MES在汽車焊裝車間生產(chǎn)管理方面的應(yīng)用

1、MES 在汽車焊裝車間生產(chǎn)管理方面的應(yīng)用1 系統(tǒng)介紹MES 能通過信息傳遞對從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程優(yōu)化管理。當(dāng)工廠發(fā)生實時事件 時， MES 能對此及時做出反應(yīng)、報告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù) 對它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。 這種對狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使 MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效地指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能， 又能提高生產(chǎn)回報率。 MES 還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。從以上可以看出， MES 是對整個車間制造過程的優(yōu)化，并不是單一的解決某個生產(chǎn)瓶頸問題。同 時，還要求 MES

2、必須提供實時收集生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的功能， 并做出相應(yīng)的分析和處理； MES 需要與計劃層和控制層進(jìn)行 信息交互，通過企業(yè)的連續(xù)信息流來實現(xiàn)企業(yè)信息全集成。本文闡述的 WMES 指的是焊裝車間 MES ，該系統(tǒng)處于計劃 層和控制層系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí) 行，它為工廠搭建了一個平臺，讓工廠在這個平臺中對人、機(jī)、料等因素進(jìn)行監(jiān)管，使管理者能夠即時掌握生產(chǎn)狀況。2 系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)通過接受上層生產(chǎn)管理系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)備間的數(shù)據(jù)、提供上層數(shù)據(jù)接口、實現(xiàn)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)數(shù)據(jù)、 與上下層之間的數(shù)據(jù)的交互。實現(xiàn)焊裝生產(chǎn)過程的自動識別及跟蹤、生產(chǎn)過程監(jiān)控、 ANDON 管理等功能。車間車體自動識別跟蹤系統(tǒng)

3、（ AVI ）通過以太網(wǎng)在線實時收集相關(guān) 信息，在對生產(chǎn)計劃提供實施指令的同時，兼顧生產(chǎn)過程的 跟蹤及校核，對各自生產(chǎn)線的成品進(jìn)行在線實時載入，建立 系統(tǒng)成品數(shù)據(jù)庫，并將實時發(fā)生的與生產(chǎn)計劃及線體狀態(tài)相 關(guān)的信息加載到產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫。為生產(chǎn)管理提供盡可能客觀、 實時、準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)具備成品追溯功能。間內(nèi)各線體的可編程控制器（ PLC ）與車間 AVI PLC 通過以 太網(wǎng)連接方式進(jìn)行數(shù)據(jù)實時交換，以確保信息的可靠性。系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理見圖 1。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架見圖 2。圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)框架2.1 AVI 系統(tǒng) AVI 系統(tǒng)主要將生產(chǎn)計劃預(yù)制在系統(tǒng)中，見圖3。功能是實現(xiàn)生產(chǎn)指令的

4、下達(dá)、跟蹤、追溯。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)單圖 3 生產(chǎn)計劃預(yù)制PLC，入滑撬上的射頻識別（ RFID ）載碼體中，建立主焊線全線各在柔性線的上線工位， 通過掃描車身附帶的條形碼將車型所對應(yīng)的信息下達(dá)到主焊線 以供主焊線實現(xiàn)計劃隊列的柔性生產(chǎn)。同時，將當(dāng)前信息寫個工位車型信息數(shù)據(jù)庫，依據(jù)主焊線提供的特征點狀態(tài)變量 實時刷新工位信息，滑撬的離隊、歸。隊可依據(jù)工作站操作 變更信息進(jìn)行實時調(diào)整，全面實現(xiàn)車型追蹤，生產(chǎn)看板信息由上位監(jiān)控計算機(jī)所存儲的排序數(shù)據(jù)庫、 PLC 共同驅(qū)動并顯示。該系統(tǒng)既完成了生產(chǎn)指令的管理，同時又可以對上件工位輸入的車型信息和系統(tǒng)預(yù)制的生產(chǎn)計劃進(jìn)行核對和提示：對上件錯誤進(jìn)行提示更正，并提

5、醒物料實施切換配送。AVI系統(tǒng)上件工位信息看板見圖4。圖 4 AVI 系統(tǒng)上件工位信息看板 page 2.2 ANDON系統(tǒng) ANDON 系統(tǒng)為一種可視化的訊號系統(tǒng)，是一種將 現(xiàn)場狀況用視覺方式表示的系統(tǒng)，提供信息以協(xié)調(diào)聯(lián)系各工 作中心的工作。該系統(tǒng)可將各個點位求援信息及時反映到主機(jī)，通過電子看板顯示：通過短信方式通知相關(guān)人員，并可由計算機(jī)實現(xiàn)記錄和統(tǒng)計分析。通過分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，有助于工程技術(shù)人員和管理人員把握需要工藝改進(jìn)的區(qū)域或 者需要加強(qiáng)人員培訓(xùn)等需求。通過高精度、柔性化、準(zhǔn)時化 的生產(chǎn)，在保證質(zhì)量的前提下， 最大限度地體現(xiàn) “精益生產(chǎn)ANDON 系統(tǒng)的目的在于提高對設(shè)備故障、質(zhì)量控制、物料

6、 供應(yīng)的管理及控制。在必須的人機(jī)交互區(qū)域，合理布置求援 按鈕盒，結(jié)合系統(tǒng)的看板和呼叫設(shè)備，將求援信息及時通知 相關(guān)人員，最大限度地減少停線等待時間，提高線體的開工率，并在系統(tǒng)中予以分類統(tǒng)計記錄，為管理者提供依據(jù)。該系統(tǒng)初期僅對質(zhì)量、物料、設(shè)備問題進(jìn)行管控。ANDON 求援按鈕盒布置見圖 5。當(dāng)員工發(fā)現(xiàn)相應(yīng)問題時按下對應(yīng)的按鈕，同時短信平臺向指定人員發(fā)送相關(guān)信息，通知相關(guān)人員 到現(xiàn)場處理，管理平臺上顯示相應(yīng)的工時損失，處理完成后 由處理人員復(fù)位對應(yīng)按鈕發(fā)生停線時如無任何求援則系統(tǒng)認(rèn)定為人員操作問題，此時在管理平臺上顯示速度損失。圖 5 ANDON 求援按鈕盒布置該系統(tǒng)由求援按鈕站、呼叫裝置構(gòu)成，

7、采用帶燈自鎖型按鈕，按壓所需按鈕開 關(guān)，開關(guān)自鎖，同時信號燈點亮（非 PLC 控制），問題解決 后再次按壓按鈕則信號燈復(fù)位。求援信號就近連接至相應(yīng)的 區(qū)域 PLC 控制柜內(nèi)（不再單獨增設(shè)硬件單元） ，通過以太網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)服務(wù) PLC 相連接， 最終進(jìn)入系統(tǒng)主機(jī)， 主機(jī)進(jìn)行分 類處理將求援信號請求分別通過看板和呼叫系統(tǒng)發(fā)出。ANDON 求援系統(tǒng)構(gòu)成見圖 6。圖 6 ANDON 求援系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)在生產(chǎn)線關(guān)鍵工位及需要重點管控的工位設(shè)置求援按鈕盒，通過系統(tǒng)對各種停機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析，最終輸出報表，管理人員分析相關(guān)數(shù)據(jù)，以方便對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行管理。2.3 節(jié)拍統(tǒng)計系統(tǒng)通過對各工位焊接工作進(jìn)行簡要分

8、析，包括設(shè)備動作時間、夾具夾緊時間、人員焊接時間等各分段時間的統(tǒng)計和分析圖 7 ），可簡單地了解該線體的線平衡率和瓶頸工位；同時，通過分析瓶頸工位的各項時間數(shù)據(jù)， 結(jié)合 ANDON系統(tǒng)可以實現(xiàn)對瓶頸問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分類分析（物料原因、設(shè)備原因、質(zhì)量原因和速度損失原因） ，從而找出影響整體節(jié)拍的因素，為提升節(jié)拍和設(shè)備綜合效率（OEE）提供良好的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能。圖 7 各工位工時統(tǒng)計圖該系統(tǒng)還具備焊點統(tǒng)計功能。通過與現(xiàn)場懸點焊機(jī)群控的連接，不僅可以對焊接參數(shù)實時監(jiān)控，同時還可以對每把焊槍在節(jié)拍內(nèi)的作業(yè)點數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析，進(jìn)而為各工位的工藝紀(jì)律監(jiān)察和品質(zhì)提升提供分析數(shù)據(jù)。2.4 工藝文件查詢系統(tǒng)

9、工藝文件查詢系統(tǒng)主要以電子看板形式布局在各工位。WMES 通過以太網(wǎng)與公司網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系， 當(dāng)有新版工藝文件發(fā)布時，WMES 用覆蓋方式將舊版工藝文件替換掉，以保證線體員工總是能夠查 閱到最新版的工藝文件。此系統(tǒng)同時可以針對不同的部門設(shè)定不同的使用和訪問權(quán)限，工廠內(nèi)部的文件同樣可以直接在工位看板上顯示，以供員工查詢。通過工藝文件查詢系統(tǒng)的運用，對員工的培訓(xùn)更直接便捷，文件查詢更加方便，對于工藝紀(jì)律檢查更直觀快捷，最終實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場的無紙化管理。3 WMES 的推廣WMES 是針對汽車焊裝車間的特定生產(chǎn)管理系統(tǒng)，其包含的內(nèi)容不僅僅是本文以上所 提到的，還可以通過現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、群控系統(tǒng)、語音廣播系 統(tǒng)等子系統(tǒng)來完善生產(chǎn)現(xiàn)場的管理。通過各個系統(tǒng)的相互結(jié) 合，在計劃管理、人員培訓(xùn)、 OEE 管理、數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)監(jiān)控、工藝管理、報表管理、線平衡提升、產(chǎn)能提升等方面發(fā)揮重要作用。從該系統(tǒng)在焊裝車間的應(yīng)用效果來看，在總裝上推廣的意義更大?？傃b車間要完成的是成千上萬種零 部件的組裝，其涉及的車型、配置、物料之多，更表明其生 產(chǎn)現(xiàn)場管理的難度?？傃b MES 系統(tǒng)還可以將單臺物料配送 納入進(jìn)去，從而整體提升總裝的生產(chǎn)現(xiàn)場管理水平。結(jié)束語 目前，國內(nèi)各大汽車生產(chǎn)商都很重視生產(chǎn)現(xiàn)場的 管理提升，并且不同層次地也在使用 MES 系統(tǒng)，整車廠針 對