MES在江淮2.0柴油發(fā)動機工廠的應(yīng)用及研究

多年來，江淮汽車深入研究發(fā)動機領(lǐng)域的MES系統(tǒng)，目前已形成多項標(biāo)準(zhǔn)，并為國內(nèi)多個廠家提供了借鑒。江淮2.0 CTI柴油發(fā)動機工廠MES系統(tǒng)，集成作業(yè)排程與調(diào)度、質(zhì)量控制、物料管理和可視化監(jiān)控等功能，實現(xiàn)了生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)品、物料、設(shè)備、人員和流程指令在內(nèi)的資源與過程的融合，為車間現(xiàn)場制造的過程監(jiān)測、控制和管理提供了一個柔性化、智能化和高度集成化的工作平臺。

MES的主體內(nèi)容

MES的主體內(nèi)容包括：建立一個實時、集成化的生產(chǎn)管理平臺，下達生產(chǎn)計劃任務(wù)，跟蹤在制品，通過與生產(chǎn)線自動化設(shè)備的接口集成，實時監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)，采集關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)據(jù)，對品質(zhì)進行控制，服務(wù)于廠內(nèi)制造、物流及質(zhì)量。具體內(nèi)容包括：實現(xiàn)發(fā)動機各生產(chǎn)線的狀態(tài)監(jiān)控;具體關(guān)鍵工位部品防錯漏裝功能;具有品質(zhì)數(shù)據(jù)保存功能，能存儲發(fā)動機生產(chǎn)、質(zhì)量以及其他一些有用信息;發(fā)動機的裝配信息可以通過發(fā)動機的裝配時間、發(fā)動機的型號與序號在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中進行追溯;人工工位具備ANDON系統(tǒng)功能;機加線、總裝線和熱試線采用RFID實現(xiàn)信息的追蹤;LED大屏幕顯示實時生產(chǎn)及設(shè)備信息;支持質(zhì)量門管理分析功能;支持返修管理信息傳遞;支持在線動畫作業(yè)指導(dǎo)功能;支持SPC分析;支持產(chǎn)能節(jié)拍分析;支持質(zhì)量統(tǒng)計及設(shè)備故障統(tǒng)計功能。

MES軟硬件架構(gòu)

1.MES硬件框架

機加線分缸蓋和缸體兩條線進行生產(chǎn)過程監(jiān)控，利用螺釘型RFID芯片直接擰在工件上向各工位設(shè)備傳遞信息。

總裝線分為4個區(qū)域?qū)φ麄€生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，同時在每個區(qū)域結(jié)束處設(shè)有質(zhì)量校驗點(質(zhì)量門)，用于校驗每個區(qū)域中需要采集的關(guān)鍵信息是否完整。當(dāng)采集數(shù)據(jù)不完整時，給予報警提示，并且提供了人工手動補錄缺失或錯誤的數(shù)據(jù)，保證生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的完整與準(zhǔn)確。整條線采用托盤下安裝RFID芯片向工位設(shè)備傳遞信息。

系統(tǒng)整體運行與各區(qū)域PLC進行實時交互，獲得加工過程中的關(guān)鍵檢測數(shù)據(jù)(如機加線、總裝線、缸蓋線和熱試線的專機設(shè)備的檢測數(shù)據(jù))。系統(tǒng)通過工業(yè)平板電腦采集安全件信息。

2.MES軟件架構(gòu)

江淮2.0 CTI發(fā)動機MES系統(tǒng)基于J2EE架構(gòu)。首先是通過與上層ERP的交互獲取生產(chǎn)計劃信息，系統(tǒng)將計劃下達到車間。產(chǎn)品在流轉(zhuǎn)過程中，通過底層的數(shù)據(jù)采集程序?qū)㈥P(guān)鍵檢測數(shù)據(jù)、關(guān)重件和設(shè)備運行信息等采集到服務(wù)器中。同時將關(guān)鍵信息進行實時發(fā)布，如設(shè)備報警、ANDON和物料呼叫。通過MES可以對產(chǎn)品的生產(chǎn)譜系進行追溯，如產(chǎn)品加工的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、關(guān)重件、故障、失效模式和解決措施等進行檢索與統(tǒng)計分析。最終形成對加工過程的指導(dǎo)以及事后信息的追溯。

數(shù)據(jù)集成方法

MES集成主要包括兩個方面：向上與ERP系統(tǒng)實現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)庫集成;向下通過OPC與現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)集成。

向上與ERP系統(tǒng)集成是靜態(tài)數(shù)據(jù)庫之間的集成，兩個數(shù)據(jù)庫之間采用軟件接口方式交換數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳遞較穩(wěn)定。

向下與設(shè)備之間的交互通常采用OPC軟件與PLC數(shù)據(jù)塊交互，由于PLC大多是實時數(shù)據(jù)，斷電即消失，因此通常采用保持網(wǎng)絡(luò)通暢的測試信號預(yù)警，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷立即報警，防止生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)丟失;上下層數(shù)據(jù)交互的穩(wěn)定是長期經(jīng)驗的積累，也是標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點，交互信號的內(nèi)容與順序都是軟件集成的關(guān)鍵，經(jīng)過幾輪驗證，江淮已經(jīng)形成自己的一套數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)。

MES系統(tǒng)應(yīng)用效果

1.生產(chǎn)過程監(jiān)控

生產(chǎn)過程監(jiān)控主要是用來實時監(jiān)控生產(chǎn)的整個過程，當(dāng)發(fā)生異常情況時給出報警提示，對生產(chǎn)的現(xiàn)場用可視化的形式顯示出來，同時記錄生產(chǎn)過程中發(fā)生的各種異常信息，便于后期的追溯以及對現(xiàn)場問題的整改。主要功能包括可視化監(jiān)控、生產(chǎn)隊列監(jiān)控和設(shè)備報警監(jiān)控。

2.可視化總覽

可視化總覽配置是用來配置可視化監(jiān)控需要監(jiān)控的內(nèi)容，監(jiān)控內(nèi)容主要包括產(chǎn)品信息監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、質(zhì)量ANDON、物料ANDON、線邊庫監(jiān)控、生產(chǎn)隊列監(jiān)控和質(zhì)量校驗點的監(jiān)控等?？梢造`活地定義工位具有的監(jiān)控內(nèi)容并實時地對現(xiàn)場的報警內(nèi)容進行監(jiān)控，并以可聽、可視的方式顯示出來，在下方列表框中會列出當(dāng)前正在進行的所有報警提示內(nèi)容。當(dāng)某工位出現(xiàn)異常時，工位圖標(biāo)會出現(xiàn)顏色變化或閃動，并可以點擊查看詳細的信息，如圖1所示。

3.設(shè)備報警監(jiān)控

設(shè)備監(jiān)控主要是用于實時監(jiān)控每一工位的設(shè)備的運行狀況，包括設(shè)備是否在工作、空閑或故障，同時可以詳細地監(jiān)控設(shè)備的故障編碼和故障內(nèi)容，并記錄監(jiān)控的內(nèi)容，后期可以根據(jù)不同條件查看設(shè)備的歷史狀況信息，如圖2所示。

LED展示

LED大屏作為工廠看板的重要組成部分，目前已發(fā)展為江淮發(fā)動機工廠的標(biāo)配，一般總裝兩塊，機加一塊，參觀通道一塊，全部采用P4以上全彩屏，分辨率比以往提升了很多，LED大屏主要展示3個方面的內(nèi)容：宣傳標(biāo)語或視頻;物料或質(zhì)量ANDON提示;生產(chǎn)計劃執(zhí)行情況。LED大屏的內(nèi)容可展示多屏，即可定時切屏，大屏雖然是較普及的電子看板，但是江淮LED大屏的特點是全軟件化控制，不僅是做一個畫面，更重要的是數(shù)據(jù)集成和切屏是江淮定制開發(fā)的軟件，可選擇配置。

生產(chǎn)計劃實時顯示如圖3所示。實時狀態(tài)屏依照當(dāng)日下達計劃顯示產(chǎn)品型號以及每種產(chǎn)品的計劃數(shù)量、當(dāng)前下線數(shù)量。當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量多于3條時，顯示屏?xí)猪擄@示，在下方的區(qū)域以自右向左的形式滾動顯示通知內(nèi)容。

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MES在發(fā)動機工廠的研究方向及意義

1.與工藝、電控和生產(chǎn)融合度較1000高

MES系統(tǒng)不僅實現(xiàn)與工藝設(shè)備的交互與集成，更重要的是與工藝流程、電控程序的設(shè)計相融合，在工廠建設(shè)、安裝和調(diào)試的過程中為輔助工藝流程的順利實現(xiàn)提供了大量的支持工作，設(shè)備監(jiān)控功能檢驗了設(shè)備的功能與可靠性，為設(shè)備驗收提供依據(jù)，大量的數(shù)據(jù)采集為質(zhì)量控制提供了有力的手段。本項目最終將形成一整套適合發(fā)動機工廠的工藝與生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)項目的實施提供了樣本和依據(jù)，具有一定的創(chuàng)新開拓性。

2.消化吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗

該MES系統(tǒng)將國際軟件品牌羅克韋爾、國內(nèi)各設(shè)備廠商、工藝流程以及生產(chǎn)管理方式很好地結(jié)合在一起，同時利用國內(nèi)優(yōu)秀的軟件人才資源，吸收了多方面的優(yōu)秀經(jīng)驗。

3.研究項目依托校企合作方式

江淮MES在2.0工廠的研究與應(yīng)用項目，選用了羅克韋爾軟件平臺，以保證軟件有基本依托，同時與合肥工業(yè)大學(xué)合作，以校企的合作方式更好地駕馭了羅克韋爾平臺，吸收其精華，使得本項目在電控接口標(biāo)準(zhǔn)化工作方面有一定提升，在穩(wěn)定性和成熟度等方面有了長足的進步，為信息化改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供了范例。

結(jié)語

通過基于江淮2.0工廠建設(shè)項目開展MES系統(tǒng)的應(yīng)用與研究，可以為流水式生產(chǎn)線建設(shè)水平提升提供支持，采用較小的投入即可在國內(nèi)同行業(yè)中率先實現(xiàn)制造業(yè)信息化，提升生產(chǎn)線的自動化集成水平，從而提供大量的客觀數(shù)據(jù)，用于保證產(chǎn)品質(zhì)量的提升。