基于RFID的報(bào)廢汽車零部件管理信息系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計(jì)

巴興強(qiáng)　徐孟發(fā)　劉嬌嬌

摘要：隨著汽車數(shù)量的日益增長，必然會(huì)導(dǎo)致報(bào)廢汽車越來越多，汽車拆解增長率的需求增大，對(duì)報(bào)廢汽車零部件的管理效率提出越來越高的要求。主要介紹了射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，RFID技術(shù)在報(bào)廢汽車零部件管理中的應(yīng)用，闡述了基于RFID相關(guān)技術(shù)研發(fā)的報(bào)廢汽車零部件管理系統(tǒng)，主要是針對(duì)哈爾濱金回報(bào)廢汽車回收有限公司的實(shí)際需要而設(shè)計(jì)的汽車零部件管理系統(tǒng)，并根據(jù)國家汽車零部件編碼規(guī)則，制定適合該企業(yè)自身管理的編碼規(guī)則，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了對(duì)RFID技術(shù)在報(bào)廢汽車零部件管理中的應(yīng)用，提高管理效率進(jìn)而提高企業(yè)的競爭力都起到很大的促進(jìn)作用，該系統(tǒng)將在報(bào)廢汽車零部件行業(yè)的管理中發(fā)揮更方便、快捷、準(zhǔn)確、高效的作用。

關(guān)鍵詞：報(bào)廢汽車；零部件；RFID技術(shù)；管理信息系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U468文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.10.015

中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2015—2020年中國汽車整車制造市場評(píng)估及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，到2015年6月，我國汽車保有量已經(jīng)突破了1.63億輛，保有量已經(jīng)僅次于美國，成為全球第二。但按照2013年最新《機(jī)動(dòng)車強(qiáng)制報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》，載客和載貨汽車的使用年限一般為10～15年，那么2001年前后開始使用的汽車已經(jīng)進(jìn)入報(bào)廢期，據(jù)此推算2015年左右我國的汽車報(bào)廢量為500萬輛左右，未來十年將以年均20%的速度增長。因此報(bào)廢汽車零部件拆解及科學(xué)化的管理是勢(shì)在必行的。

目前，我國報(bào)廢汽車回收拆解企業(yè)的規(guī)模大多比較小，且技術(shù)落后。并且一輛汽車有幾千個(gè)不同零件組裝而成，借助信息化手段科學(xué)地對(duì)報(bào)廢汽車零部件進(jìn)行管理。將RFID技術(shù)應(yīng)用于報(bào)廢汽車零部件回收拆解與管理，可大幅提高管理與運(yùn)作效率，降低成本。

1RFID技術(shù)

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（以下通稱RFID技術(shù)）。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長期跟蹤管理。RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。

按照能量供給方式的不同，RFID 標(biāo)簽分為有源、無源和半有源三種；按照工作頻率的不同，RFID標(biāo)簽分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波頻段（MW）的標(biāo)簽。

目前，RFID技術(shù)也廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，國外國內(nèi)大大小小汽車整車廠商、在汽車整車制造的四大工藝段沖壓、焊裝、涂裝、總裝及發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配制造過程中，廣泛使用RFID技術(shù)。但是對(duì)于報(bào)廢汽車的管理以及零部件的管理，RFID的使用情況目前來說比較低，因?yàn)槲覈膹U舊汽車回收、拆解及其再利用技術(shù)還不成熟，零部件回收利用率也很低。

RFID技術(shù)作為一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用無線射頻方式對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行非接觸式自動(dòng)識(shí)別，極大地加速了信息的收集和處理，此外FRID具有精度高，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，操作快捷等優(yōu)點(diǎn)。因此，與其他的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相比有更廣闊的應(yīng)用空間。

2國內(nèi)報(bào)廢汽車零部件信息管理的現(xiàn)狀

我國目前有資質(zhì)的報(bào)廢汽車回收拆解企業(yè)有500多家，大多數(shù)規(guī)模較小，我國報(bào)廢車零部件的管理技術(shù)還十分落后，有部分報(bào)廢汽車零部件的回收管理仍是采用簡單的手工記錄模式進(jìn)行，管理效率低下，容易出錯(cuò)。對(duì)于未來隨著報(bào)廢汽車數(shù)量的不斷增加，需要選擇一種合理的方法來進(jìn)行管理。在運(yùn)用手工記錄采集數(shù)據(jù)的過程中，常常容易出現(xiàn)問題。首先，手工記錄作為數(shù)據(jù)采集模式，記錄信息速度慢，在記錄的過程中，還常常容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，在匯總和保存的過程中也非常麻煩并容易出錯(cuò)，而不能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地把拆解作業(yè)現(xiàn)場信息進(jìn)行記錄和匯總，企業(yè)管理層也不能夠及時(shí)了解作業(yè)現(xiàn)場情況，很多工作就不能夠很好及時(shí)地開展，因此手工模式作為數(shù)據(jù)采集的手段缺陷是顯而易見的。

隨著近年來自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，目前常用的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中，條形碼成本最低，適用于需求量大且數(shù)據(jù)不必更改的場合，例如在商品包裝上就很適宜。IC卡的價(jià)格稍高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量很大，數(shù)據(jù)安全性好，但是由于它的接觸點(diǎn)暴露在外邊，有可能因靜電或者人為的原因損壞，也不太適合在報(bào)廢汽車零部件的自動(dòng)化管理中使用。為了方便產(chǎn)品信息高效準(zhǔn)確的管理，有些企業(yè)引入了使用方便和價(jià)格便宜的條碼識(shí)別技術(shù)，但是汽車零部件上的條形碼較容易磨損，且攜帶數(shù)據(jù)量很小。由于條碼技術(shù)在一些方面自身存在缺陷和不足，無法勝任某些較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境和其它的一些問題。引入了條碼技術(shù)的報(bào)廢汽車回收廠在數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)信息化等方面仍存在著數(shù)據(jù)采集及時(shí)性、準(zhǔn)確性差的問題。條形碼作為常用的數(shù)據(jù)采集手段也存在著一些缺陷。整車拆解信息屬于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，需要及時(shí)采集、處理、分析、統(tǒng)計(jì)，由于條碼必須在可視的環(huán)境下由員工手持掃描槍直線讀取，且掃描槍必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼，而條形碼正常工作所需要的這些環(huán)境在汽車拆解車間往往是不容易達(dá)到的，而且條形碼所能記錄的信息量也比較少，不能夠重復(fù)使用，因此，條形碼作為數(shù)據(jù)采集的手段也存在著一些弊端。

因此，一種理想的方式是閱讀器與一個(gè)數(shù)據(jù)載體之間的數(shù)據(jù)傳輸與能量供應(yīng)采用非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。人們將這種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)稱為無線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)。RFID標(biāo)簽，牢固耐用，可承受非常惡劣的工業(yè)環(huán)境，而普通條碼標(biāo)簽如用在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，如果發(fā)生沾污破損，容易造成信息的讀取錯(cuò)誤；RFID標(biāo)簽是可讀可寫的，可反復(fù)進(jìn)行信息的改寫。而條碼標(biāo)簽一旦打印出來，只可讀不可寫，在生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)管理控制上，RFID標(biāo)簽的應(yīng)用靈活性更大。RFID標(biāo)簽的存儲(chǔ)容量大，因此，RFID標(biāo)簽相當(dāng)于一個(gè)小型的移動(dòng)數(shù)據(jù)庫，可存儲(chǔ)大量的汽車零部件信息。系統(tǒng)通過識(shí)別RFID標(biāo)簽，讀寫電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的汽車零部件的數(shù)據(jù)，并與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)交互管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與管理功能。endprint

3報(bào)廢汽車零部件信息管理軟件的需求分析

通過對(duì)哈爾濱金回報(bào)廢汽車回收有限公司現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程的細(xì)化分析，結(jié)合企業(yè)所需求的軟件功能的研究，分析出該企業(yè)在管理方面主要存在的問題，建設(shè)該汽車零部件信息管理系統(tǒng)主要就是為了能夠借助基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決好這些問題。該管理系統(tǒng)設(shè)定以下目標(biāo)：

3.1制定編碼規(guī)則

根據(jù)《中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—汽車零部件編號(hào)規(guī)則》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各類汽車、半掛車的總成和裝置及零件號(hào)編制的基本規(guī)則和方法，適用于各類汽車和半掛車的零件、總成和裝置的編號(hào)。借鑒該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于汽車零部件的編號(hào)規(guī)則，結(jié)合哈爾濱金回報(bào)廢汽車回收有限公司的拆解實(shí)際作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)制定出適用于該企業(yè)的汽車零部件編碼規(guī)則：編號(hào)組成如下：（1）公司代號(hào)：JH；（2）車輛品牌：大眾01、現(xiàn)代02；（3）車輛型號(hào)：捷達(dá)01、速騰02、邁騰03、帕薩特04等依次排序；（4）零件類別分：發(fā)動(dòng)機(jī)10、供給系11、排氣系12等。

3.2RFID電子標(biāo)簽及讀寫模塊的選取

當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器與電子標(biāo)簽也就是所謂的應(yīng)答器及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個(gè)部份組成，其工作原理是Reader發(fā)射特定頻率的無線電波能量，用以驅(qū)動(dòng)電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)Reader便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

目前，能夠用于RFID打印機(jī)使用的電子標(biāo)簽都為無源電子標(biāo)簽，它由底紙、面紙以及包含在其中的芯片和天線構(gòu)成。RFID打印機(jī)，是一種可以讀取和寫入電子標(biāo)簽芯片數(shù)據(jù)，同時(shí)將數(shù)據(jù)內(nèi)容可視化打印在標(biāo)簽表面的打印設(shè)備。目前市面上最常見的RFID打印機(jī)多采用高頻或超高頻技術(shù)。

MFRC522 是 NXP 公司研發(fā)的一種非接觸式射頻讀寫芯片，工作頻率為 13.56 MHz。該芯片具有功耗低、體積小、性價(jià)比高、性能穩(wěn)定應(yīng)用方便等特點(diǎn)。

3.3解決好各環(huán)節(jié)的精細(xì)管理問題

根據(jù)金回報(bào)廢汽車廠的實(shí)際需求，每一輛報(bào)廢汽車從入廠開始就要進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤管理解決，如整車管理、拆解、銷售、盤點(diǎn)、廢棄零件等環(huán)節(jié)的精細(xì)管理問題，并錄入汽車零部件中的汽車整車管理庫中。基于以上訴求，本系統(tǒng)擬開發(fā)一個(gè)整車信息查詢功能，用戶可以根據(jù)車輛編號(hào)查詢到汽車拆解的時(shí)間、拆解工人信息、拆解的零部件信息，通過這樣的功能來提高管理的自動(dòng)化、透明化。車輛進(jìn)入拆解車間進(jìn)行零部件的拆解回收，同時(shí)對(duì)于使用狀況良好的零部件拆解完以后，直接進(jìn)行RFID電子標(biāo)簽綁定，并進(jìn)入到汽車零部件管理庫中，同時(shí)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與拆解車間的操作步驟一致，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)入庫，體現(xiàn)信息的交互性。同時(shí)實(shí)現(xiàn)從整車進(jìn)廠到拆解車間再到銷售管理等一體化管理。對(duì)于已經(jīng)拆解完的報(bào)廢汽車剩余的廢棄零部件，統(tǒng)一堆放管理，在系統(tǒng)里對(duì)于廢棄零部件的處置、變賣等信息，也會(huì)及時(shí)體現(xiàn)在管理系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)一條線透明操作，這樣對(duì)于企業(yè)來講也大大節(jié)省了相關(guān)的人力物力。該企業(yè)目前報(bào)廢汽車拆解的自動(dòng)化程度較低，各個(gè)環(huán)節(jié)的諸多信息不暢通和不能及時(shí)共享等問題，以及對(duì)庫存盤點(diǎn)時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，造成很多人力浪費(fèi)，并且人工模式進(jìn)行庫存盤點(diǎn)的準(zhǔn)確性較差。

4系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)像其他的企業(yè)管理系統(tǒng)一樣，該企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能模塊同樣分為總控系統(tǒng)模塊和各子系統(tǒng)模塊。與系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖相適應(yīng)（如圖1），總控系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)總體平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)、各子系統(tǒng)模塊的功能劃分以及各子系統(tǒng)模塊之間的數(shù)據(jù)接口定義等。各子系統(tǒng)模塊主要是依據(jù)總控系統(tǒng)對(duì)本模塊進(jìn)行功能劃分，設(shè)計(jì)出的各自模塊包括數(shù)據(jù)輸入、輸出、處理在內(nèi)的各類用戶交互界面（如圖2，圖3），在此過程中須遵循總控系統(tǒng)定義的模塊間數(shù)據(jù)接口規(guī)范。本系統(tǒng)采用基于RFID技術(shù)和因特網(wǎng)技術(shù)的B/S總體架構(gòu)，通過集中式數(shù)據(jù)庫與分布式數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，將企業(yè)的整車管理、零部件信息管理、銷售管理、庫存管理等經(jīng)營業(yè)務(wù)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)提高效率、降低成本的目的，并有效地提高了企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享度和企業(yè)核心競爭力。主要功能包括：用戶管理、整車管理、零件信息、銷售管理、庫存管理、棄件管理、系統(tǒng)管理等功能。

5報(bào)廢汽車信息管理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

建立報(bào)廢汽車回收拆解的信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；財(cái)務(wù)版塊、網(wǎng)絡(luò)對(duì)接、盤點(diǎn)，加快建立起功能齊全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，逐步實(shí)現(xiàn)政府主管部門與企業(yè)間回收拆解信息聯(lián)網(wǎng)和回收、拆解全程監(jiān)控；建立全國性或區(qū)域性的報(bào)廢汽車“回用件”、再制造零部件等信息服務(wù)平臺(tái)；及時(shí)準(zhǔn)確掌握?qǐng)?bào)廢汽車有關(guān)動(dòng)態(tài)信息，提高行業(yè)信息化管理水平。

6總結(jié)

（1）運(yùn)用RFID技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)報(bào)廢汽車零部件的管理，報(bào)廢汽車拆解的信息采集，對(duì)報(bào)廢汽車零部件回收來說，可以利用此技術(shù)來實(shí)現(xiàn)汽車零部件管理的信息化、智能化、自動(dòng)化?？梢越鉀Q目前多數(shù)報(bào)廢汽車回收企業(yè)在汽車零件拆解管理中信息采集和定位管理的短板。

（2）通過該軟件的設(shè)計(jì)，能使哈爾濱金回報(bào)廢汽車回收有限公司的汽車零部件信息管理有了實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。通過信息化的管理避免了人工錄入的可能犯的錯(cuò)誤，并且通過RFID技術(shù)在報(bào)廢汽車零部件管理中的應(yīng)用，節(jié)約了大量的人力物力，也使企業(yè)的管理更方便、更高效。

（3）使用高頻的RFID電子標(biāo)簽，工作頻率為1356 MHz，RFID電子標(biāo)簽內(nèi)涵芯片和天線，在可視化打印同時(shí)將數(shù)據(jù)內(nèi)容寫入芯片中存取，或者僅讀寫芯片，不進(jìn)行可視化打印，標(biāo)簽內(nèi)容具有保密性。對(duì)于企業(yè)來講安全性較好，對(duì)于保護(hù)公司信息至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋飛.中國汽車業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的思考[J].黑龍江科技信息，2014（25）：31.

[2]周曉光，王曉華.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2005.

[3]陳銘.中國報(bào)廢汽車的回收利用技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].汽車與配件，2014（50）：46-47.

[4]貝紹鐵.汽車報(bào)廢拆解與材料回收利用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[5]儲(chǔ)江偉，金曉紅，崔鵬飛，等. 報(bào)廢汽車拆解信息系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析[J]中國資源綜合利用，2007（2）：37-40.

[6]M.A.Reuter， U.Boin， P.Rem，etc. The Optimization of Recycling： Integrating the Resource， Technological， and Life Cycles， JOM. New York[J].2004，08，pp.33.endprint