倪海濤

摘要：汽車制造企業(yè)越來越重視產(chǎn)品質(zhì)量及其相關(guān)信息的保存，更要求其零部件供應(yīng)商也能提供自身的零件生產(chǎn)制造信息，針對(duì)汽車零部件制造企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集手段落后、質(zhì)量信息獲取不完備以及無法實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯等問題，該系統(tǒng)是對(duì)單個(gè)零件生產(chǎn)過程信息追溯的深入研究，利用c≠≠軟件開發(fā)工具，開發(fā)出一套存儲(chǔ)汽車零部件生產(chǎn)過程信息的管理程序，通過使用條碼識(shí)別技術(shù)和工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)姆椒?，將生產(chǎn)信息保存在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，能夠快速有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量信息追溯，在對(duì)汽車質(zhì)量要求越來越高今天，有著非常重要的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：c#；汽車零部件；質(zhì)量追溯；數(shù)據(jù)采集

1引言

在全球汽車市場(chǎng)不斷擴(kuò)大的同時(shí)，汽車質(zhì)量安全問題導(dǎo)致的召回事件也日漸增多，涉事企業(yè)不乏豐田、通用、大眾、福特等大型汽車制造公司，這也為全球汽車市場(chǎng)安全敲響警鐘，因此有效地確保汽車的質(zhì)量安全已經(jīng)成為國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門與生產(chǎn)企業(yè)的迫切需求。汽車制造企業(yè)在重視自家產(chǎn)品質(zhì)量信息的同時(shí)，更要求其零部件供應(yīng)商也能提供自身的零件生產(chǎn)制造信息，針對(duì)汽車零部件制造企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集手段落后、質(zhì)量信息獲取不完備以及無法實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯等問題，而在汽車及其零部件生產(chǎn)過程中搭建一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)是解決汽車質(zhì)量安全問題行之有效的方法。

2質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的總體技術(shù)設(shè)計(jì)是為后續(xù)的開發(fā)工作提供參照，針對(duì)系統(tǒng)所需硬件設(shè)備的研究、通訊網(wǎng)絡(luò)的建立以及軟件的開發(fā)等工作的順利進(jìn)行具有指導(dǎo)作用。通過分析追溯系統(tǒng)的總體技術(shù)要求，由可編程邏輯控制器負(fù)責(zé)設(shè)備動(dòng)作與模擬信號(hào)采集，采用條碼識(shí)別技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行采集傳輸，并編寫程序關(guān)聯(lián)與控制各類復(fù)雜的設(shè)備，利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)用來人機(jī)交互，最終達(dá)到對(duì)生產(chǎn)信息進(jìn)行收集、整理、存儲(chǔ)、查詢的目的。

整個(gè)追溯系統(tǒng)按照不同功能劃分，又可將其結(jié)構(gòu)分為三層：數(shù)據(jù)采集層、中間控制層、整體管理層，數(shù)據(jù)采集層是基礎(chǔ)，中間控制層是核心，整體管理層是關(guān)鍵。

數(shù)據(jù)采集層為生產(chǎn)追溯系統(tǒng)提供最基本的服務(wù)，也對(duì)追溯系統(tǒng)質(zhì)量好壞的決定性意義，因?yàn)橄到y(tǒng)的其它上層服務(wù)全依托于數(shù)據(jù)采集層提供準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的信息。

中間控制層是包含了追溯系統(tǒng)的核心技術(shù)。在該層中，追溯系統(tǒng)的設(shè)備管理子系統(tǒng)對(duì)掃描器以及控制器進(jìn)行管理，將采集到的數(shù)據(jù)過濾、分組，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給系統(tǒng)服務(wù)器，后臺(tái)的信息管理子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控著各工位產(chǎn)品的加工信息與整條生產(chǎn)線的狀態(tài)信息，并將些信息展現(xiàn)在系統(tǒng)客戶端。通過追溯系統(tǒng)的中間控制層，生產(chǎn)管理部門可以隨時(shí)獲取生產(chǎn)線上的最新信息、實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

整體管理層是追溯系統(tǒng)的最頂層，也是銜接產(chǎn)線外部系統(tǒng)的窗口，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)管理的優(yōu)化起著關(guān)鍵性的作用。透過整體管理層，追溯系統(tǒng)可接入企業(yè)級(jí)的信息系統(tǒng)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)與管理層可以通過企業(yè)級(jí)信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到追溯系統(tǒng)內(nèi)部，查詢相關(guān)生產(chǎn)信息，并根據(jù)相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)狀況進(jìn)行把控。如此一來，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)可在任何時(shí)候了解現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)信息如當(dāng)前產(chǎn)量、當(dāng)前良率、當(dāng)天計(jì)劃完成率等，如果發(fā)現(xiàn)任何問題，可以在較短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃或及時(shí)采取其它應(yīng)對(duì)措施，以確保生產(chǎn)迅速恢復(fù)正常狀態(tài)。

2.2追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流分析

追溯系統(tǒng)所用的主要硬件包括：PLC、掃描器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。追溯系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)收集每個(gè)工位信息的功能需要在每個(gè)工位安裝掃描器以識(shí)別標(biāo)簽與錄入數(shù)據(jù)，并能判別加工工序的順序：如果在某個(gè)工位沒有對(duì)工件進(jìn)行掃描，則下一個(gè)工位發(fā)出警告信息；如果某個(gè)工件已經(jīng)加工過，追溯系統(tǒng)相應(yīng)地也會(huì)發(fā)個(gè)警告信息。因此掃描器在糾錯(cuò)加工工序方面有著重要作用。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行追溯系統(tǒng)的主程序及其監(jiān)控程序，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器運(yùn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。

追溯系統(tǒng)收集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)流程如下：

（1）每個(gè)加工工位的設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，觸發(fā)設(shè)備內(nèi)的固定掃描器開始掃描置入工件表面的條碼，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序。

（2）每個(gè)加工工位的PLC收集相應(yīng)工位上產(chǎn)品的加工過程信息，暫存在PLC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)。

（3）追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序，先將各工位的PLC中暫存的追溯所用數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再結(jié)合上步收集到的條碼信息、加工時(shí)間、生產(chǎn)工位等信息按照相應(yīng)規(guī)則一并存儲(chǔ)在追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.3系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)

為了能夠?qū)ο到y(tǒng)開發(fā)流程進(jìn)行管理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及后期的可維護(hù)性，從而對(duì)該追溯系統(tǒng)的軟件開發(fā)按照一定的準(zhǔn)則進(jìn)行模塊的劃分。由于系統(tǒng)模塊較多，現(xiàn)主要針對(duì)汽車零部件生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)的以下五個(gè)功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：系統(tǒng)維護(hù)、追溯系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、生產(chǎn)管理、信息查詢、報(bào)表設(shè)計(jì)。具體的功能模塊如圖1所示。

2.3.1系統(tǒng)維護(hù)

其主要的功能是為不同的用戶使用本追溯軟件提供界面功能設(shè)置、用戶定義、用戶密碼修改及用戶權(quán)限管理等設(shè)置。該追溯系統(tǒng)的權(quán)限用于對(duì)不同用戶權(quán)限進(jìn)行設(shè)置，其主要的功能將由系統(tǒng)管理員來實(shí)現(xiàn)。

2.3.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

該模塊主要有員工信息管理、操作工信息管理、供應(yīng)商信息錄入、零件管理、產(chǎn)品管理、設(shè)備工位設(shè)置、物料BOM設(shè)置、工藝流程設(shè)置以及數(shù)據(jù)字典和生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)置。

2.3.3生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理模塊包括材料入庫(kù)、材料出庫(kù)、不良產(chǎn)品信息錄入、返修后產(chǎn)品操作、產(chǎn)品下線裝箱和產(chǎn)品信息設(shè)置。在產(chǎn)品管理的過程中，生產(chǎn)線上的操作人員對(duì)重要物料的批次、數(shù)量、標(biāo)號(hào)、供應(yīng)商信息由ERP系統(tǒng)導(dǎo)入到該汽車零部件生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)中。

2.3.4信息查詢

信息查詢模塊為汽車零部件生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)核心部分，其完全可作為一個(gè)獨(dú)立的可執(zhí)行程序，包括查詢條件的設(shè)定、查詢操作和查詢結(jié)果顯示輸出三部分，信息查詢模塊的工作流程如圖3所示。信息查詢模塊包括材料入庫(kù)查詢、材料出庫(kù)查詢、產(chǎn)品下線入庫(kù)查詢、庫(kù)存查詢、不良產(chǎn)品信息查詢、產(chǎn)品信息追溯及工位狀態(tài)查詢。針對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所有相關(guān)聯(lián)的信息，提供按標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行查詢的查詢功能。其查詢結(jié)果可顯示產(chǎn)品標(biāo)識(shí)碼、操作類型（過程數(shù)據(jù)/裝箱信息）、時(shí)間、操作員、操作狀態(tài)等信息，如圖2所示。

2.3.5報(bào)表設(shè)計(jì)

報(bào)表設(shè)計(jì)模塊具有產(chǎn)品生產(chǎn)信息統(tǒng)計(jì)功能。報(bào)表設(shè)計(jì)模塊包括設(shè)備利用率分析、效率分析、不良率分析及產(chǎn)品良率統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)追溯系統(tǒng)中提供的設(shè)備利用率來將設(shè)備停止運(yùn)行的時(shí)間細(xì)分為計(jì)劃停止、調(diào)試停止和故障停止等不同的狀態(tài)。

3追溯系統(tǒng)實(shí)例

本文研究的生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)行在某汽車濾清器生產(chǎn)企業(yè)M的生產(chǎn)線上。該企業(yè)作為汽車主機(jī)廠開發(fā)伙伴以及知名汽車零部件供應(yīng)商之一，主要生產(chǎn)各種直接參與向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)空氣的濾清類產(chǎn)品，通過導(dǎo)入生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、監(jiān)控生產(chǎn)狀況、加強(qiáng)目視化管理、追溯單產(chǎn)品信息等功能。

4結(jié)語

本文主要是根據(jù)汽車零部件制造企業(yè)的質(zhì)量要求，開發(fā)了一種基于復(fù)雜設(shè)備條件下汽車零部件生產(chǎn)信息追溯，并且已經(jīng)在某汽車油霧分離器制造企業(yè)的生產(chǎn)線上投入使用。本文提出的生產(chǎn)信息追溯系統(tǒng)方案，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在制品的生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控與成品的的質(zhì)量信息追溯，彌補(bǔ)了汽車零部件企業(yè)質(zhì)量信息不及時(shí)的缺陷，使得對(duì)產(chǎn)品的制造過程管理更加精細(xì)，也能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)與上層信息系統(tǒng)的高度集成。本系統(tǒng)的成功運(yùn)用不但達(dá)到了企業(yè)的生產(chǎn)控制與信息管理的要求，也為我國(guó)離散型制造企業(yè)推廣與完善質(zhì)量信息管理起到示范作用。