Automating the Part Identification Method of Automotive Assembly Lines Through RFID Technology

Autor: Buchner, Felix
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Druh dokumentu: Text
Popis: Barcode scanning has been used for many decades in the assembly process to identify individual parts. Besides the fact that scanning is a non-value-adding operation, it also is prone to error. It cannot beensured with certainty that the scanned part will be the part installed. Furthermore, if any part is interchanged, it leaves the manufacturer with the challenge of detecting this and correcting the data. The genealogy data is important as it enables precisely tracing which parts are built into which vehicle. Strong confidence in the integrity of the genealogy data allows a manufacturer to minimize the scope assembly line uptime. When scan errors occur, the factory execution system could stop the production line to fix the issue and ensure high quality. Therefore, this thesis proposes an alternative and innovative approach to the part identification and verification process in an assembly line. The approach is to replace the traditional barcode with a passive ultra-high frequency RFID label. It automates the identification process when a part is installed in the vehicle, which makes manual scanning redundant. The suggested approach also proposes a final traceability scan. Hereby the completely assembled vehicle and its components with the RFID tags are read again to verify the same parts are still installed. The result would be enhanced genealogy data of each vehicle. This thesis aims to determine the technical feasibility of both processes and investigate the economic feasibility. The conducted empirical research of this thesis is based on a literature review about RFID technology and its applications. To prove the technical feasibility, a series of experiments were carried out for the in-station part identification and the final traceability verification. With a determined number of test parts, a total of 498 experiments were conducted in a real production environment. Moreover, the proposed dual-antenna approach and software logic enables accurate part identification. Lastly, for the assessment of the economic feasibility, a comprehensive data model was developed to assess the production impact of scanning. Literature and a theoretical investigation show that most of the already consumed scan results can be related to human errors. The experiments for the automated in-station identification reveal; that it is possible to accurately identify the installed part under at least one setup with the suggested dual-antenna approach. However, every single part needs its setup adjusted to the environment in which it is assembled. There is not one out-of-the-box solution that suits every individual application. The finding from the final traceability scan experiment is that all tested parts are identified by the determined setup. It becomes apparent that reading the individual parts even after a car is completed is possible, despite the interference of the metal chassis and radio frequency waves. The conclusion from the economic feasibility is that although the RFID tags are more expensive than barcode labels, the implementation could still offer significant financial benefits to a manufacturer. To summarize the topic, the proposed method based on RFID technology is an innovative approach that is technically feasible and offers a variety of benefits.
Streckkodsskanning har under många decennier använts i monteringsprocessen för att identifiera enskilda delar. Förutom det faktum att skanning är en icke-värdeskapande operation, har den också hög felfrekvens. Det kan inte garanteras med största säkerhet att den skannade delen kommer att vara densamma som den installerade delen. Dessutom är det så att om någon del byts ut, står tillverkaren inför utmaningen att upptäcka detta och korrigera data. Genealogidata är viktiga eftersom de gör det möjligt att med exakthet spåra vilka delar som är inbyggda i vilket fordon. Ett starkt förtroende för integriteten hos genealogidata gör att en tillverkare kan minimera omfattningen av återkallelser, vilket minskar kostnaderna och förhindrar negativa effekter på varumärkets rykte. Dessutom påverkar skanning drifttiden i produktionslinjen. När skanningsfel uppstår, kan fabrikens verkställandesystem stoppa produktionslinjen för att åtgärda problemet och säkerställa hög kvalitet. Därför föreslår denna avhandling en alternativ och innovativ metod för delidentifiering och verifieringsprocessen i en produktionslinje. Metoden är att ersätta den traditionella streckkoden med en passiv ultrahögfrekvent RFID-etikett. Detta automatiserar identifieringsprocessen när en del installeras i fordonet, vilket gör manuell skanning överflödig. Den föreslagna metoden föreslår också en slutlig spårbarhetsskanning. Härigenom läses det färdigmonterade fordonet och dess komponenter igen av med hjälp av RFID taggarna för att verifiera att samma delar fortfarande är installerade. Resultatet skulle leda till förbättrade genealogidata för varje fordon. Denna avhandling syftar till att fastställa den tekniska genomförbarheten för båda processerna och undersöka den ekonomiska genomförbarheten. Den genomförda empiriska forskningen i denna avhandling baseras på en litteratursamling om RFID-teknik och dess tillämpningar. För att bevisa den tekniska genomförbarheten, genomfördes en serie experiment för delidentifiering inom stationer och den slutliga spårbarhetsverifieringen. Med ett bestämt antal testdelar genomfördes totalt 498 experiment i en riktig produktionsmiljö. Dessutom möjliggör den föreslagna metoden med dubbla antenner och mjukvarulogik exakt identifiering av delar. Slutligen, för bedömningen av den ekonomiska genomförbarheten, utvecklades en omfattande datamodell för att bedöma skanningens produktionseffekt. Litteratur och en teoretisk undersökning visar att de flesta av de redan förbrukade skanningsresultaten kan relateras till mänskliga fel. Experimenten för identifiering inom stationer visar att det är möjligt att med precision identifiera den installerade delen med åtminstone en konfiguration av den föreslagna dubbla antennmetoden. Men varje enskild del måste konfigureras till den miljö där den monteras. Det finns inte en färdig lösning som passar varje enskilt användningsområde. Resultatet från det slutliga experimentet med spårbarhetsskanning är att alla testade delar identifieras av den fastställda konfigurationen. Det blir uppenbart att det är möjligt att läsa av de enskilda delarna, även efter att enbil är färdigställd, trots störningar från fordonets metallchassi och radiofrekvensvågor. Slutsatsen från den ekonomiska genomförbarheten är att även om RFID-taggar är dyrare än streckkodsetiketter, kan implementeringen fortfarande erbjuda betydande ekonomiska fördelar för en tillverkare. För att sammanfatta ämnet är den föreslagna metoden baserad på RFID-teknik ett innovativt tillvägagångssätt som är tekniskt genomförbart, och det erbjuder en mängd olika fördelar.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: