隨著我國(guó)汽車行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品生命周期越來(lái)越短，交貨期越來(lái)越短，產(chǎn)品的多樣化、小批量、柔性生產(chǎn)勢(shì)在必行。汽車生產(chǎn)企業(yè)必須通過(guò)先進(jìn)的信息化手段優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和核心競(jìng)爭(zhēng)力。生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)可以有效地監(jiān)視并控制生產(chǎn)線和生產(chǎn)過(guò)程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是企業(yè)生產(chǎn)管理的有效工具。汽車生產(chǎn)企業(yè)成功導(dǎo)入生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，對(duì)于企業(yè)把握商機(jī)、提高已有生產(chǎn)裝備的生產(chǎn)運(yùn)行效率、快速調(diào)產(chǎn)、實(shí)施精益變革、有效適應(yīng)市場(chǎng)需要具有重要意義。

系統(tǒng)概述

發(fā)動(dòng)機(jī)車間生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是一個(gè)完整的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、刀具管理、設(shè)備維修提示和產(chǎn)品質(zhì)量管理的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。該系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)執(zhí)行及信息管理的核心，生產(chǎn)車間的操作人員、設(shè)備維修人員、質(zhì)量檢測(cè)人員、物料人員和計(jì)劃負(fù)責(zé)人員等主要通過(guò)這套系統(tǒng)來(lái)了解生產(chǎn)線的工作狀況及產(chǎn)品質(zhì)量信息。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

發(fā)動(dòng)機(jī)車間生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是建立在GE Fanuc公司的Proficy軟件模塊和歷經(jīng)考驗(yàn)的控制技術(shù)基礎(chǔ)上的，該系統(tǒng)具有一個(gè)分布式的客戶機(jī)／服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的不同服務(wù)器節(jié)點(diǎn)不需要額外的配置或編程就可以共享數(shù)據(jù)信息。從用戶的角度來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和終端）是一個(gè)虛擬的完整系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)在總裝線、缸蓋線、缸體線和曲軸線各設(shè)置一臺(tái)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)（PDU），負(fù)責(zé)采集加工單元和各臺(tái)輔機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給服務(wù)器。PMC服務(wù)器負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行GE Fanuc CIMPLICITY HMI畫(huà)面供現(xiàn)場(chǎng)客戶機(jī)訪問(wèn)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器用于存放各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以便系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)用。系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)連接分布在生產(chǎn)線和刀具管理室的設(shè)備，采集工件加工數(shù)據(jù)和刀具信息。系統(tǒng)通過(guò)LED顯示屏顯示生產(chǎn)信息及設(shè)備故障。LED顯示屏由每條線的PDU進(jìn)行控制和管理，PDU從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取流水線工位的生產(chǎn)狀況，以動(dòng)態(tài)方式顯示在LED屏上。同時(shí)，PDU通過(guò)質(zhì)量管理系統(tǒng)（QAS）控制器VersaMax I/O控制音樂(lè)板及放大器進(jìn)行聲音發(fā)布。系統(tǒng)所有相關(guān)設(shè)備均采用以太網(wǎng)進(jìn)行連接，支持TCP/IP協(xié)議。

生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)軟件平臺(tái)基于Microsoft Windows 2003操作系統(tǒng)，采用GE Fanuc的Proficy HMI / SCADA-CIMPLICITY軟件，以完成采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的數(shù)據(jù)、跟蹤和采集發(fā)動(dòng)機(jī)信息的任務(wù)，并將這些信息通過(guò)SQL 2000數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和報(bào)表查詢，系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)流程圖
系統(tǒng)功能

生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)包含以下4個(gè)功能：

1.生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控功能

生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控（PMC）是一個(gè)廠級(jí)的多功能系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)。PMC系統(tǒng)的主要目的是用來(lái)監(jiān)視車間自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)運(yùn)鏈的性能，當(dāng)設(shè)備故障發(fā)生時(shí)，它將故障信息告知車間維修人員；PMC系統(tǒng)也會(huì)記錄一些過(guò)程參數(shù)，如轉(zhuǎn)矩值或其他與質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)等。PMC系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)與底層的設(shè)備通信，將其采集的信息在圖像屏幕上顯示、儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)。

生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控主要完成以下任務(wù)：車間級(jí)通訊和數(shù)據(jù)采集；圖形界面顯示；產(chǎn)量記數(shù)、下線時(shí)間統(tǒng)計(jì)；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)／故障報(bào)警及控制；生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。

該系統(tǒng)以圖形化的方式，動(dòng)態(tài)顯示車間內(nèi)流水線及工位的生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)信息，為現(xiàn)場(chǎng)操作員提供即時(shí)信息，該系統(tǒng)的功能畫(huà)面如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖3 PMC車間總攬畫(huà)面

圖4 PMC分裝線總攬畫(huà)面

圖5 產(chǎn)量趨勢(shì)圖畫(huà)面

圖6 設(shè)備停機(jī)時(shí)間畫(huà)面
2.刀具管理功能

該系統(tǒng)需要采集CNC刀具信息，包括刀具的壽命信息及刀具的異常報(bào)警信息。通過(guò)和CNC交換數(shù)據(jù)表的方式獲得當(dāng)前設(shè)備在線刀具的壽命情況，同時(shí)相應(yīng)的刀具異常報(bào)警信息也會(huì)通過(guò)交換數(shù)據(jù)表的方式在線端的PDU進(jìn)行采集，采集的信息將最終保存到系統(tǒng)上位的數(shù)據(jù)庫(kù)中，可生成相應(yīng)的圖表，進(jìn)行可視化的管理。功能畫(huà)面中顯示每條機(jī)加工線各區(qū)域的刀具更換信息，包括工位號(hào)、工具序列號(hào)、可以使用次數(shù)、實(shí)際使用次數(shù)和剩余使用次數(shù)，當(dāng)剩余使用次數(shù)低于報(bào)警限值時(shí)，文字顏色為紅色。監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程中刀具的報(bào)警信息，顯示報(bào)警的原因。

3.質(zhì)量管理功能

質(zhì)量管理包括兩部分功能：在線質(zhì)量管理和質(zhì)量呼叫系統(tǒng)功能。在線質(zhì)量管理的作用是及時(shí)、全面地反映現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)情況，便于管理、決策部門掌握當(dāng)前產(chǎn)品的質(zhì)量狀況。每個(gè)工位或設(shè)備均可通過(guò)Proficy平臺(tái)定義相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)變量，系統(tǒng)將預(yù)定義的質(zhì)量變量和當(dāng)前產(chǎn)品的工藝參數(shù)范圍進(jìn)行比較，超過(guò)參數(shù)范圍系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。對(duì)于不同類型的報(bào)警，可以根據(jù)報(bào)警原因采取相應(yīng)處理方式。該系統(tǒng)的功能畫(huà)面如圖7所示。

圖7 質(zhì)量呼叫音樂(lè)配置畫(huà)面
質(zhì)量呼叫系統(tǒng)是可視聽(tīng)的生產(chǎn)線狀態(tài)通信系統(tǒng)，顯示車間底層的生產(chǎn)狀態(tài)。通過(guò)質(zhì)量呼叫系統(tǒng)班組長(zhǎng)和管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題。質(zhì)量呼叫系統(tǒng)支持同步生產(chǎn)原理，利用站內(nèi)維修而不是最終下線維修的方式來(lái)確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，使每個(gè)操作者能在本工位完成他們的任務(wù)，不將缺陷傳遞到下一個(gè)操作工序。

質(zhì)量呼叫系統(tǒng)的功能如下：

（1）在生產(chǎn)線工位旁安裝按鈕和指示燈，操作工可以在需要幫忙的時(shí)候，按下按鈕尋求幫助；

（2）請(qǐng)求幫助的信息將顯示在車間特定區(qū)域的LED屏上；

（3）對(duì)于特定區(qū)域播放特定的音樂(lè)，提醒該區(qū)域的操作工或班組長(zhǎng)處理相應(yīng)的事件；

（4）生產(chǎn)線開(kāi)線、停線前，系統(tǒng)會(huì)播放選定的音樂(lè)，相關(guān)的信息、設(shè)置點(diǎn)將由質(zhì)量呼叫系統(tǒng)管理；

（5）對(duì)于每一個(gè)質(zhì)量按鈕地址、相應(yīng)位置和音樂(lè)曲調(diào)，系統(tǒng)提供特定的配置方法。

4.報(bào)表查詢功能

系統(tǒng)將提供給用戶基于Web形式的報(bào)表，用戶可以按工位條件來(lái)查詢各項(xiàng)報(bào)警數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)選擇不同的機(jī)加線來(lái)生成曲軸、缸體和缸蓋生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表，以及曲軸、缸體、缸蓋日?qǐng)?bào)、月報(bào)和年報(bào)，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)曲軸、缸體、缸蓋的每周、每月、每年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算產(chǎn)品合格率。