UWB技术在汽车智能制造的应用

返修区车辆管理项目

应用背景

  在车辆总装生产线中，车辆下线后检测与返修是最后一个关键环节，整车一旦下线，由于流水线装配工艺、来料等原因，可能会出现部分整车存在瑕疵，进而进入返修区域待检。由于可能出现问题的不确定性和车辆返修的复杂性，返修区的车辆停放管理较为复杂，导致总装车间返修区管理效率的改进难度较高。

  生产节拍管理、均衡性管理、返修工时及能力管理、滞留车管理、返修车及特殊车辆的查找跟踪管理、车辆返修轨迹追踪管理等工作通过传统的手段都很难做到管理闭环，目前大多数场景下依然通过人工手工、查找、统计并结合历史经验方式进行管理，缺少自动化系统工具及实际数据的支持，生产管理提升工作面临较大困难。

• 特殊车、试装车、重点车等无法及时跟踪，找车费时费力；
• 返修区域造成的二次坑包划伤难以跟踪；
• 返修区域的人员配置及车位配置仅能根据经验设置；
• 返修区返修负载能力无法评估，不能清楚说明滞留车原因；
• 安排人工现场盘车，需要耗费大量人力，且无法形成可视化的结果；
• 返修要货、送货、到货等，都只能通过传统人工的方式，无法高效管理。

  为解决上述生产管理中的问题，首先需要解决车辆的数据化，而在返修区域，由于区间大、车辆多且难以快速区分，解决车辆位置信息是最难的一个环节，而利用UWB技术实现高精度的定位跟踪，将定位标签作为信息载体，与车辆形成绑定，实时把控车辆位置，利用位置信息串联业务系统，传递生产信息，提高自动化管理水平。

方案介绍

  采用UWB技术的室内高精度定位技术，在返修区内外部署一套车辆位置实时定位系统，通过部署定位基站，并为车辆安装悬挂标签卡进行一一绑定，实时获取车辆的高精度位置信息，定位精度可高达10-30cm。

（1）利用扫码枪或手持PDA，在发卡区内依次扫描VIN（Vehicle Identification Number, VIN码）KNR或底盘号和定位标签唯一编号，完成车辆与定位标签的绑定。

（2）为不同的返修区域划定相应的电子围栏，以便进行返修车辆流转管控，如：区域数量统计，车辆进出区域时间统计等。

（3）在质保终检结束后，设立标签解绑区域，用手持PDA或RFID读卡器扫描定位标签，便能自动完成解绑。解绑之后，标签即可以重复利用。同时为防止未解绑标签流出车间，会在最后出车间区域，安装定位基站和蜂鸣塔灯，设立标签回收区域，一旦有未解绑车辆进入该区域就发出声、光警示。

（4）提供实时查找、历史轨迹查询，根据车辆号、标签号进行数据查询。

（5）根据位置数据，进行大数据分析整理，大屏统计显示滞留时间、返修问题等等，让现场管理更高效规范。

业务管理系统

  结合返修区业务的特点，常见的返修区业务管理系统主要包含十大模块：

• 系统看板，可以直观的了解整体返修区车辆情况：返修情况、滞留情况，结合返修区大图，更加直观的了解返修车的分布以及返修区的工作情况。
  

• 车辆列表

• 区域管理

• PDA操作

• 绑定区域

• 解绑区域

• 告警管理

• 系统报表

• 系统管理

• 围栏管理

  通过以上模块可以实现实时查看区域内车辆位置、车辆维修进度、数量分类盘点、生产数据、告警信息等等，丰富了维修车辆的数据维度，方便管理人员快速准确的获取生产信息，提高返修效率。

  通过高精度的位置服务与工业环境的MES、ERP、工具管理、人员管理、WMS、温湿度监测等各种信息化系统的整合，打破了现有各种业务系统的信息孤岛，让服务平台不再只是单纯的数据化、可视化，真正实现能够落地使用的智能化应用，打造“数字化、智能化、全方位”的一体式车辆返修全流程信息把控的业务解决方案平台，提高车辆返修运作效率，实现智能制造，起到降本增效的关键作用。

现场安装

标签通过在车辆后视镜的位置进行挂钩式安装，也便于绑定与解绑。

在实际的工厂环境下，基站可以在每个线上进行安装，由于汽车场景的规范性，安装也相对比较规范，如图所示。

项目效益情况

使用车辆定位系统前	使用车辆定位系统后
人工逐一寻找，平均单车找车时间11min	单车找车时间降至5s内，实时跟踪
车辆发生二次缺陷的工位不清楚	历史数据自动保存，可整合视频数据，实时回放
盘点单车平均15min	返修区可视化盘点，自动盘点与保存
区域车位、维修缺件、区域能力指标、工时分析、 专业滞留车数跟踪等缺少工具，仅能靠人工实现	区域完成工时趋势分析； 区域超时滞留车趋势分析； 自动统计，形成每日报告数据
手工要货、过程不透明，难追溯； 纸质单据，要货、送货，信息不完整，难管理；	返修要货实现系统自动管理，全过程透明化； 降低要货用时； 看板从150分钟优化至54分钟，JIT从270分钟降低至216分钟； 生成分析数据分析零件、厂家、各环节趋势，提供决策支持及效果检验闭环

参考资料

技术方案及项目资料来源于国内UWB龙头企业：四相科技。