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　　隨著信息技術的不斷發展與革新，從“智慧地球”到“感知中國”——物聯網已經成為經濟危機后期的制高點，甚至被譽為繼計算機、互聯網之后的第三次信息革命。物聯網技術融合了無線射頻識別技術(RFID)、無線定位、產品電子編碼(EPC)和互聯網技術，將被廣泛應用于社會、經濟、國防等領域。

　　近年來，我國汽車行業呈現高速增長態勢，并且由于銷量的持續攀升，汽車企業生產效率將得到越來越充分的體現。2010年我國汽車產量和銷量均超過1800萬輛，創下全球汽車產銷之最，汽車需求的迅速增長，無疑對汽車制造廠商提出了越來越高的生產要求。市場研究報告預計汽車行業將是推進物聯網技術發展的主要行業之一。物聯網技術應用在物料與產品跟蹤上的作用將對汽車生產管理產生積極的影響。物聯網技術在汽車生產管理上的應用將包括生產裝配、車體識別、零部件與固定資產的跟蹤管理、關鍵零部件(如發動機、輪胎)的防偽標識、整車的物流管理及售后服務等方面。物聯網技術中的RFID電子標簽與其設備成本相對汽車價格與汽車物流成本來說并不是太高，而整車與汽車零部件自身成本比較高。并且電子標簽具有可以重復使用的特點，如果能夠合理地使用這項技術，最終會實現汽車生產管理系統中真正的“物聯網”，實現整個國家范圍內的汽車生產的自動化、信息化。

　　1 汽車生產管理系統與物聯網技術

　　1.1 汽車生產管理信息化

　　信息化是企業生產管理的主要特征，運用信息技術提升企業競爭力是主要目標。汽車企業要想在競爭中取得優勢，就要運用現代信息技術，實現信息共享，進一步提高企業競爭實力。特別是廣大中小企業，因為沒有充足的資金進行設備引進，只有采取生產管理信息化等軟措施，加強生產線的自動化信息化，提高企業生產效率，從而全面提升汽車生產企業的競爭能力 。

　　一輛汽車由大量的零部件組成，要提高汽車生產管理的效率，必須實施高效的信息化自動化管理模式。此時生產線上每一點關于加工的確切信息都是需要的。這要求運用計算機通訊與網絡技術來管理汽車生產線中龐大的物流、信息流。另外還要確保生產線工人能夠及時有效地獲取加工制作信息并做出及時響應，從而滿足現代生產裝配的要求。因此，實現汽車企業生產管理的信息化迫在眉睫。

　　1.2 RFID與物聯網技術

　　射頻識別技術(RFID，Radio Frequency Identification)是自動識別技術在無線電技術方面的具體應用與發展，利用射頻信號通過空間耦合實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。

　　物聯網最早由美國麻省理工學院提出，經過多年的研究，現在的物聯網概念，更加寬泛。一切與物物相連，有別于人與人的移動通信網和互聯網的，統稱為物聯網。

　　從實際應用角度來看，物聯網是指物體通過智能傳感裝置，經過傳輸網絡，將物體信息傳送到指定的信息處理中心，形成人與物、物與物相連的智能網絡。而RFID技術是互聯網中讓物品間能夠通信的關鍵技術。物聯網中，RFID標簽上存儲著規范而具有互用性的信息，通過無線數據通信網絡把它們自動采集到中央信息系統，實現物品的識別。一般，物聯網可劃分為3層架構，如圖1所示。

　　圖1 物聯網3層架構

　　汽車裝配主要采用流水線作業方式。未采用物聯網技術以前，要想全面而準確地獲取零部件在裝配過程中的信息十分困難，條形碼技術雖然解決了部分問題，但在實際操作過程中，信息流通前后脫節，不能完全滿足裝配線的實際要求。而且在產品檢測不合格時，條形碼很難迅速地找出故障原因，造成資源的浪費。因此，在汽車裝配過程中，物聯網技術作為一種非接觸式自動識別技術，實現信息的快速流通，完全滿足裝配線的實際需求，并且它還具備故障識別功能，能快速地找出產品不合格的原因，因此能很好地解決汽車裝配過程中出現的問題。通過自動讀取標簽中車輛裝配等信息，大幅度縮短了步驟更替時間，提高了生產效率，同時各過程的生產記錄也可以寫入RFID標簽，從而實現了實時的工程進度管理，對跟蹤能力的提高做出了貢獻。

　　2 汽車混流生產線

　　2.1 汽車生產車間布置

　　目前，企業普遍采用混流生產方式。混流生產線是準時生產方式具體實現形式之一，在許多制造企業已廣泛采用。它的目的是在不引起大量庫存的同時，滿足客戶多樣化、及時化的需求 。以某地區汽車制造廠實際情況為例，其汽車生產車間布置如圖2所示。其中，生產車間在空調電工(1)工位、地板工位、頂棚(1)工位、粘貼工位、壓條工位采取統一的混裝線，完成以上工位后將兩種類型的汽車分配于平行的兩條總裝線上。在平行的總裝線上分別完成頂棚(2)工位、電工(2)工位、內飾工位、門鎖工位、座椅工位、打膠交檢工位。

　　圖2 某汽車制造廠生產流程

　　由于采取流水作業的方式，一旦某一工位出現問題或時間延誤就會影響到余下的工位能否并準時地完成裝配工作，甚至會影響到汽車的交貨時間和公司的生產計劃安排。因此，將物聯網技術引入汽車生產流水線可有效避免這些問題。

　　2.2 基于物聯網的汽車生產管理系統的拓撲結構

　　根據汽車制造企業生產管理需求，零部件裝配動態實時追蹤管理，使管理人員在后臺即可看到在制品的裝備情況。系統除了需要對生產過程的監控以外，還要實現數據信息的共享與實時統計，以便于管理部門的生產監測與調度。

　　綜合以上要求以及企業的實際生產情況，系統主體設計采用分布式控制的星形拓撲結構，如圖3所示。整個系統由生產業務管理層、生產過程監控層以及數據采集管理層所組成，并利用通信接口與以太網結構將信息服務器、現場總線監控服務器、RFID閱讀器以及其他模塊和終端連接起來。

　　圖3 基于物聯網的汽車生產管理系統拓撲結構

　　權限管理主要用于建立使用系統的權限分配;后臺服務程序通過接收來自讀寫器的數據，將數據解碼、分類，根據不同的數據分類，控制系統不同的程序走向，并將數據保存至數據庫中，為其他模塊提供基礎數據來源;前臺應用程序是整個系統的核心部分，它包含了員工操作管理、生產管理、生產信息查詢等模塊。

　　3 物聯網技術在汽車生產管理系統中的應用

　　3.1 汽車生產管理系統解決方案

　　根據企業生產車間的實際情況，在涂裝合格的車身上粘貼電子標簽，此標簽作為每輛車的惟一標識。本系統電子標簽可用于金屬材質，存儲車輛裝配、交貨日期、車型號等生產信息以及客戶的一些特殊要求。當待裝車身經過生產線人口時，由安裝在生產線人口旁的RFID讀寫器自動識讀，此時在生產線上各個工位的顯示屏會顯示車型信息、裝備信息以及一些操作要求，以便安裝工人提前做好準備。在車上線后，由安裝在相應工位上的讀寫器進行在線讀寫操作，當一個工位裝備完后，裝備工人通過按鍵輸入相關信息，標簽就會自動存儲這些信息。這樣，不但提高了工作效率，有效避免了手工記錄帶來的誤差，也為將來的反查追溯提供了可靠依據。當發現產品有缺陷時，還能根據標簽上保存的工作記錄，查詢到具體的負責人員，這樣有望增強工作人員和質檢人員的責任感，有利于提高產品質量和實現產品召回制度。同時管理人員也能夠及時了解整個工作的進展狀況，以便為解決生產中的問題做好準備。

　　3.2 RFID在工位間的干擾問題

　　汽車生產工位問遇到的一個問題就是閱讀器沖突，當一個閱讀器接收到的信息和另外一個閱讀器接收到的信息發生沖突，產生重疊。解決這個問題的一種方法是使用TDMA技術，簡單來說就是閱讀器被指揮在不同時間接收信號，而不是同時，這樣就保證了閱讀器不會互相干擾。另一種方法就是通過使用防沖撞技術，RFID系統可以同時處理多個標簽。采用防沖突通信協議，有效的二進制樹行防沖突機制，最多每秒可讀寫100張以上，而不受工作區內標簽數量的影響和限制。這樣就可以初步解決生產裝配時，不同工位間的相互干擾影響。

　　3.3 系統測試試驗

　　為確保所設計的汽車生產管理系統滿足設計方案的技術要求，首要的核心問題在于系統的感知層，如RFID的讀寫率、正確讀寫率、錯讀率等相關指標。

　　測試之前先啟動測試軟件并設置讀寫器的相關參數。圖4為RFID讀寫器的工作參數設置操作界面和測試界面，在這里把讀卡時間間隔設為30 ms，其他參數設為默認狀態。讀卡時間間隔為每隔30ms讀一次卡，即1 s內讀卡次數大約為33次，這樣的讀卡速度完全滿足了生產線的速度要求。然后進入讀寫器的測試界面“Reader2022ReadingandWritingTest”按下“ListlDofAnTags”鈕，讀寫器開始自動多次讀取標簽上的ID號，卡號會在“Lis of Tags”框中顯示，直到彈起“List ID of All Tags”鈕。

　　圖4 讀寫器的工作參數設置操作界面和測試界面

　　鑒于塑料材質對標簽的讀取率基本不構成影響，因此在試驗過程中，采用可調整高度的塑料隔離架來隔離標簽和金屬表面的接觸，即通過改變塑料隔離架的高度來改變標簽與金屬表面的間隔距離，并測量在每一隔離架高度下RFID讀取器對標簽的讀取率及試驗結果分析，如表1所示。

　　根據試驗結果，如圖5所示，近距離內標簽讀取率受到標簽與金屬表面距離的影響開始比較明顯，中后期則趨于平緩。即金屬介質對標簽讀取率的影響是在一定間隔距離范圍才有效的，當間隔距離超出一定范圍，標簽就可以擺脫金屬介質的影響。

　　4 結束語

　　將先進的物聯網關鍵技術運用于汽車生產管理中，可以對汽車生產的每一個環節加以監控。記錄每一個環節的信息，一定程度上彌補了傳統管理模式中的許多缺陷，提高了企業生產效率，保證了汽車零件在生產流水線上毫不出錯地完成裝配任務，使汽車生產的自動化程度、準確率和生產效率大大提高，進而增強企業的競爭力和信息化水平。