在輪胎企業中，輪胎生產信息的正確采集和存儲對輪胎生產過程的控制、質量檢驗和質量跟蹤等方面起著重要作用?，F今采用的條形碼技術雖然解決了部分問題，但在實際操作過程中，生產信息流通前后脫節嚴重，不能滿足生產線的實際需求，而且在輪胎質量檢測不合格時，通過條形碼很難快速地找出故障原因，造成資源的巨大浪費。RFID(射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，作為條形碼的無線版本，RFID技術具有條形碼不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數據可以加密和存儲數據容量大等優點，具有信息的快速流通和故障追溯識別功能，能夠滿足輪胎生產線的實際需求。

　　1 RFID系統簡介

　　RFID系統主要由RFID標簽、讀寫器和應用系統3部分組成，基于RFID技術的企業管理系統結構如圖1所示。RFID系統根據RFID標簽擁有的惟一識別碼來高效地分辨、追蹤、管理產品，實現查詢、結賬、存貨控制、統計等功能。

　　(1)RFID標簽

　　電子標簽核心主要由帶存儲的芯片組成，存儲包含待識別物體的身份代碼和技術參數等信息。電子標簽可以安裝在待識別物體的適當部位，與條形碼相比主要優勢為：① 更大的信息存儲空間，并為以后的信息擴展提供可能；②在整個輪胎生產過程中，產品信息動態存儲，可以自動提示工人物料的信息，提高生產效率；③ 電子標簽經過二次封裝，可適應震動、腐蝕、潮濕等惡劣的工業環境；④信息讀寫時標簽不一定要在天線的可視范圍內，可以嵌入載體、工裝、托盤中，使用十分方便。

圖1 基于RFID 技術的企業管理系統結構

　　(2)讀寫器

　　讀寫器主要包括讀寫裝置主機和天線等，安裝在待識別物體通過的通道或必需的數據采集點上。讀寫器采集到的信息包括待識別物體身
份代碼信息，如產品型號、序號和生產時間以及
其它需記錄的信息等。在輪胎生產過程中，主要應用讀寫器非接觸識別和快速讀寫的特點，避免人工介入，減少錯誤，實現生產信息采集的自動化。

　　(3)應用系統

　　應用系統主要管理讀寫器、PC／PLC和服務器等的通訊接口，負責實現硬件設備的信息交互以及與其它管理系統的兼容等問題。

　　2 基于RFID輪胎智能化管理系統

　　2．1 系統優勢

　　目前，在輪胎企業應用較為成熟的管理系統有密煉車間網絡系統、半成品和胎坯成型管理系統以及輪胎條形碼物流管理系統，這些系統均基于條形碼技術，已經覆蓋了輪胎生產的原材料倉庫、煉膠車間、成型車間、硫化車間、各檢驗工序、成品倉庫管理以及輪胎銷售、三包售后等各個業務環節。由于條形碼技術本身的缺陷，在輪胎生產過程中常常會導致以下問題：

　　(1)在生產過程中，各環節信息都由人工輸入，容易出現錯誤，使工作步驟不能正常銜接，影響生產效率；

　　(2)出現產品質量問題時，由于記錄數據不完全，導致不能追溯到出現質量問題的工位上；

　　(3)生產部門對現場信息掌握不全，易使輪胎半成品積壓，影響生產和管理；

　　(4)管理人員不能直接了解生產線生產狀況，不能根據生產的實際情況及時調整作業計劃，解決生產中的實際問題。

　　應用RFID技術后，以上問題可以迎刃而解。由于電子標簽能動態存儲每個工序作業的內容，可對生產線實現監控管理，使需求計劃更加及時準確；減少時間和資源的浪費；通過與輪胎企業管理執行系統的無縫融合，可追蹤定位輪胎每道工序的加工信息，提高生產質量和效率。

　　2．2 應用設計

　　輪胎生產線是封閉循環系統，讀寫器和工位PC機進行通信，每個工位PC機都由后臺集中控制管理。標簽安裝到輪胎生產的各種工裝上，每個工位的讀寫器在工裝安裝到機位時進行讀取，并識別此工裝信息，在工位PC機上明確顯示，操作人員可以清楚地識別。

　　以成型生產線為例，輪胎成型工序采用的工裝分為工字輪和百葉車兩類，對現用的三鼓成型機，一條輪胎成型過程中需要13種物料，應用現有的條形碼，需要掃描每種物料的條碼，而采用RFID系統后，操作人員無需進行額外的操作，系統會自動識別每一種物料的信息。標簽采用防金屬標簽。工字輪標簽安裝在工字輪的輪輻上，讀取天線安裝在工字輪上方附近；百葉車標簽則可安在車下方，天線安裝在地下。系統布置完成后，操作人員更換物料時，安裝在附近的天線會自動讀取所換的物料標簽信息，并記錄到上層系統中。

　　2．3 主要操作流程

　　(1)電子標簽初始化

　　工人在交接班后，在工位PC機上輸入即將生產的膠料類型和所需原料。

　　工人領取原料后，通過帶有標簽的工裝在使用位置自動進行識別存儲。

　　生產時，工人把帶有標簽的工裝安裝到機位時，系統自動識別工裝信息，并在PC機上顯示，以便查看核實，完成電子標簽初始化。

　　當工裝物料生產完后，寫人生產信息，為保障系統穩定不影響生產，條形碼可作為預防措施跟隨工裝一起流轉。

　　(2)讀寫電子標簽

　　待加工的工裝物料送至工位時，在安裝到機位后，顯示當前物料的信息，以免上錯物料，并把當前物料信息記錄到PC機上，進行識別追溯。換去物料時，工人先在PC機上確認當前已用物料，再進行下一物料的識別生產。

　　若物料弄錯，系統會出現錯誤警報，工人可以清楚地知道哪種物料出現錯誤，進行及時有效的更正。

　　(3)提取電子標簽信息

　　輪胎生產的物料統一放到存放區，質檢人員發現不合格時，從讀寫器中提取已寫人信息，定位追溯到此物料生產工位，查找原因，及時更正。通過對物料存放區中工裝標簽的識別統計，可以實時地掌握當前物料信息，為后續安排計劃和生產任務提供了科學依據。

　　3 系統功能設計

　　3．1 制造執行系統(MES)功能模塊設計

　　MES連接了企業ERP(企業資源計劃)和MRP(制造資源計劃)等上層應用軟件和車間現場生產，是兩者進行有效溝通的橋梁，采用RFID技術的MES數據流結構如圖2所示。未應用RFID技術之前，ERP／MRP把生產計劃下到車間后，并不能有效控制每個產品的實際生產過程，有時會由于信息不準確出現脫離實際的錯誤決策。采用了RFID技術后，ERP／MRP能準確地控制車間的生產，相應地對相關的功能模塊要進行改進和補充，實現其與RFID技術的無縫融合。

　　3．2 各工序子系統功能設計

　　針對輪胎生產每個工序的特點和相同之處，

圖2 采用RFID技術的MES數據流結構

　　各工序管理子系統主要包括以下功能：
　　(1)生產計劃管理；
　　(2)物料信息管理；
　　(3)人員信息管理；
　　(4)設備管理；
　　(5)產量監控分析；
　　(6)半成品質量追溯檔案。

　　以輪胎半成品為例，管理控制系統結構和管理控制子系統結構如圖3和4所示。

　　4 RFID硬件設備

　　RFID硬件設備主要是電子標簽和讀寫器，兩者的選型從工作可靠性、性價比、識別距離、工作頻率、系統可擴展性、產品便攜性及維護難易程度、是否有成功的應用案例等方面考慮。

　　基于以上考慮，選擇UHF頻段讀寫器，工作頻段為902～928 MHz，符合標準EPC Gen2，讀寫距離為0～15 m，電子標簽選擇EPC Gen2標準的防金屬UHF標簽。

圖3 采用RFID技術的輪胎半成品管理控制系統結構

圖4 輪胎半成品管理控制子系統結構

　　5 結語

　　RFID技術給輪胎企業帶來的并非僅為電子標簽與讀寫器，這兩種設備只是能比條形碼進行更有效地讀寫，不能給企業帶來長久競爭力，也不能引發企業本身根本性轉變和創新。RFID技術對于輪胎企業是連續改進過程中的一個階段，要實現這種根本性的轉變和創新，除有效的數據采集之外，更要靠企業本身管理水平的提高，通過整合企業現有的各種資源，優化流程，挖掘信息的有用價值，才能更好地發揮RFID技術作用，給企業帶來更高的效益。