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(yùn)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)(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。

    車間內(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)主要功能是實現(xiàn)生產(chǎn)指令的下達(dá)、跟蹤、追溯。根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)單將生產(chǎn)計劃預(yù)制在系統(tǒng)中，見圖3。

圖3 生產(chǎn)計劃預(yù)制

    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PLC，以供主焊線實現(xiàn)計劃隊列的柔性生產(chǎn)。同時，將當(dāng)前信息寫入滑撬上的射頻識別(RFID)載碼體中，建立主焊線全線各個工位車型信息數(shù)據(jù)庫，依據(jù)主焊線提供的特征點(diǎn)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

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(diǎn)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，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(diǎn)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(dú)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(diǎn)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(diǎn)統(tǒng)計功能。通過與現(xiàn)場懸點(diǎn)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(diǎn)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)

    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(yùn)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。總裝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bMES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。

4 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)，整車廠針對自身的實際情況開發(fā)應(yīng)用了不同深度的MES系統(tǒng)，該系統(tǒng)在一定程度上代表了汽車生產(chǎn)廠商的現(xiàn)場管理水平。在汽車市場日益飽和的今天，如何提升生產(chǎn)現(xiàn)場管理能力，降低生產(chǎn)成本，搶占汽車市場份額將成為提升企業(yè)盈利能力的重要因素，因此在汽車生產(chǎn)現(xiàn)場領(lǐng)域MES系統(tǒng)將會有良好的應(yīng)用前景。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：MES/ERP在汽車焊裝車間生產(chǎn)管理方面的應(yīng)用

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