[ 導讀 ] 隨著RFID技術的進步、相關標準的制定以及綠色制造理念的不斷深入，汽車行業必將實現整個產品全生命周期過程的開環應用，并真正體現閉環產品生命周期管理的思想。

　從系統角度提出了汽車行業RFID應用的模式，解決了汽車行業RFID應用目的和應用策略等問題。受現有商業模式的影響，目前汽車行業RFID的應用多采取閉環方式，主要集中于供應鏈、庫存管理、生產制造和銷售等單個環節或業務單元以期望獲取最直接的利益。隨著RFID技術的進步、相關標準的制定以及綠色制造理念的不斷深入，汽車行業必將實現整個產品全生命周期過程的開環應用，并真正體現閉環產品生命周期管理的思想。

　　前言
　　
　　汽車產業作為國民經濟的重要支柱產業，一直在國民經濟和社會發展中起著重要的作用。為保證行業主導地位，應對全球市場的激烈競爭，汽車制造企業一直采用各種先進的制造技術和制造模式提升產品研發能力和企業管理水平。在產品設計方面，企業大都已采用CAD等技術；在生產制造方面，廣泛利用CAM／CAPP等計算機技術、信息技術、自動控制技術和數控技術以提升制造裝備的柔性化和制造過程的自動化、數字化以及智能化；管理方面，汽車行業已經歷了批量流水線制造、團隊制造、精益制造、大規模定制、敏捷制造和虛擬制造等多種先進制造模式并向全球化制造模式趨勢發展。盡管汽車行業吸收了各先進制造模式的管理思想，但由于缺乏相應的技術手段，仍然面臨著無法對整個供應鏈中與制造過程相關內外資源進行實時綜合協調控制和精細化管理等問題，導致企業不能及時響應顧客的個性化需求和實現產品增值并為顧客提供更好服務。
　　
　　射頻識別（radio frequency identification，RFID）技術的出現，為解決以上問題提出了可行方案。RFID技術是一種基于射頻原理實現的非接觸式自動識別技術，該技術通過無線射頻信號的空間耦合傳輸特性來實現對象的自動識別。RFID系統一般由標簽、閱讀器、天線和中間件組成。同傳統條形碼技術相比，RFID技術在識別速度、識別距離、存儲容量、讀寫能力和環境適應性等方面具有明顯優勢，因此被逐步應用于社會、經濟和國防等眾多領域。目前RFID技術在國內外汽車行業的應用研究現狀可概括為“應用實例先于理論研究”。應用實例方面，國外汽車廠商如通用、福特、豐田、寶馬、沃爾沃和現代等汽車公司作為RFID應用的先行者已成為RFID行業應用的典型案例；國內汽車廠商逐漸認識到RFID技術的重要性，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車間實施了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項目。理論研究方面，國內外學者重點研究了RFID在汽車供應鏈管理、物料協同配送、生[FS:PAGE]產過程控制和質量管理等環節的相關技術和數學模型，探討了汽車行業采用RFID技術的評價體系。總體來說，目前國內外汽車行業RFID的應用案例多于理論研究，而理論研究方面偏重于單個應用環節的技術解決方案，較少從管理角度系統研究汽車行業RFID應用的策略。為此，作者結合汽車行業的實際情況，從汽車行業價值鏈的角度探討汽車行業RFID的應用模式，并期望能為國內汽車行業RFID的規劃和實施提供一定參考。
　　
　　RFID有兩方面的含義，一是射頻識別技術；二是射頻識別卡，或稱電子標簽。本文中論述的REID應用主要指后者。
　　
　　1 需求分析
　　
　　1.1 汽車行業所面臨的挑戰
　　
　　1.1.1 經濟全球化的影響
　　
　　經濟全球化導致汽車制造行業的競爭進一步加劇，對汽車行業的影響主要體現在以下方面：隨著科學技術的進步，企業生產方式由原來的生產計劃推動型轉變為市場需求拉動型；為維持核心競爭力，汽車行業分解其價值鏈，積極推行外包戰略，建立全球制造服務網；企業以前所關注的成本、質量和產品上市時間不再是其獲取市場份額的主要競爭優勢，市場競爭的焦點轉變為創新和服務。汽車行業對外面臨經濟全球化的壓力，對內面臨同行業的競爭，必須從價值增值的角度關注整個供應鏈過程，整合和優化內外部資源，快速適應市場，滿足客戶需求。
　　
　　1.1.2 可持續發展戰略的影響
　　
　　傳統的汽車行業制造模式正經歷著“以產品為中心”、“以客戶為中心”向“以可持續發展為中心”的轉變，意味著企業要提高資源利用率、降低環境污染，實現經濟效益與社會效益的協調和優化，承擔著更多的社會責任。對于汽車行業來說，必須采取綠色制造的戰略，以產品全生命周期為主線，協調T（時間）、Q（質量）、c（成本）、s（服務）、E（環境）和R（資源）等目標，最終實現可持續發展。
　　
　　1.2 汽車行業價值鏈分析
　　
　　價值鏈理論作為提高企業競爭力的有效手段，通過對價值創造過程中各參與主體及其活動進行系統研究，有利于調整、優化價值鏈，綜合協調“以產品為中心”、“以客戶為中心”和“以可持續發展為中心”的制造模式，實現企業利益的最大化¨引。汽車行業價值鏈中參與的主體主要包括：供應商、物流服務商、制造商、銷售商、維修服務商和回收處理商等。
　　
　　供應商的主要活動是為汽車生產制造及裝配過程提供原材料、零件和組件；物流服務商貫穿于汽車供應鏈全過程，為各參與主體提供運輸、倉儲或其它價值增值服務；制造商的活動包括了零部件的生產制造[FS:PAGE]、整車生產及裝配；銷售商接收從制造商分發來的車輛并提供給消費者；維修服務商在汽車使用過程中為使用者提供各種維修和保養服務；回收處理商從事處理廢舊汽車資源化逆向物流管理活動，作為汽車產品生命周期的最后環節，主要包括從廢舊汽車的回收、檢測、分類、其他處理到回收產品的資源化處理、再分銷等一系列的活動。

1.3 汽車行業RFID應用需求分析
　　
　　汽車行業產業鏈長、關聯度高，多以產業集群方式發展；“小批量、個性化”等產品特點使得汽車行業多采用戰略聯盟的形式實現資源共享。汽車制造商作為聯盟的盟主企業須從供應鏈全局組織各種資源，提高物流和生產運作效率，降低經營成本，提高靈活性以快速響應用戶需求。作者從制造商、供應鏈和產品生命周期3個不同角度來描述汽車行業RFID的應用需求。
　　
　　1.3.1 基于制造商視角的RFID應用需求
　　
　　（1）生產管理的實時化和透明化 利用RFID實現汽車生產全過程實時狀態信息的監控，企業和車間各級管理人員能及時掌握生產情況并進行相應的決策和生產作業調度。
　　
　　（2）生產管理的精益化 利用RFID實時跟蹤原材料、在制品和零部件等物料的動態信息，提高車間均衡生產能力，逐步實現生產管理的精益化。
　　
　　（3）生產過程的自動化和智能化 利用RFID采集的車型和車體顏色等實時信息來控制混流生產的車體隊列分合流，提升噴涂機器人和PLC（可編程邏輯控制器）等現場控制設備的智能化水平。
　　
　　（4）全面質量管理利用RFID實時采集和存儲各關鍵工位質量信息，實現質量管理的自動化和無紙化，一旦產品出現質量問題有利于質量追溯。
　　
　　1.3.2 基于供應鏈視角的RFID應用需求
　　
　　（1）供應鏈物流管理 利用RFID提高供應商、物流服務商、制造商以及車輛分銷商各自活動中物流、信息流的可見性和信息傳遞效率。供應商利用RFID獲取制造商的實時生產進度信息，并制定出最優的供應計劃；分銷商利用RFID實時跟蹤車輛運輸和倉儲庫存等情況，制定合理的銷售策略。
　　
　　（2）客戶及服務管理 利用RFID為消費者提供詳細的產品信息、精細化產品支持和服務，降低產品維護成本和響應時間；維修人員可根據產品使用情況進行維修計劃的合理安排，分析、解決和監控產品使用過程中出現的問題并反饋給相關人員如設計人員以減小產品召回風險。
　　
　　1.3.3 基于產品生命周期視角的RFID應用需求
　　
　　利用RFID對產品全生命周期信息進行閉環管理，實現過程、資源和產品的協調，并在適當的階段做出正確的[FS:PAGE]決策。通過RFID，顧客能獲取更好的產品和服務；制造商能獲取更多關于產品生產、使用、處理方式的信息；產品設計者利用以前產品的反饋信息設計出更好的產品；再制造商能獲取更多關于產品剩余價值的信息。
　　
　　2 汽車行業RFID應用模式
　　
　　針對汽車行業的特征，結合汽車行業對RFID的應用需求，參照汽車行業其他先進技術和管理信息化系統的應用模式，提出基于產品生命周期維、應用領域維和視圖模型維的RFID三維應用模式。
　　
　　2.1 產品生命周期維
　　
　　產品生命周期可以分為BOL（beginning of life）、MOL（middle of life）和EOL（end of life）3個階段。BOL階段包括產品的設計和生產制造，MOL階段主要涉及到產品的包裝運輸、銷售、使用和維護，EOL階段關注的重點是產品的報廢和回收。
　　
　　RFID可單獨用于各階段實現不同目標，也可應用于整個產品生命周期實現產品全生命周期的閉環信息管理。閉環特性體現在兩個方面：首先實現了各環節的信息共享（橫向閉環），使產品全生命周期所有活動的參與者不受時間、地點限制就能管理和控制產品信息；其次，產品生命周期各節點獲取的數據能實現向知識無縫轉化，而知識和信息又反過來作用于產品的設計、開發和生產過程（縱向閉環），推動創新。
　　
　　RFID在BOL的產品生產制造階段，可獲取生產現場數據實現柔性化生產和調度。在MOL階段能為消費者提供詳細的產品信息、精細化產品支持和服務、降低產品維護成本和響應時間；維修人員可根據產品使用情況進行預防性維護。在EOL階段能為產品回收過程中所有參與者提供產品（零部件、材料）的精確信息、有效估計零部件的回收價值和回收質量并選擇適當的處理方式，降低產品回收成本。

　　
　　2.2 應用領域維
　　
　　應用領域維包括了RFID的應用環節和層次。RFID應用環節可以分為供應鏈、生產制造（倉儲、物料配送、質量控制、產品跟蹤）、銷售、維修服務和回收處理等環節。應用層次體現了RFID系統與其他管理信息系統或現場控制系統的集成程度。大致可分為：獨立的RFID系統，即單獨應用于某環節，實現簡單的現場控制或業務管理功能；戰術級應用，RFID系統與汽車制造企業MES（制造執行系統）集成，真正架起企業資源計劃與現場控制的橋梁，改善生產流程實現實時生產調度和控制；戰略級應用，RFID系統與企業所有管理信息系統實現集成和數據共享，實現企業整體業務的優化；戰略聯盟級應用，實現聯盟內部供應鏈上下游企業、買賣方之間信息的可視化和透明化，消除信[FS:PAGE]息失真。
　　
　　2.3 視圖模型維
　　
　　視圖模型維用于描述汽車行業RFID的具體規劃實施過程。視圖模型維分為功能視圖、組織視圖、過程視圖和實施視圖，以過程視圖為核心，組織協調內外部資源實現系統的各種目標。
　　
　　（1）功能視圖 汽車行業RFID的應用必須與現有的多種制造模式相融合，綜合協調人員、物料和設備等生產要素，其目標是以較低的生產成本、較高的產品質量為顧客提供較好的服務，并最終實現汽車行業的可持續發展。汽車行業RFID系統的功能模塊根據具體應用領域可分為：倉儲管理、物料配送管理、人員管理、生產任務及進度管理、質量管理、資產管理、供應鏈物流管理、供應商管理、維修服務管理和產品數據管理（全生命周期）等。
　　
　　（2）組織視圖 RFID系統的實施一般被認為是企業在面臨外部競爭的壓力或強制要求之下而采取的一種新的戰略性方法，因此首先必須得到公司高層領導的支持，并成立領導牽頭的RFID項目領導和實施團隊。還須明確各團隊人員的組織結構、責任及相關權限，分工協作完成需求分析、系統設計、系統實施、系統運行、系統維護和系統推廣等各階段工作。
　　
　　（3）過程視圖 用于描述RFID系統實施領域內所有參與主體及其活動之間的相互聯系，實質為產品生命周期某階段內軟硬件、設備、物料和人力等各種資源的協調過程，其主要內容包括了為實現產品增值而服務的全部活動的輸入和輸出。
　　
　　（4）實施視圖 RFID系統的成功實施須制定出科學的實施方案，大致分為需求分析、系統設計和系統實施3個階段。整個過程必須嚴格按照工程項目管理的要求進行RFID系統的開發和實施。
　　
　　①需求分析階段詳細分析企業現有的業務流程和信息系統的情況，針對汽車行業現狀和企業現有問題明確RFID系統的目標、原則和風險，確定RFID應用領域并提出RFID的應用要求。同物流、零售和交通等領域相比，汽車行業流程多并伴隨著復雜的物流、資金流和信息流，企業內部還存在大量的信息孤島不能實現產品相關數據、信息和知識的無縫轉化。因此RFID的應用不僅要處理海量數據實現業務的管理和控制，其最核心的價值就是架起計劃層和控制層的橋梁，通過與ERP（企業資源計劃）、SCM（供應鏈管理）、MES等系統的集成以掌控整個價值鏈；同時，汽車制造企業生產現場環境惡劣，主要參數如溫度、濕度、焊槍的電壓與電流、高頻電磁輻射、酸堿度、周邊設備質地、車體或零部件移動速度等聯合作用對RFID設備（閱讀器、標簽、天線）的性能以及RFID系統的穩定構[FS:PAGE]成挑戰，這些都為RFID的應用提出了嚴格的要求。
　　
　　對于汽車行業來說，RFID的應用要求主要包括：標簽內承載的內容與格式（RFID編碼的內容按照實際需求可包括供應商代碼、車身VIN碼、車型、車型狀態、顏色代碼、質量代碼、上下線時間或其它特殊信息，具體視RFID應用的層次、領域和目標而定；編碼格式應遵守汽車行業和企業內部的相關規定，并考慮與條形碼相關編碼格式兼容）、標簽信息讀取安全要求（標簽內數據、標簽與閱讀器之間的空中接口以及企業內部網絡的安全）和RFID設備性能要求（外形尺寸、工作頻率、存儲容量、物理特性、電氣特性、環境特性等）。
　　
　　②系統設計階段針對需求分析的結果，制定詳細的RFID設備性能評價方案，并通過第三方測試、實驗室模擬測試以及現場測試綜合選擇性能可靠的RFID設備；構建系統的總體結構框架（數據采集、數據存儲和數據管理等）進行系統建模、分析并以此為基礎進行軟件系統的開發。
　　
　　⑨系統實施階段對軟件系統進行測試，主要是通過系統上線試運行驗證和優化系統性能并進行結果分析和評價。
　　
　　3 應用實踐
　　
　　在國家高技術研究發展計劃（863計劃）的支持下，上述汽車行業RFID應用模式的研究在重慶某整車生產廠進行了應用實踐。該廠目前已成功實施了ERP和基于條碼的MES系統，但仍面臨著如下問題：由于條形碼不能循環使用，且易受環境污染而導致無法識別，影響生產效率；部分生產環節無法設置掃描點，不能實時監控產品所有狀態信息；生產現場的質量信息采集手段落后且不及時，無法實現對單個車體的精細化管理；噴涂機器人、車體分道等控制環節還未完全實現自動化和智能化；由于缺乏車體的實時信息（車型、顏色等）不能實現車體隊列的優化調度，影響車間均衡生產。針對工廠的實際需求，根據“總體規劃、分步實施”的原則，確定在整車廠焊接、涂裝和總裝車間進行RFID系統試點應用。
　　
　　從產品生命周期角度來看，RFID系統的應用屬于BOL生產制造階段。從應用領域角度來看，歸屬于單個企業內的戰術級應用。
　　
　　在功能視圖方面，系統目標是通過對汽車整車生產的質量監控和流程管理實現精益生產。焊接和涂裝車間利用RFID系統實現對車體的自動識別和實時跟蹤；焊后鏈環節通過RFID系統實時采集車體隊列信息并進行生產排序；面漆線利用RFID采集的信息控制噴涂機器人等設備執行正確的噴涂操作；涂裝檢測線通過RFID系統記錄質量檢測信息，并實現合格、返工和返修車輛的自動分流控制；涂裝下線到總[FS:PAGE]裝線之間的緩沖區車體隊列按車型進行排序實現均衡生產；總裝車間利用RFID跟蹤關鍵工位的車體實時狀態。
　　
　　在組織視圖方面，成立了以公司管理信息部、汽車制造廠、系統集成商、重慶大學組成的項目實施小組分工協作進行需求分析、系統設計、系統實施和維護工作。
　　
　　在過程視圖方面，“以產品和服務為核心”進行整車生產過程中軟硬件、設備、物料和人力等各種資源的協調管理實現系統的功能目標。
　　
　　在實施視圖方面，嚴格按照項目管理的要求進行RFID系統的建設。首先制定出項目管理計劃，并做好相關準備工作（標準化工作、需求分析、培訓等），項目實施按照實施準備、實施調研、需求分析、方案設計、項目實施和推廣等6個階段，制定出詳細的項目實施進度計劃并進行嚴格的質量控制，保證項目的順利實施。
　　
　　RFID系統的實施在管理和經濟兩個方面取得了一定效益。
　　
　　（1）管理方面 實現汽車生產全過程實時狀態信息的監控，各級管理人員能掌握實際情況并進行相應的生產管理和作業調度；簡化整車生產流程，更好地管理和控制現場設備，并指導其進行正確操作以實現生產流程的優化；利用車體的實時信息進行生產調度，有利于均衡生產；實現了汽車整車生產過程的全面質量管理和質量追溯；提升了生產過程的無紙化、自動化和智能化水平。
　　
　　（2）經濟方面可循環利用的RFID電子標簽取代一次性條碼；RFID自動掃描，減少了人工工時和工人數量；減少焊接與涂裝、涂裝與總裝緩沖區的車體等待停線時間，降低了經濟損失；減少涂裝噴涂機器人換槍次數，節約了清洗劑和漆；無須單獨對緩沖區編組平臺進行硬件改造即可進行車體隊列調度，節約了改造費用。
　　
　　4 結束語
　　
　　從系統角度提出了汽車行業RFID應用的模式，解決了汽車行業RFID應用目的和應用策略等問題。受現有商業模式的影響，目前汽車行業RFID的應用多采取閉環方式，主要集中于供應鏈、庫存管理、生產制造和銷售等單個環節或業務單元以期望獲取最直接的利益。隨著RFID技術的進步、相關標準的制定以及綠色制造理念的不斷深入，汽車行業必將實現整個產品全生命周期過程的開環應用，并真正體現閉環產品生命周期管理的思想。

 

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