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【摘 要】文章针对车体识别系统（AVI）进行探讨和分析，重点介绍在汽车涂装生产线中射频识别系统的应用，分别从车体识别的类型、系统组成及功能方面进行了论述。
【关键词】车体识别系统（AVI） 射频识别系统RFID（Radio Frequency Identification） 非易失性存储器（EEP-ROM）
一、引言
射频识别技术（RFID），是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，用于控制、检测和跟踪物体。汽车涂装工艺庞大复杂，流程主要分为：前处理→电泳→电泳烘干炉→底胶→底胶烘干炉→中涂喷涂→中涂烘干炉→面漆喷涂→面涂烘干炉，还有检查、打磨、钣金、颜色选择、抛光、注蜡等作业场。在汽车涂装生产线中，采用车体识别系统（AVI）能够对汽车生产的整个过程数据进行统计、监控和信息的即时收集。车体识别系统的应用，对生产过程中车体生产信息的建立、生产活动的高效性、生产管理的信息化、生产调度的快捷性和生产过程的监控都发挥着重要的作用。
二、射频识别系统所具备的功能
选择射频识别系统时大体要考虑以下几点：
（一）电子标签的存储容量：电子标签的容量小至几十字节，大到几十K 字节不等。在涂装车间，标签存储器的存储量1K字节即可。存储器可以选择非易失性存储器（EEP-ROM），不需要电池，不用考虑因失电丢失数据的问题。
（二）射频识别系统的读写距离：这是指天线表面与电子标签表面能够正常工作的距离，选择0～30mm就可以符合要求；
（三）射频识别系统的传送速率：这一速率包括电子标签读/写装置的读写速率和读/写装置与 PLC 的通讯速率；因此要求有高性能的PLC。
（四）射频识别系统的工作温度：烘干炉正常热风循环温度大约160℃左右， 随着水性涂料的推广使用，烘干炉的温度有下降趋势；
（五）射频识别系统的接口形式：要选择方便与PLC联接的接口形式，有RS-232C、RS-422、RS-485。
（六）电子标签（RF TAG）：是一种非接触式的自动识别技术的载体，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。在涂装车间，电子标签材质大多为PPS树脂。
三、射频识别系统（RFID）配置
（一）硬件构成
一个典型的RFID系统中包含了上位设备（PLC）、识别控制器、放大器、天线（电子标签读/写）、电子标签（TAG）。电子标签 TAG 需要固定在滑撬上，车辆在涂装车间随着滑撬进行运作，这样车体信息具备了传递性和一致性。从某种意义上来说， RFID系统是移动的存储数据系统，在整个的生产过程中，所有的或者绝大部分的车体信息就存储于电子标签里面，通过读取电子标签，来获得生产信息。系统构成如下图所示：
PLC：
RS-232C/422/485
识别控制器：
放大器：
天线：
电子标签：
（二）应用案例
当前，在涂装生产线中广泛使用的一种组合是，三菱Q系列PLC、GOT系列触摸屏和欧姆龙V680系列RFID产品组成的射频识别系统。
1.PLC控制系统： 该系统是使用CC-Link和MELSECNET/10H 网络，构建车体识别系统的现场级总线，对不同部分进行控制，然后通过MELSECNET/10H网络对车体信息数据传输到选色存储区和喷涂机器人控制系统，对相应的生产活动进行控制。通过工业以太网将信息传输到中央控制中心，进行显示或者打印。
2.现场站：在每个站点都安装了触摸屏（HMI）和PLC系统，通过触摸屏写入、显示、修改车体生产信息、读写滑撬号等。在每一个站点，都可以读出标签的使用信息。这些信息，可以帮助使用者随时掌握标签的使用寿命及存储性能的变化。在现场设置的站点主要有：
站点P1：白车身到达涂装车间后的第一个站。检测开关检测到滑撬到位信号，天线先进行读取，读出滑撬号、标签投入使用日期、最近一次使用日期和标签读写次数等信息。之后，通过触摸屏输入生产信息，如车型、颜色、滑撬号和内部生产编码等。
站点P2：设置在密封胶室之前。车身经过电泳烘干炉后，进入密封胶工序前，要更换滑撬。在此处，车身信息从电泳滑撬上的电子标签中读取后，写入到新的滑撬上的电子标签中。生产信息也随之进入下一工序。
站点P3：设置在钣金修理作业场。根据读取到到车身信息，确定车体是否合格车，是否需要返修或拔出。
站点P4：设置在颜色选择区入口处。主要是和输送链之间通讯，根据读取到到车身信息，将车体存储在不同的车道上，等待喷涂。
站点P5：设置在颜色选择区出口处。主要是和喷涂机器人之间通讯，将读取到的喷涂颜色数据，传输给机器人。根据不同的车型信息确定喷涂颜色及机器人仿形动作。
站点P6：设置在检查作业场之前。根据读取到到车身信息，确定车体是否合格车，是否为重涂车或套色车。根据这些信息确定工件的生产流程。
站点P7：设置在注蜡作业场之前，这也是合格车离开喷涂车间前的最后一个站。读取车体信息，经由MELSECNET/10H上传到涂装车间中控室，通过以太网送到总装车间，这是总装车间工件识别系统操作中的基础数据。
根据不同的生产需求，还可以设置若干监视站点。当车体数据无法正常读取时，可以重新写入。也可以设置具备单一备份模式的站点。
3.电子标签（RF TAG）：电子标签安装在每一个滑橇上，在生产流程中循环运行。所以，要考虑金属围绕物对天线的影响。安装时，天线和金属围绕物的表面之间保持至少100mm的空间。另外，金属围绕物的高度绝对不可超过天线的高度。在高温环境下，会对标签内部部件的性能造成影响，有寿命限制。
四、结束语
当前，在国内众多的汽车生产企业中，都在涂装、总装、发动机等重要的生产车间推广使用了车体识别系统。通过车体识别系统的应用，提高的生产管理水平，提高了生产效率，减少了物流成本，实现了按订单生产。车辆信息档案将跟随车体从制造到销售，甚至售后服务等各个环节。为生产管理以及售后服务都提供了基本的参考数据，实现了车辆生产信息的追溯性，提高了行业的信息化建设。
参考文献：
[1]（德）Klaus Finkenzeller 吴晓峰 陈大才译 射频识别技术（第3版）电子工业出版社 2006 （10）
[2]岳红兵 殷南。汽车涂装生产线上的车体识别系统。汽车制造业。2011（01）
[3]欧姆龙样本 V680系列操作手册
[4]慈新新 王苏滨 王硕 无线射频识别（RFID）系统技术与应用（RFID技术丛书）。人民邮电出版社 2007（5）
【关键词】车体识别系统（AVI） 射频识别系统RFID（Radio Frequency Identification） 非易失性存储器（EEP-ROM）
一、引言
射频识别技术（RFID），是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，用于控制、检测和跟踪物体。汽车涂装工艺庞大复杂，流程主要分为：前处理→电泳→电泳烘干炉→底胶→底胶烘干炉→中涂喷涂→中涂烘干炉→面漆喷涂→面涂烘干炉，还有检查、打磨、钣金、颜色选择、抛光、注蜡等作业场。在汽车涂装生产线中，采用车体识别系统（AVI）能够对汽车生产的整个过程数据进行统计、监控和信息的即时收集。车体识别系统的应用，对生产过程中车体生产信息的建立、生产活动的高效性、生产管理的信息化、生产调度的快捷性和生产过程的监控都发挥着重要的作用。
二、射频识别系统所具备的功能
选择射频识别系统时大体要考虑以下几点：
（一）电子标签的存储容量：电子标签的容量小至几十字节，大到几十K 字节不等。在涂装车间，标签存储器的存储量1K字节即可。存储器可以选择非易失性存储器（EEP-ROM），不需要电池，不用考虑因失电丢失数据的问题。
（二）射频识别系统的读写距离：这是指天线表面与电子标签表面能够正常工作的距离，选择0～30mm就可以符合要求；
（三）射频识别系统的传送速率：这一速率包括电子标签读/写装置的读写速率和读/写装置与 PLC 的通讯速率；因此要求有高性能的PLC。
（四）射频识别系统的工作温度：烘干炉正常热风循环温度大约160℃左右， 随着水性涂料的推广使用，烘干炉的温度有下降趋势；
（五）射频识别系统的接口形式：要选择方便与PLC联接的接口形式，有RS-232C、RS-422、RS-485。
（六）电子标签（RF TAG）：是一种非接触式的自动识别技术的载体，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。在涂装车间，电子标签材质大多为PPS树脂。
三、射频识别系统（RFID）配置
（一）硬件构成
一个典型的RFID系统中包含了上位设备（PLC）、识别控制器、放大器、天线（电子标签读/写）、电子标签（TAG）。电子标签 TAG 需要固定在滑撬上，车辆在涂装车间随着滑撬进行运作，这样车体信息具备了传递性和一致性。从某种意义上来说， RFID系统是移动的存储数据系统，在整个的生产过程中，所有的或者绝大部分的车体信息就存储于电子标签里面，通过读取电子标签，来获得生产信息。系统构成如下图所示：
PLC：
RS-232C/422/485
识别控制器：
放大器：
天线：
电子标签：
（二）应用案例
当前，在涂装生产线中广泛使用的一种组合是，三菱Q系列PLC、GOT系列触摸屏和欧姆龙V680系列RFID产品组成的射频识别系统。
1.PLC控制系统： 该系统是使用CC-Link和MELSECNET/10H 网络，构建车体识别系统的现场级总线，对不同部分进行控制，然后通过MELSECNET/10H网络对车体信息数据传输到选色存储区和喷涂机器人控制系统，对相应的生产活动进行控制。通过工业以太网将信息传输到中央控制中心，进行显示或者打印。
2.现场站：在每个站点都安装了触摸屏（HMI）和PLC系统，通过触摸屏写入、显示、修改车体生产信息、读写滑撬号等。在每一个站点，都可以读出标签的使用信息。这些信息，可以帮助使用者随时掌握标签的使用寿命及存储性能的变化。在现场设置的站点主要有：
站点P1：白车身到达涂装车间后的第一个站。检测开关检测到滑撬到位信号，天线先进行读取，读出滑撬号、标签投入使用日期、最近一次使用日期和标签读写次数等信息。之后，通过触摸屏输入生产信息，如车型、颜色、滑撬号和内部生产编码等。
站点P2：设置在密封胶室之前。车身经过电泳烘干炉后，进入密封胶工序前，要更换滑撬。在此处，车身信息从电泳滑撬上的电子标签中读取后，写入到新的滑撬上的电子标签中。生产信息也随之进入下一工序。
站点P3：设置在钣金修理作业场。根据读取到到车身信息，确定车体是否合格车，是否需要返修或拔出。
站点P4：设置在颜色选择区入口处。主要是和输送链之间通讯，根据读取到到车身信息，将车体存储在不同的车道上，等待喷涂。
站点P5：设置在颜色选择区出口处。主要是和喷涂机器人之间通讯，将读取到的喷涂颜色数据，传输给机器人。根据不同的车型信息确定喷涂颜色及机器人仿形动作。
站点P6：设置在检查作业场之前。根据读取到到车身信息，确定车体是否合格车，是否为重涂车或套色车。根据这些信息确定工件的生产流程。
站点P7：设置在注蜡作业场之前，这也是合格车离开喷涂车间前的最后一个站。读取车体信息，经由MELSECNET/10H上传到涂装车间中控室，通过以太网送到总装车间，这是总装车间工件识别系统操作中的基础数据。
根据不同的生产需求，还可以设置若干监视站点。当车体数据无法正常读取时，可以重新写入。也可以设置具备单一备份模式的站点。
3.电子标签（RF TAG）：电子标签安装在每一个滑橇上，在生产流程中循环运行。所以，要考虑金属围绕物对天线的影响。安装时，天线和金属围绕物的表面之间保持至少100mm的空间。另外，金属围绕物的高度绝对不可超过天线的高度。在高温环境下，会对标签内部部件的性能造成影响，有寿命限制。
四、结束语
当前，在国内众多的汽车生产企业中，都在涂装、总装、发动机等重要的生产车间推广使用了车体识别系统。通过车体识别系统的应用，提高的生产管理水平，提高了生产效率，减少了物流成本，实现了按订单生产。车辆信息档案将跟随车体从制造到销售，甚至售后服务等各个环节。为生产管理以及售后服务都提供了基本的参考数据，实现了车辆生产信息的追溯性，提高了行业的信息化建设。
参考文献：
[1]（德）Klaus Finkenzeller 吴晓峰 陈大才译 射频识别技术（第3版）电子工业出版社 2006 （10）
[2]岳红兵 殷南。汽车涂装生产线上的车体识别系统。汽车制造业。2011（01）
[3]欧姆龙样本 V680系列操作手册
[4]慈新新 王苏滨 王硕 无线射频识别（RFID）系统技术与应用（RFID技术丛书）。人民邮电出版社 2007（5）