生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES應(yīng)用 研究

1、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES應(yīng)用研究汽車行業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)是汽車制造業(yè)中信息交換的核心，特別是現(xiàn)在對(duì)汽車的質(zhì)量要求的不斷提高，已經(jīng)汽車產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)制召回制度的實(shí)施，對(duì)于汽車整車廠商實(shí)施制造執(zhí)行系統(tǒng)是必須的。但是現(xiàn)在多數(shù)廠商在實(shí)施制造執(zhí)行系統(tǒng)時(shí)，往往將制造執(zhí)行系統(tǒng)中的各個(gè)部分分開(kāi)，形成一些信息的斷層或信息不能更好的利用。另一種模式是有的車廠在實(shí)施系統(tǒng)時(shí)，只是從一個(gè)方面去考慮，在企業(yè)內(nèi)部根據(jù)不同的需求部署不同的系統(tǒng)，不斷有新的需求，不斷上新的系統(tǒng)，造成企業(yè)內(nèi)有很多的系統(tǒng)，又為系統(tǒng)之間的交互實(shí)施很多的接口。應(yīng)該來(lái)說(shuō)，目前整車制造廠商的制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求相對(duì)其它行業(yè)還是比較清晰的，因此對(duì)于整車制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，在規(guī)劃制

2、造執(zhí)行系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該要從長(zhǎng)遠(yuǎn)的需求以及企業(yè)發(fā)展對(duì)于新的信息需求上考慮。整車制造執(zhí)行系統(tǒng)從功能需求上來(lái)劃分，大致有排程及序列化，自動(dòng)車輛識(shí)別，物料及物流管理，質(zhì)量管理，安燈系統(tǒng)，緩沖區(qū)管理,制造防錯(cuò)，制造指導(dǎo)，和ERP及PLM，CRM 等的集成等，在以下的章節(jié)中，我們分別闡述制造執(zhí)行系統(tǒng)必須包含的功能的每個(gè)部分。1.動(dòng)態(tài)生產(chǎn)排程及序列化系統(tǒng)在整車制造執(zhí)行系統(tǒng)中，根據(jù)不同車廠的生產(chǎn)模式，其排程點(diǎn)的選擇及排程的方式也不相同。目前多數(shù)車廠的生產(chǎn)模式都是采用的是主動(dòng)(拉動(dòng)模式)和被動(dòng)(推動(dòng)模式)結(jié)合的模式。在這種模式下，沖壓車間及車身車間的生產(chǎn)訂單是由高級(jí)排程系統(tǒng)根據(jù)和分銷商的多級(jí)計(jì)劃協(xié)調(diào)會(huì)生成的客戶需求

3、(預(yù)測(cè))，到滾動(dòng)的生產(chǎn)計(jì)劃，生成周生產(chǎn)計(jì)劃，到確認(rèn)的日生產(chǎn)計(jì)劃。通常ERP系統(tǒng)的確定之前的生產(chǎn)計(jì)劃主要是用于周期較長(zhǎng)的物料或一些通用的物料的采購(gòu)做指導(dǎo)。下載到生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的訂單一般都是確定的訂單。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)首先需要將ERP的訂單轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的執(zhí)行工單，也就是生成一車一單的模式。這種過(guò)程一般是在生產(chǎn)執(zhí)行的后臺(tái)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)操作的。在生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中還需要考慮到ERP下載的生產(chǎn)訂單是否可以被修改，或刪除，這是由企業(yè)的業(yè)務(wù)操作流程及模式所決定的。從將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，整車的生產(chǎn)方式將趨向于客戶的銷售訂單拉動(dòng)的模式進(jìn)行生產(chǎn)， 在這種模式下能最大程度減少整車的庫(kù)存，物料的庫(kù)存等，從而降低整車

4、的制造成本。在越來(lái)越多的客戶化的訂單的趨勢(shì)下，按照客戶訂單的拉動(dòng)模式更符合這種生產(chǎn)的需求。但是這種拉動(dòng)模式的生產(chǎn)對(duì)于信息的交互要求更實(shí)時(shí)化，更準(zhǔn)確。在從車身車間開(kāi)始的生產(chǎn)工單，都是一車一單的模式，在生產(chǎn)排程系統(tǒng)中，需要更多的考慮到生產(chǎn)工單的調(diào)整，這種調(diào)整可能是車輛生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備的需要，資源的需要，或是質(zhì)量穩(wěn)地等等。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)中必須具備可以對(duì)這種例外能進(jìn)行調(diào)整的功能。這種調(diào)整要求是所見(jiàn)及所得的，因?yàn)樯a(chǎn)的計(jì)劃如果改變，會(huì)影響到相應(yīng)的其他的各個(gè)流程。車輛序列化是在車輛生產(chǎn)過(guò)程中在不同車間精確跟蹤車輛的生產(chǎn)序列，以及在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行生產(chǎn)防錯(cuò)的一種方式。例如在總裝生產(chǎn)線上，上線之前，車輛經(jīng)序列化后，

5、每輛車都有了裝配序列號(hào)，在子線上線時(shí)，通過(guò)校驗(yàn)車輛的裝配序列次序避免系統(tǒng)跟蹤的車輛和實(shí)際車輛的位置不同。車輛的序列化對(duì)于車輛的防錯(cuò)以及正確的生產(chǎn)線物料的需求拉動(dòng)十分重要。隨著整車廠的物料的管理精細(xì)化程度越來(lái)越高，以及整車生產(chǎn)的個(gè)性化程度及混線程度越來(lái)越高，越來(lái)越多的物料采用JIS(按序拉動(dòng)物料)的模式供應(yīng)物料。對(duì)于采用JIS供應(yīng)的物料，正確的序列是制造防錯(cuò)的一種方式。2. 自動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)在整車制造執(zhí)行系統(tǒng)中，車輛識(shí)別是跟蹤車輛的一種手段，通過(guò)識(shí)別車輛，匹配車輛的特征參數(shù)，BOM等。在不同的車廠，不同的車間，車輛識(shí)別的方式不同，采用何種識(shí)別方式取決于投資成本和管理模式。車輛識(shí)別系統(tǒng)包含車輛的識(shí)

6、別，車輛的跟蹤，車輛序列的維護(hù)，及車輛特征數(shù)據(jù)的匹配等，另外車輛識(shí)別系統(tǒng)還為其他的子系統(tǒng)提供車輛序列信息。另外車輛的識(shí)別是和車間控制系統(tǒng)，如傳送鏈控制系統(tǒng)緊密聯(lián)系的，以正確跟蹤車輛的生產(chǎn)序列。車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)作為制造執(zhí)行系統(tǒng) 的重要組成部分, 主要功能將包括以下幾方面：·監(jiān)視車體在重要區(qū)域的移動(dòng)，并根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、向控制緩沖線的設(shè)備發(fā)出命令，決定車體的下一步加工路徑;·同時(shí)通過(guò)一系列的自動(dòng)化和信息設(shè)備,自動(dòng)的對(duì)車身進(jìn)行識(shí)別,同時(shí)對(duì)車身在各個(gè)不同工藝段間的操作信息進(jìn)行存儲(chǔ)， 以方便形成唯一車身的生產(chǎn)信息檔案。·自動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)將與工廠內(nèi)的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)或ERP系統(tǒng), 安

7、燈系統(tǒng), 質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)共享和互傳, 同時(shí)也和各車間內(nèi)的自動(dòng)化信息層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊, 從而通過(guò)此系統(tǒng)可有效的解決生產(chǎn)過(guò)程中的各種瓶頸, 為相關(guān)各部門提供全面的生產(chǎn)信息服務(wù)，最終形成企業(yè)生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)操作平臺(tái)。自動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)所涉及范圍將包括從： 裝焊車間上線;裝焊車間內(nèi);白車身存儲(chǔ)區(qū)上線;白車身存儲(chǔ)區(qū)下線;涂裝車間內(nèi);顏色車身存儲(chǔ)上線;顏色車身存儲(chǔ)出口;裝配上線到裝配結(jié)束的整個(gè)工藝過(guò)程。其中需要監(jiān)視車體移動(dòng)的重要區(qū)域包括：裝焊車間;裝焊涂裝之間緩沖區(qū);涂裝車間;涂裝與裝配之間的緩沖區(qū)，裝配車間的整個(gè)工藝過(guò)程。車輛的識(shí)別模式一般有兩種主要模式，也是目前在應(yīng)用比較廣泛的兩種模式。A. R

8、FID模式RFID模式，采用的是無(wú)限射頻技術(shù)，一般采用RFID模式的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)備包含RFID讀/寫(xiě)器和RFID標(biāo)簽兩部分。利用無(wú)線載碼體設(shè)備實(shí)現(xiàn)車體的跟蹤與監(jiān)控在汽車制造過(guò)程中是當(dāng)前比較流行的技術(shù)趨勢(shì)。它的主要工作原理是在車身上或吊具和滑撬上貼附可讀寫(xiě)信息的載碼體, 在生產(chǎn)線相關(guān)的重要位置設(shè)置載碼體讀寫(xiě)頭, 由制造執(zhí)行系統(tǒng)來(lái)控制這些讀寫(xiě)頭來(lái)讀寫(xiě)這些信息, 同條碼識(shí)別設(shè)備所組成的跟蹤系統(tǒng)相比較, 在技術(shù)實(shí)現(xiàn)和工程施工上有如下相同之處：·它們具有相同的網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)·載碼體讀寫(xiě)頭與條碼識(shí)別設(shè)備安裝位置基本相同·后臺(tái)應(yīng)用軟件基本相似同時(shí)由于載碼體設(shè)備上的數(shù)據(jù)即可讀又

9、可寫(xiě), 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)施相對(duì)簡(jiǎn)單，由其是在涂裝車間載碼體使用和維護(hù)起來(lái)更加簡(jiǎn)單方便。一般來(lái)說(shuō)利用無(wú)線載碼體技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車體跟蹤時(shí), 在載碼體安裝位置上區(qū)分主要有兩種方式：(1)載碼體隨車身走, 在裝焊車間車身上線時(shí), 通過(guò)特制的緊固件, 載碼體直接安裝在車身上用以記載車身的相關(guān)信息，一直到總裝車間車身下線為止。裝配工將載碼體卸下, 交還裝焊車間循環(huán)反復(fù)使用。采用這種方式可以在從焊裝到總裝下線采用同一種載碼體進(jìn)行跟蹤，在不同的生產(chǎn)線，寫(xiě)入不同的車體特征數(shù)據(jù)。其特點(diǎn)是在需要操作工裝卸載碼體。隨著載碼體的成本越來(lái)越低，將來(lái)的趨勢(shì)是將載碼體留在車輛內(nèi)，并在車輛下線或是出廠時(shí)，將車輛的一些特征數(shù)據(jù)寫(xiě)入載碼體

10、，相當(dāng)于是車輛永久的一個(gè)芯。有利于車輛的識(shí)別以及維修等。(2)載碼體隨滑撬/吊具走,在裝焊車間車身上線時(shí), 載碼體先不進(jìn)行安裝, 而是仍利用條碼設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)車身的跟蹤, 而在涂裝和總裝車間內(nèi), 載碼體被安裝在滑撬或吊具上, RFID讀寫(xiě)頭通過(guò)讀寫(xiě)吊具或滑撬上的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)車身識(shí)別與跟蹤，由于涂裝車間的特殊性，也有的只是在涂裝車間使用RFID的識(shí)別技術(shù)。B.條碼識(shí)別模式采用條碼跟蹤的模式是比較傳統(tǒng)的一種方式，由于其成本低，而且比較容易操作，對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的要求比較低，因此是多數(shù)廠商使用的一種識(shí)別方式。采用條碼識(shí)別的模式，一般需要有制造車單打印部分，條碼掃描及防錯(cuò)部分。制造車單的打印一般采用標(biāo)準(zhǔn)的激光

11、打印機(jī)，格式一般包含車身號(hào)碼的條碼，制造序列號(hào)的條碼，以及重要制造內(nèi)容的列表，如總裝線通常會(huì)列出重要部件及不同的部件及安裝工位等信息。以下是一個(gè)制造行車單的例子。一般在生產(chǎn)線的首工位，或重要生產(chǎn)工位(需要確認(rèn)車身號(hào)碼的)都需要掃描行車單的車身號(hào)碼，通過(guò)車聲號(hào)碼確認(rèn)其制造序列，并判斷其序列是否正確。通過(guò)車身號(hào)碼，可以獲得車身的特性數(shù)據(jù)，車身的特性數(shù)據(jù)可以用來(lái)指導(dǎo)設(shè)備操作，確認(rèn)物料等。通常在整車制造廠的自動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)采用的是兩種模式相結(jié)合的方式，既能節(jié)約整體投資水平，又能達(dá)到車輛識(shí)別的目的。一般在涂裝車間采用RFID的識(shí)別模式，其他車間采用條碼識(shí)別的模式。主要是由于涂裝車間的環(huán)境及操作需要采用非接觸式。并且在涂裝車間采用RFID時(shí)，必須考慮到載碼體的高溫，耐腐蝕的工業(yè)等級(jí)問(wèn)題。上面介紹了車輛識(shí)別的兩種模式，事實(shí)上要達(dá)到車輛的自動(dòng)識(shí)別，需要和車間生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車輛的序列構(gòu)建及自動(dòng)更新。例如在總裝車間通常是在生產(chǎn)線的首工位掃描車輛的條碼，自