的競爭,必須從價(jià)值增值的角度關(guān)注整個(gè)供應(yīng)鏈過程,整合和優(yōu)化內(nèi)外部資源,快速適應(yīng)市場,滿足客戶需求。
1.1.2 可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的影響
傳統(tǒng)的汽車行業(yè)制造模式正經(jīng)歷著“以產(chǎn)品為中心”、“以客戶為中心”向“以可持續(xù)發(fā)展為中心”的轉(zhuǎn)變,意味著企業(yè)要提高資源利用率、降低環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的協(xié)調(diào)和優(yōu)化,承擔(dān)著更多的社會(huì)責(zé)任。對(duì)于汽車行業(yè)來說,必須采取綠色制造的戰(zhàn)略,以產(chǎn)品全生命周期為主線,協(xié)調(diào)T(時(shí)間)、Q(質(zhì)量)、c(成本)、s(服務(wù))、E(環(huán)境)和R(資源)等目標(biāo),最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
1.2 汽車行業(yè)價(jià)值鏈分析
價(jià)值鏈理論作為提高企業(yè)競爭力的有效手段,通過對(duì)價(jià)值創(chuàng)造過程中各參與主體及其活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)研究,有利于調(diào)整、優(yōu)化價(jià)值鏈,綜合協(xié)調(diào)“以產(chǎn)品為中心”、“以客戶為中心”和“以可持續(xù)發(fā)展為中心”的制造模式,實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益的最大化¨引。汽車行業(yè)價(jià)值鏈中參與的主體主要包括:供應(yīng)商、物流服務(wù)商、制造商、銷售商、維修服務(wù)商和回收處理商等。
供應(yīng)商的主要活動(dòng)是為汽車生產(chǎn)制造及裝配過程提供原材料、零件和組件;物流服務(wù)商貫穿于汽車供應(yīng)鏈全過程,為各參與主體提供運(yùn)輸、倉儲(chǔ)或其它價(jià)值增值服務(wù);制造商的活動(dòng)包括了零部件的生產(chǎn)制造、整車生產(chǎn)及裝配;銷售商接收從制造商分發(fā)來的車輛并提供給消費(fèi)者;維修服務(wù)商在汽車使用過程中為使用者提供各種維修和保養(yǎng)服務(wù);回收處理商從事處理廢舊汽車資源化逆向物流管理活動(dòng),作為汽車產(chǎn)品生命周期的最后環(huán)節(jié),主要包括從廢舊汽車的回收、檢測、分類、其他處理到回收產(chǎn)品的資源化處理、再分銷等一系列的活動(dòng)。
1.3 汽車行業(yè)RFID應(yīng)用需求分析
汽車行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈長、關(guān)聯(lián)度高,多以產(chǎn)業(yè)集群方式發(fā)展;“小批量、個(gè)性化”等產(chǎn)品特點(diǎn)使得汽車行業(yè)多采用戰(zhàn)略聯(lián)盟的形式實(shí)現(xiàn)資源共享。汽車制造商作為聯(lián)盟的盟主企業(yè)須從供應(yīng)鏈全局組織各種資源,提高物流和生產(chǎn)運(yùn)作效率,降低經(jīng)營成本,提高靈活性以快速響應(yīng)用戶需求。作者從制造商、供應(yīng)鏈和產(chǎn)品生命周期3個(gè)不同角度來描述汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用需求。
1.3.1 基于制造商視角的RFID應(yīng)用需求
(1)生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)化和透明化 利用RFID實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)全過程實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的監(jiān)控,企業(yè)和車間各級(jí)管理人員能及時(shí)掌握生產(chǎn)情況并進(jìn)行相應(yīng)的決策和生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度。
(2)生產(chǎn)管理的精益化 利用RFID實(shí)時(shí)跟蹤原材料、在制品和零部件等物料的動(dòng)態(tài)信息,提高車間均衡生產(chǎn)能力,逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的精益化。
(3)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化 利用RFID采集的車型和車體顏色等實(shí)時(shí)信息來控制混流生產(chǎn)的車體隊(duì)列分合流,提升噴涂機(jī)器人和PLC(可編程邏輯控制器)等現(xiàn)場控制設(shè)備的智能化水平。
(4)全面質(zhì)量管理利用RFID實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)各關(guān)鍵工位質(zhì)量信息,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的自動(dòng)化和無紙化,一旦產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題有利于質(zhì)量追溯。
1.3.2 基于供應(yīng)鏈視角的RFID應(yīng)用需求
(1)供應(yīng)鏈物流管理 利用RFID提高供應(yīng)商、物流服務(wù)商、制造商以及車輛分銷商各自活動(dòng)中物流、信息流的可見性和信息傳遞效率。供應(yīng)商利用RFID獲取制造商的實(shí)時(shí)生產(chǎn)進(jìn)度信息,并制定出最優(yōu)的供應(yīng)計(jì)劃;分銷商利用RFID實(shí)時(shí)跟蹤車輛運(yùn)輸和倉儲(chǔ)庫存等情況,制定合理的銷售策略。
(2)客戶及服務(wù)管理 利用RFID為消費(fèi)者提供詳細(xì)的產(chǎn)品信息、精細(xì)化產(chǎn)品支持和服務(wù),降低產(chǎn)品維護(hù)成本和響應(yīng)時(shí)間;維修人員可根據(jù)產(chǎn)品使用情況進(jìn)行維修計(jì)劃的合理安排,分析、解決和監(jiān)控產(chǎn)品使用過程中出現(xiàn)的問題并反饋給相關(guān)人員如設(shè)計(jì)人員以減小產(chǎn)品召回風(fēng)險(xiǎn)。
1.3.3 基于產(chǎn)品生命周期視角的RFID應(yīng)用需求
利用RFID對(duì)產(chǎn)品全生命周期信息進(jìn)行閉環(huán)管理,實(shí)現(xiàn)過程、資源和產(chǎn)品的協(xié)調(diào),并在適當(dāng)?shù)碾A段做出正確的決策。通過RFID,顧客能獲取更好的產(chǎn)品和服務(wù);制造商能獲取更多關(guān)于產(chǎn)品生產(chǎn)、使用、處理方式的信息;產(chǎn)品設(shè)計(jì)者利用以前產(chǎn)品的反饋信息設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品;再制造商能獲取更多關(guān)于產(chǎn)品剩余價(jià)值的信息。
2 汽車行業(yè)RFID應(yīng)用模式
針對(duì)汽車行業(yè)的特征,結(jié)合汽車行業(yè)對(duì)RFID的應(yīng)用需求,參照汽車行業(yè)其他先進(jìn)技術(shù)和管理信息化系統(tǒng)的應(yīng)用模式,提出基于產(chǎn)品生命周期維、應(yīng)用領(lǐng)域維和視圖模型維的RFID三維應(yīng)用模式(見圖1)。
圖1 汽車行業(yè)RFID運(yùn)行模式三維視圖
產(chǎn)品生命周期可以分為BOL(beginning of life)、MOL(middle of life)和EOL(end of life)3個(gè)階段。BOL階段包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造,MOL階段主要涉及到產(chǎn)品的包裝運(yùn)輸、銷售、使用和維護(hù),EOL階段關(guān)注的重點(diǎn)是產(chǎn)品的報(bào)廢和回收。
RFID可單獨(dú)用于各階段實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo),也可應(yīng)用于整個(gè)產(chǎn)品生命周期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的閉環(huán)信息管理。閉環(huán)特性體現(xiàn)在兩個(gè)方面:首先實(shí)現(xiàn)了各環(huán)節(jié)的信息共享(橫向閉環(huán)),使產(chǎn)品全生命周期所有活動(dòng)的參與者不受時(shí)間、地點(diǎn)限制就能管理和控制產(chǎn)品信息;其次,產(chǎn)品生命周期各節(jié)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)能實(shí)現(xiàn)向知識(shí)無縫轉(zhuǎn)化,而知識(shí)和信息又反過來作用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)和生產(chǎn)過程(縱向閉環(huán)),推動(dòng)創(chuàng)新。
RFID在BOL的產(chǎn)品生產(chǎn)制造階段,可獲取生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)和調(diào)度。在MOL階段能為消費(fèi)者提供詳細(xì)的產(chǎn)品信息、精細(xì)化產(chǎn)品支持和服務(wù)、降低產(chǎn)品維護(hù)成本和響應(yīng)時(shí)間;維修人員可根據(jù)產(chǎn)品使用情況進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。在EOL階段能為產(chǎn)品回收過程中所有參與者提供產(chǎn)品(零部件、材料)的精確信息、有效估計(jì)零部件的回收價(jià)值和回收質(zhì)量并選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?,降低產(chǎn)品回收成本。
2.2 應(yīng)用領(lǐng)域維
應(yīng)用領(lǐng)域維包括了RFID的應(yīng)用環(huán)節(jié)和層次。RFID應(yīng)用環(huán)節(jié)可以分為供應(yīng)鏈、生產(chǎn)制造(倉儲(chǔ)、物料配送、質(zhì)量控制、產(chǎn)品跟蹤)、銷售、維修服務(wù)和回收處理等環(huán)節(jié)。應(yīng)用層次體現(xiàn)了RFID系統(tǒng)與其他管理信息系統(tǒng)或現(xiàn)場控制系統(tǒng)的集成程度。大致可分為:獨(dú)立的RFID系統(tǒng),即單獨(dú)應(yīng)用于某環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)簡單的現(xiàn)場控制或業(yè)務(wù)管理功能;戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用,RFID系統(tǒng)與汽車制造企業(yè)MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))集成,真正架起企業(yè)資源計(jì)劃與現(xiàn)場控制的橋梁,改善生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)調(diào)度和控制;戰(zhàn)略級(jí)應(yīng)用,RFID系統(tǒng)與企業(yè)所有管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成和數(shù)據(jù)共享,實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體業(yè)務(wù)的優(yōu)化;戰(zhàn)略聯(lián)盟級(jí)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟內(nèi)部供應(yīng)鏈上下游企業(yè)、買賣方之間信息的可視化和透明化,消除信息失真。
2.3 視圖模型維
視圖模型維用于描述汽車行業(yè)RFID的具體規(guī)劃實(shí)施過程。視圖模型維分為功能視圖、組織視圖、過程視圖和實(shí)施視圖,以過程視圖為核心,組織協(xié)調(diào)內(nèi)外部資源實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種目標(biāo)。
(1)功能視圖 汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用必須與現(xiàn)有的多種制造模式相融合,綜合協(xié)調(diào)人員、物料和設(shè)備等生產(chǎn)要素,其目標(biāo)是以較低的生產(chǎn)成本、較高的產(chǎn)品質(zhì)量為顧客提供較好的服務(wù),并最終實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。汽車行業(yè)RFID系統(tǒng)的功能模塊根據(jù)具體應(yīng)用領(lǐng)域可分為:倉儲(chǔ)管理、物料配送管理、人員管理、生產(chǎn)任務(wù)及進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、資產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈物流管理、供應(yīng)商管理、維修服務(wù)管理和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(全生命周期)等。
(2)組織視圖 RFID系統(tǒng)的實(shí)施一般被認(rèn)為是企業(yè)在面臨外部競爭的壓力或強(qiáng)制要求之下而采取的一種新的戰(zhàn)略性方法,因此首先必須得到公司高層領(lǐng)導(dǎo)的支持,并成立領(lǐng)導(dǎo)牽頭的RFID項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和實(shí)施團(tuán)隊(duì)。還須明確各團(tuán)隊(duì)人員的組織結(jié)構(gòu)、責(zé)任及相關(guān)權(quán)限,分工協(xié)作完成需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行、系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)推廣等各階段工作。
(3)過程視圖 用于描述RFID系統(tǒng)實(shí)施領(lǐng)域內(nèi)所有參與主體及其活動(dòng)之間的相互聯(lián)系,實(shí)質(zhì)為產(chǎn)品生命周期某階段內(nèi)軟硬件、設(shè)備、物料和人力等各種資源的協(xié)調(diào)過程,其主要內(nèi)容包括了為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品增值而服務(wù)的全部活動(dòng)的輸入和輸出。
(4)實(shí)施視圖 RFID系統(tǒng)的成功實(shí)施須制定出科學(xué)的實(shí)施方案,大致分為需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)施3個(gè)階段。整個(gè)過程必須嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目管理的要求進(jìn)行RFID系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)施。
?、傩枨蠓治鲭A段詳細(xì)分析企業(yè)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程和信息系統(tǒng)的情況,針對(duì)汽車行業(yè)現(xiàn)狀和企業(yè)現(xiàn)有問題明確RFID系統(tǒng)的目標(biāo)、原則和風(fēng)險(xiǎn),確定RFID應(yīng)用領(lǐng)域并提出RFID的應(yīng)用要求。同物流、零售和交通等領(lǐng)域相比,汽車行業(yè)流程多并伴隨著復(fù)雜的物流、資金流和信息流,企業(yè)內(nèi)部還存在大量的信息孤島不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)的無縫轉(zhuǎn)化。因此RFID的應(yīng)用不僅要處理海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的管理和控制,其最核心的價(jià)值就是架起計(jì)劃層和控制層的橋梁,通過與ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)、SCM(供應(yīng)鏈管理)、MES等系統(tǒng)的集成以掌控整個(gè)價(jià)值鏈;同時(shí),汽車制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境惡劣,主要參數(shù)如溫度、濕度、焊槍的電壓與電流、高頻電磁輻射、酸堿度、周邊設(shè)備質(zhì)地、車體或零部件移動(dòng)速度等聯(lián)合作用對(duì)RFID設(shè)備(閱讀器、標(biāo)簽、天線)的性能以及RFID系統(tǒng)的穩(wěn)定構(gòu)成挑戰(zhàn),這些都為RFID的應(yīng)用提出了嚴(yán)格的要求。
對(duì)于汽車行業(yè)來說,RFID的應(yīng)用要求主要包括:標(biāo)簽內(nèi)承載的內(nèi)容與格式(RFID編碼的內(nèi)容按照實(shí)際需求可包括供應(yīng)商代碼、車身VIN碼、車型、車型狀態(tài)、顏色代碼、質(zhì)量代碼、上下線時(shí)間或其它特殊信息,具體視RFID應(yīng)用的層次、領(lǐng)域和目標(biāo)而定;編碼格式應(yīng)遵守汽車行業(yè)和企業(yè)內(nèi)部的相關(guān)規(guī)定,并考慮與條形碼相關(guān)編碼格式兼容)、標(biāo)簽信息讀取安全要求(標(biāo)簽內(nèi)數(shù)據(jù)、標(biāo)簽與閱讀器之間的空中接口以及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全)和RFID設(shè)備性能要求(外形尺寸、工作頻率、存儲(chǔ)容量、物理特性、電氣特性、環(huán)境特性等)。
②系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段針對(duì)需求分析的結(jié)果,制定詳細(xì)的RFID設(shè)備性能評(píng)價(jià)方案,并通過第三方測試、實(shí)驗(yàn)室模擬測試以及現(xiàn)場測試綜合選擇性能可靠的RFID設(shè)備;構(gòu)建系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理等)進(jìn)行系統(tǒng)建模、分析并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行軟件系統(tǒng)的開發(fā)。
系統(tǒng)實(shí)施階段對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行測試,主要是通過系統(tǒng)上線試運(yùn)行驗(yàn)證和優(yōu)化系統(tǒng)性能并進(jìn)行結(jié)果分析和評(píng)價(jià)。
3 應(yīng)用實(shí)踐
在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)的支持下,上述汽車行業(yè)RFID應(yīng)用模式的研究在重慶某整車生產(chǎn)廠進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐。該廠目前已成功實(shí)施了ERP和基于條碼的MES系統(tǒng),但仍面臨著如下問題:由于條形碼不能循環(huán)使用,且易受環(huán)境污染而導(dǎo)致無法識(shí)別,影響生產(chǎn)效率;部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)無法設(shè)置掃描點(diǎn),不能實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品所有狀態(tài)信息;生產(chǎn)現(xiàn)場的質(zhì)量信息采集手段落后且不及時(shí),無法實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)車體的精細(xì)化管理;噴涂機(jī)器人、車體分道等控制環(huán)節(jié)還未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化;由于缺乏車體的實(shí)時(shí)信息(車型、顏色等)不能實(shí)現(xiàn)車體隊(duì)列的優(yōu)化調(diào)度,影響車間均衡生產(chǎn)。針對(duì)工廠的實(shí)際需求,根據(jù)“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則,確定在整車廠焊接、涂裝和總裝車間進(jìn)行RFID系統(tǒng)試點(diǎn)應(yīng)用。
從產(chǎn)品生命周期角度來看,RFID系統(tǒng)的應(yīng)用屬于BOL生產(chǎn)制造階段。從應(yīng)用領(lǐng)域角度來看,歸屬于單個(gè)企業(yè)內(nèi)的戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用。
在功能視圖方面,系統(tǒng)目標(biāo)是通過對(duì)汽車整車生產(chǎn)的質(zhì)量監(jiān)控和流程管理實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。焊接和涂裝車間利用RFID系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車體的自動(dòng)識(shí)別和實(shí)時(shí)跟蹤;焊后鏈環(huán)節(jié)通過RFID系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集車體隊(duì)列信息并進(jìn)行生產(chǎn)排序;面漆線利用RFID采集的信息控制噴涂機(jī)器人等設(shè)備執(zhí)行正確的噴涂操作;涂裝檢測線通過RFID系統(tǒng)記錄質(zhì)量檢測信息,并實(shí)現(xiàn)合格、返工和返修車輛的自動(dòng)分流控制;涂裝下線到總裝線之間的緩沖區(qū)車體隊(duì)列按車型進(jìn)行排序?qū)崿F(xiàn)均衡生產(chǎn);總裝車間利用RFID跟蹤關(guān)鍵工位的車體實(shí)時(shí)狀態(tài)。
在組織視圖方面,成立了以公司管理信息部、汽車制造廠、系統(tǒng)集成商、重慶大學(xué)組成的項(xiàng)目實(shí)施小組分工協(xié)作進(jìn)行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施和維護(hù)工作。
在過程視圖方面,“以產(chǎn)品和服務(wù)為核心”進(jìn)行整車生產(chǎn)過程中軟硬件、設(shè)備、物料和人力等各種資源的協(xié)調(diào)管理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能目標(biāo)。
在實(shí)施視圖方面,嚴(yán)格按照項(xiàng)目管理的要求進(jìn)行RFID系統(tǒng)的建設(shè)。首先制定出項(xiàng)目管理計(jì)劃,并做好相關(guān)準(zhǔn)備工作(標(biāo)準(zhǔn)化工作、需求分析、培訓(xùn)等),項(xiàng)目實(shí)施按照實(shí)施準(zhǔn)備、實(shí)施調(diào)研、需求分析、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施和推廣等6個(gè)階段,制定出詳細(xì)的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃并進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。
RFID系統(tǒng)的實(shí)施在管理和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面取得了一定效益。
(1)管理方面 實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)全過程實(shí)時(shí)狀態(tài)信息的監(jiān)控,各級(jí)管理人員能掌握實(shí)際情況并進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)管理和作業(yè)調(diào)度;簡化整車生產(chǎn)流程,更好地管理和控制現(xiàn)場設(shè)備,并指導(dǎo)其進(jìn)行正確操作以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的優(yōu)化;利用車體的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)度,有利于均衡生產(chǎn);實(shí)現(xiàn)了汽車整車生產(chǎn)過程的全面質(zhì)量管理和質(zhì)量追溯;提升了生產(chǎn)過程的無紙化、自動(dòng)化和智能化水平。
(2)經(jīng)濟(jì)方面可循環(huán)利用的RFID電子標(biāo)簽取代一次性條碼;RFID自動(dòng)掃描,減少了人工工時(shí)和工人數(shù)量;減少焊接與涂裝、涂裝與總裝緩沖區(qū)的車體等待停線時(shí)間,降低了經(jīng)濟(jì)損失;減少涂裝噴涂機(jī)器人換槍次數(shù),節(jié)約了清洗劑和漆;無須單獨(dú)對(duì)緩沖區(qū)編組平臺(tái)進(jìn)行硬件改造即可進(jìn)行車體隊(duì)列調(diào)度,節(jié)約了改造費(fèi)用。
4 結(jié)束語
從系統(tǒng)角度提出了汽車行業(yè)RFID應(yīng)用的模式,解決了汽車行業(yè)RFID應(yīng)用目的和應(yīng)用策略等問題。受現(xiàn)有商業(yè)模式的影響,目前汽車行業(yè)RFID的應(yīng)用多采取閉環(huán)方式,主要集中于供應(yīng)鏈、庫存管理、生產(chǎn)制造和銷售等單個(gè)環(huán)節(jié)或業(yè)務(wù)單元以期望獲取最直接的利益。隨著RFID技術(shù)的進(jìn)步、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及綠色制造理念的不斷深入,汽車行業(yè)必將實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品全生命周期過程的開環(huán)應(yīng)用,并真正體現(xiàn)閉環(huán)產(chǎn)品生命周期管理的思想。