史云斌

摘 要 為了提高汽車車門線設計和制造的精益水平，提出一種基于制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System， MES）的汽車車門線精益模型設計方法，構(gòu)建汽車車門線精益設計的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，結(jié)合車門線的底層數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)，通過對車門線的項目看板管理和生產(chǎn)過程控制，運用車間作業(yè)現(xiàn)場控制實現(xiàn)車門線精益加工設計，基于MES系統(tǒng)對車門線設計和加工過程中的PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器和機械手等裝置進行車間控制和車間調(diào)度，實現(xiàn)汽車車門線的精益制造。仿真實驗表明，采用該模型進行汽車車門線制造，精益程度較高，設計的工藝化水平更好。

關(guān)鍵詞 MES系統(tǒng) 汽車 車門線 精益模型

一、引言

隨著汽車制造工業(yè)的發(fā)展，對汽車的生產(chǎn)制造工藝提出了更好的要求，對汽車的流線型設計是提高汽車制造和設計水平的關(guān)鍵。汽車的車門線設計和制造是汽車流線型制造設計的重要組成部分，車門線影響了汽車的美觀和防水等功能，需要對車門線進行精益設計，在精準、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺下進行汽車車門線的流線型設計，提高汽車的加工和制造水平。[1]汽車車門線的精益制造模型成為機械設計與制造領(lǐng)域研究的重點，相關(guān)的精益模型系統(tǒng)設計方法研究受到人們的極大重視。傳統(tǒng)方法中，對汽車車門線的精益制造方法主要采用CIMS、ERP、SCM等系統(tǒng)設計方法，[2]側(cè)重在車間作業(yè)計劃中執(zhí)行加工控制，通過滾齒機滾削、平移、分割工序的進行車門線加工，取得了一定的車門線精益制造的效果，但對車門線精益制造的智能化水平不好，影響了而汽車加工精度與生產(chǎn)效率。對此，本文提出一種基于制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System， MES）的汽車車門線精益模型設計方法，對車門線設計和加工過程中的PLC程控器、數(shù)據(jù)采集器和機械手等裝置進行車間控制和車間調(diào)度，實現(xiàn)汽車車門線加工制造的精益模型優(yōu)化，最后進行車門線精益加工的測試分析，展示了本文模型在提高汽車制造工藝方面的優(yōu)越性能。

二、汽車車門線制造的MES系統(tǒng)

為了實現(xiàn)對的汽車車門線精益模型優(yōu)化，采用MES系統(tǒng)構(gòu)建汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)過程執(zhí)行管理平臺，采用嵌入式的Boot loader驅(qū)動模塊構(gòu)建汽車車門線制造MES系統(tǒng)的程序驅(qū)動模塊，采用開源代碼交互性設計方法進行汽車車門線高的制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理。在MES功能組件和集成模型中，通過大數(shù)據(jù)信息融合處理方法，對汽車車門線進行的工藝參數(shù)進行信息加工，構(gòu)造MRPII的執(zhí)行層，實現(xiàn)對汽車車門線精益設計的信息訪問和車間控制。[3]在工業(yè)自動化信息終端，通過CIMS信息集成方法進行汽車生產(chǎn)車間的智能化管理，在生產(chǎn)車間裝載一張電子標簽卡，進行汽車車門線設計的參量調(diào)整。利用汽車工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)MES進行精益化加工生產(chǎn)，添加IP-PBX服務器構(gòu)建汽車車門線精益制造管理的Web網(wǎng)絡系統(tǒng)模型，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務質(zhì)量。在嵌入式Open Core內(nèi)核中建立異構(gòu)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)進行汽車車門線的智能識別和信息采集，實現(xiàn)高能效、精準、可靠的精益制造，構(gòu)造MES的主控模塊，采用嵌入式的驅(qū)動程序進行汽車車門線的智能識別和加工參數(shù)優(yōu)化，在人機交互單元，通過C/S 和 B/S 模式相結(jié)合的方法在輸出接口中進行機械手智能控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的智能化和信息化管理，根據(jù)上述設計原理，得到本文構(gòu)造的基于MES系統(tǒng)的汽車車門線精益模型的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在圖1所示的車門線精益制造模型的總體結(jié)構(gòu)中，主控模塊是關(guān)鍵，采用嵌入式控制技術(shù)，使用ATMEGA16L芯片進行車門線加工過程的DSP控制，通過MES系統(tǒng)進行車門線加工制造工業(yè)的在線顯示、分析和管理。[4]基于大數(shù)據(jù)分析和信息融合方法進行加工工藝參數(shù)的自適應調(diào)整和自鎮(zhèn)定性控制，在汽車車門線精益制造模型中采用開源代碼交互性設計方法，從而縮減汽車制造和車門線設計的控制延時。MES系統(tǒng)的外圍總線的傳輸頻率為180 MHz，在MES系統(tǒng)的輸出層通過3D打印技術(shù)進行車門線設計的三維信息重構(gòu)，可進行圖片、視頻、車門線多維數(shù)據(jù)的三維重構(gòu)和信息識別，由此構(gòu)建了汽車車門線制造的MES系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)模型，進而進行車門線精益模型MES系統(tǒng)的模塊化設計和軟件開發(fā)。

三、模型優(yōu)化設計

在上述進行了車門線制造的MES系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設計和功能結(jié)構(gòu)組成分析的基礎上，進行汽車車門線模型的優(yōu)化設計，基于嵌入式服務結(jié)構(gòu)的ARM（Advanced RISC Machine）模型，進行汽車車門線精益控制的異步傳輸標準接口、存儲接口設計，本文提出一種基于制造執(zhí)行系統(tǒng)的汽車車門線精益模型設計方法，構(gòu)建汽車車門線精益設計的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，結(jié)合車門線的底層數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)，車門線制造的工藝結(jié)構(gòu)采用二進制總線設計方法，采用兩線式串行總線標準實現(xiàn)IC器件之間連接，IIC總線上每傳輸一個汽車車門線設計標準的導向數(shù)據(jù)，應答信號（ACK）根據(jù)實際情況做出是否繼續(xù)的反應，結(jié)合ZLG7290控制方式編寫總線控制程序為：

statffdv int scv2440_adc_opcfdn（strvfct inbyn *inode， stbvfct fivcf *fcfp）

static incdt s3c24cdvf0_afvc_relefse（strugjt icfvode *inovfe， stvfghct file *filp）

static ssize_t s3c2vfhb40_adc_rfad（struvfgct fvgbe *filp， char *vghnfer， sizvgfe_t vfbvfnt， lodf_t *ppos）

通過對車門線的項目看板管理和生產(chǎn)過程控制，車門線的項目看板管鍵值寄存器（Key）：地址01H，復位值00H，對MES系統(tǒng)的ZLG7290執(zhí)行初始化操作之后，函數(shù)ZLG7290_GetKey（ ）發(fā)出中斷響應，使用26個基本命令和8個專用命令進行汽車車門線設計過程中的系統(tǒng)參數(shù)及加工工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，根據(jù)汽車車門線加工的滾齒機滾削振動特性，進行工藝參數(shù)、汽車車門線的Euler-Bernoulli 梁軸向法加工。[5，6]在接近安全允量的條件下，基于MES系統(tǒng)對車門線的使用材料和切削速度匹配調(diào)整。在Linux下設置SDICON寄存器進行車門線精益制造的標志位設置，清除SDICmdSta命令類型標志位，在總線數(shù)據(jù)傳輸模式下，通過MES系統(tǒng)使得汽車生產(chǎn)系統(tǒng)的程序驅(qū)動及信息配對。在汽車車門線的加工進刀軌跡中，采用DatFin標志位設定汽車車門軌跡線分布的SDIDTimer狀態(tài)位，構(gòu)建寄存器進行緩存數(shù)據(jù)存儲，采用MES系統(tǒng)進行計劃執(zhí)行程序控制，在中斷標識位中設置timeout周期，通過4G和WIFI網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，在控制中心中對汽車車門線設計和制造的PC程控器、數(shù)據(jù)采集器和機械手等裝置進行集成控制，在車間中完成生產(chǎn)流水線調(diào)度，在車門線設計和制造中實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略，幫助汽車生產(chǎn)企業(yè)減低成本、優(yōu)化制造水平，優(yōu)化面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)，由此完成了基于MES系統(tǒng)的汽車車門線精益模型優(yōu)化。

四、實驗驗證分析

為了測試本文設計的MES系統(tǒng)在實現(xiàn)汽車車門線精益設計中的應用性能，進行實證分析，采用Matlab仿真實驗分析方法，構(gòu)建汽車車門線精益制造的信息化管理控制模型，在集成的MES系統(tǒng)中實現(xiàn)汽車車門線設計和加工過程的上層事務處理和下層實時控制，在資源控制端口（port），由ast_sip_config類函數(shù)提供會話界面，進行MES系統(tǒng)的人機交互和數(shù)據(jù)通信，根據(jù)輸出的MES參量反饋信息進行汽車車門線制造的工藝參數(shù)優(yōu)化。根據(jù)上述仿真條件設定，進行實驗分析，圖2給出了采用本文模型和傳統(tǒng)模型進行汽車車門線加工的精益程度對比結(jié)果，分析得知，采用本文系統(tǒng)進行汽車車門線設計和制造，車門線制造的精益程度得到提高，具有較好的汽車車門線加工優(yōu)化控制性能。

五、結(jié)語

本文研究了汽車車門線設計制造的精益控制優(yōu)化問題，提出一種基于制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的汽車車門線精益模型設計方法，構(gòu)建汽車車門線精益設計的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，通過對車門線的項目看板管理和生產(chǎn)過程控制，結(jié)合車間作業(yè)現(xiàn)場控制實現(xiàn)車門線精益加工設計，進行車間控制和車間調(diào)度，實現(xiàn)汽車車門線的精益制造。分析得知，采用該模型進行汽車車門線制造，精益程度較高，設計的工藝化水平更好，具有較高的應用價值。

（作者單位為杭州職業(yè)技術(shù)學院）

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