馮艷立　崔維國(guó)

摘 要 隨著柔性化生產(chǎn)的理念在汽車業(yè)不斷深入，自動(dòng)化、信息化不斷提高，MRP與實(shí)際物流配送之間的信息交互越來越復(fù)雜，從而對(duì)中間層的MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）的依賴越來越大。在這個(gè)趨勢(shì)下，AVI&RC綜合系統(tǒng)的應(yīng)用逐步擴(kuò)大起來，成了車間生產(chǎn)中不可或缺的一部分。文章詳細(xì)闡述的AVI&RC綜合系統(tǒng)在汽車廠中實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)識(shí)別、計(jì)劃排產(chǎn)、信息聯(lián)鎖等作用，從而提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化效率，節(jié)省了人力物力，保證了車間的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 移動(dòng)識(shí)別；計(jì)劃排產(chǎn)；信息聯(lián)鎖

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）14-0078-02

1 AVI&RC綜合系統(tǒng)開發(fā)背景

國(guó)內(nèi)許多汽車廠為了滿足不斷擴(kuò)大和多樣化的市場(chǎng)需求，紛紛建造多車型共線生產(chǎn)的高自動(dòng)化工廠。這樣同一個(gè)汽車生產(chǎn)線可以同時(shí)生產(chǎn)多種不同類型的車型，進(jìn)而靈活地匹配豐富多樣的客戶訂單，達(dá)到縮短產(chǎn)品交貨期、提高顧客滿意度的目的。同時(shí)，隨著市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)，企業(yè)為了搶占市場(chǎng)份額，車間產(chǎn)量大幅度提升，而質(zhì)量保證下降，產(chǎn)品返修率提高。這種花樣多、產(chǎn)量大、返修率高的現(xiàn)狀使得在單一車型生產(chǎn)平臺(tái)下原有的生產(chǎn)信息流（即PDCA—計(jì)劃、控制、反饋、調(diào)整）模式被打破。

生產(chǎn)信息流中的“控制”與“反饋”兩個(gè)環(huán)節(jié)變得不夠“發(fā)達(dá)”使得計(jì)劃與生產(chǎn)實(shí)績(jī)產(chǎn)生了較大差異，進(jìn)而影響了MES系統(tǒng)在生產(chǎn)活動(dòng)中對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)管理強(qiáng)化，原料庫(kù)存降低，人力與工時(shí)良好地平衡的職能。在這種日漸費(fèi)力費(fèi)時(shí)的生產(chǎn)活動(dòng)中，車間管理者與生產(chǎn)操作人員不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和探索發(fā)現(xiàn)，慢慢的對(duì)AVI&RC綜合系統(tǒng)的需求越來越大，于是AVI&RC系統(tǒng)的應(yīng)用在汽車廠中逐步擴(kuò)大。

2 AVI&RC綜合系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 AVI&RC綜合系統(tǒng)的定義

AVI&RC即是車體識(shí)別AVI（Automatic Vehicle Identification System）與路由控制RC（Road Control）的有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車間生產(chǎn)件的識(shí)別、校對(duì)、指示、反饋，并結(jié)合ERP等管理系統(tǒng)傳送的生產(chǎn)計(jì)劃等信息支配輸送路線、物料調(diào)配，同時(shí)向物料管理、質(zhì)量保證以及其他部門傳送相關(guān)信息。

2.2 AVI&RC系統(tǒng)架構(gòu)

AVI&RC系統(tǒng)采用“集中監(jiān)測(cè)、分散控制”的典型控制模式，依據(jù)這一原則，將車間生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)分為二層網(wǎng)絡(luò)（工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線），三個(gè)層次（監(jiān)控層、控制層和設(shè)備層）。

1）監(jiān)控層。監(jiān)控層主要由IBM X3650M2+ MSCS機(jī)架式服務(wù)器作為采集服務(wù)器（冗余熱備）、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，IBM臺(tái)式機(jī)M6000T作為監(jiān)控計(jì)算機(jī)（中央監(jiān)控室、生管物流辦公室、WBS庫(kù)區(qū)、PBS庫(kù)區(qū)各一臺(tái)，分配不同權(quán)限）；通過標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)對(duì)車間生產(chǎn)實(shí)績(jī)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表分析。

2）控制層?？刂茖佑尚吞?hào)為ControlLogix 1756-L63的CPU以及1個(gè)1756-ENBT的以太網(wǎng)模塊、4個(gè)1756-DNB的總線模塊、1個(gè)1756-IB16的輸入模塊、1個(gè)1756-OB16E的輸出模塊組成了整個(gè)控制單元，它是整個(gè)設(shè)備電控系統(tǒng)的核心，在整個(gè)電控系統(tǒng)中起著“承上啟下”的作用。它通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接受現(xiàn)場(chǎng)發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過控制程序的運(yùn)算與處理后，發(fā)出相應(yīng)的指令（輸出信號(hào)）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。

3）設(shè)備層。設(shè)備層在整個(gè)設(shè)備電控系統(tǒng)的金字塔形結(jié)構(gòu)中處于底層，是整個(gè)電控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括現(xiàn)場(chǎng)操作站（配有型號(hào)為2711P-T10C4D2的觸摸屏、1734-ADNX的總線模塊以及IO模塊、操作按鈕若干）、識(shí)別裝置（包括DATALOGIC DS6400自動(dòng)掃描槍、DATALOGIC D8330手動(dòng)掃描槍、EMS HMS150HT載碼體、EMS HF-CNTL-DNT讀寫控制器）、現(xiàn)場(chǎng)其他輸入設(shè)備等，直接或通過現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)等與控制層中的PLC相聯(lián)系，將輸入信號(hào)發(fā)送給PLC和執(zhí)行PLC的指令。

3 AVI&RC系統(tǒng)功能應(yīng)用

3.1 移動(dòng)讀寫

車體識(shí)別、跟蹤是AVI&RC系統(tǒng)最基本也是最基礎(chǔ)的功能。目前，在國(guó)內(nèi)的汽車廠中主要采用靜止讀寫的方式進(jìn)行識(shí)別。在此種方式下，車體在輸送過程中要在設(shè)立讀寫站點(diǎn)的位置進(jìn)行到位停止，在讀寫成功后發(fā)送離位信號(hào)，輸送機(jī)構(gòu)執(zhí)行。對(duì)于我天津一期工廠在65s的生產(chǎn)節(jié)拍（0.923 m/s）下，我們對(duì)這種方式觀察和考量發(fā)現(xiàn)，無論是摩擦輸送、積放鏈輸送、滑撬輸送在轉(zhuǎn)接工位或是升降機(jī)處由于靜止識(shí)別而造成的設(shè)備停止加緊機(jī)構(gòu)的加緊和放松動(dòng)作使得整體生產(chǎn)節(jié)拍下降。通過測(cè)算，整體節(jié)拍降低5S左右，尤其在人工室體入口，滾床與積放帶交接過程中嚴(yán)重影響車體節(jié)距，造成生產(chǎn)加班，針對(duì)這一生產(chǎn)狀況，我們通過對(duì)AVI&RC系統(tǒng)與機(jī)運(yùn)系統(tǒng)的信息聯(lián)鎖邏輯修改、更換型號(hào)為EMS HF-ANT-3030的天線以及對(duì)讀寫控制器相關(guān)參數(shù)的調(diào)整完成了移動(dòng)識(shí)別。移動(dòng)讀寫的實(shí)現(xiàn)，大大緩解了輸送機(jī)構(gòu)的節(jié)拍壓力，使得生產(chǎn)在不間斷、不停頓的狀態(tài)下順利進(jìn)行。

3.2 計(jì)劃排產(chǎn)

路由控制是AVI&RC系統(tǒng)中的核心功能，在雙線或多線生產(chǎn)不同步造成生產(chǎn)精準(zhǔn)率低下、計(jì)劃與生產(chǎn)差異上升，物料配送壓力逐步增大的環(huán)境下，發(fā)揮著離線復(fù)位和計(jì)劃序列調(diào)整的作用。其基本原理是：

1）利用自身的識(shí)別功能與計(jì)劃序列進(jìn)行校對(duì)，并將排序信息進(jìn)行記憶。

2）通過服務(wù)器進(jìn)行路由處理并將路由指令下達(dá)到PLC，由PLC控制現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)整排序。

3）對(duì)離線車輛進(jìn)行計(jì)時(shí)標(biāo)記，設(shè)定路由。在生產(chǎn)活動(dòng)中，緩存區(qū)的排序調(diào)整使打亂的生產(chǎn)隊(duì)列又恢復(fù)到計(jì)劃統(tǒng)籌的范圍內(nèi)，大大緩解了物料配送的壓力，提高生產(chǎn)的可動(dòng)率，降低了人力和物力的浪費(fèi)。

3.3 信息聯(lián)鎖

在天津一期的規(guī)劃初期，我們對(duì)AVI&RC系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的一些聯(lián)鎖小功能并不太重視，但在后期的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)這些小功能對(duì)生產(chǎn)起到了不小的推動(dòng)作用，通過天津一期項(xiàng)目舉幾個(gè)例子。如：1）與上層質(zhì)量模塊的聯(lián)鎖完成人工檢查工位作業(yè)指示票的自動(dòng)打印，降低了人工工位作業(yè)量。2）與機(jī)器人系統(tǒng)聯(lián)鎖完成車體信息的批量傳送和信息校驗(yàn)等防錯(cuò)機(jī)制，節(jié)省人工作業(yè)量且避免單系統(tǒng)誤差。3）與機(jī)運(yùn)系統(tǒng)的聯(lián)鎖完成了對(duì)節(jié)距調(diào)節(jié)的校驗(yàn)，避免單系統(tǒng)誤差。這些聯(lián)鎖機(jī)制的建立從提高自動(dòng)化效能、節(jié)省人力物力、提高防錯(cuò)機(jī)制等各方面都起到了巧妙的效果。

3.4 其他功能

AVI&RC系統(tǒng)還包括生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和撬體清理等功能。生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和報(bào)表結(jié)合統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過程中的不良品和由此產(chǎn)生的跳號(hào)車以及其復(fù)位情況，通過這些信息來幫助生產(chǎn)管理人員對(duì)生產(chǎn)實(shí)際出現(xiàn)的問題進(jìn)行剖析，找到問題真因。撬體清理和報(bào)表結(jié)合可以對(duì)經(jīng)過噴涂段的撬體得到及時(shí)的清洗，對(duì)人力物力的投入進(jìn)行合理化的控制調(diào)配。

綜上所述，AVI&RC系統(tǒng)將生產(chǎn)活動(dòng)中出現(xiàn)的“混亂”重新進(jìn)行了恢復(fù)，并及時(shí)的將無法恢復(fù)的情況進(jìn)行反饋，使得計(jì)劃統(tǒng)籌能夠有效的指導(dǎo)生產(chǎn)，從而改變了新型的柔性化生產(chǎn)中出現(xiàn)的PDCA循環(huán)失衡的現(xiàn)狀，提高了生產(chǎn)效率、降低了物流庫(kù)存及浪費(fèi)、節(jié)省了人工工時(shí)、保障了計(jì)劃生產(chǎn)的精準(zhǔn)率。

4 總結(jié)與展望

面對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)前景，AVI&RC系統(tǒng)的路由功能和計(jì)劃反饋功能將為新建車間生產(chǎn)初期的混亂帶來力挽狂瀾的治理效果，在生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，也能以它的自動(dòng)化給生產(chǎn)操作員帶來輕松閑余。我們有理由相信在越來越多的汽車企業(yè)認(rèn)可MES系統(tǒng)給生產(chǎn)帶來實(shí)效的前景下，AVI&RC系統(tǒng)憑借著它的移動(dòng)識(shí)別、計(jì)劃排產(chǎn)、信息聯(lián)鎖等功能定能得到越來越多的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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