韋軍　李德群　駱華泰

摘? 要：總裝車間工藝設(shè)備的參數(shù)隨車型而變，大部分設(shè)備依靠人工掃碼方式識別生產(chǎn)數(shù)據(jù)。文章研究生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)推送至工藝設(shè)備的解決方案，包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)及工藝關(guān)系的梳理以及現(xiàn)有框架瓶頸的研究，從而建立整體框架、硬件體系、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)流程、后臺管理系統(tǒng)，優(yōu)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞的模式，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)數(shù)據(jù);硬件框架;數(shù)據(jù)邏輯;管理系統(tǒng)

中圖分類號：U468.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）34-0057-03

Abstract： The parameters of the process equipment in the assembly workshop vary with the type of vehicle， and most of the equipment depends on manual code sweeping to identify the production data. This paper studies the solution of automatic push of production data to process equipment， including the carding of production data and process relationship and the research of existing framework bottleneck， so as to establish the overall framework， hardware system， data flow flow， background management system and optimize the mode of production data transmission and improve production efficiency.

Keywords： production data; hardware framework; data logic; management system

前言

某公司總裝車間采用柔性生產(chǎn)模式，每條生產(chǎn)線至少負(fù)責(zé)生產(chǎn)3款車型，按品種的細(xì)分，總共有12-18種配置種類，從物料的拉動(dòng)、裝配工藝的實(shí)施、工藝設(shè)備的參數(shù)設(shè)定均圍繞整車的生產(chǎn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)執(zhí)行，其中工藝設(shè)備需要通過人工掃碼的方式獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)。本文通過研究生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)推送的方法，大幅取消人工掃碼方式，提高生產(chǎn)效率。

1 生產(chǎn)數(shù)據(jù)

生產(chǎn)數(shù)據(jù)按種類總共有50種，與總裝車間工藝設(shè)備執(zhí)行相關(guān)的主要有生產(chǎn)基地、生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線、VIN、VSN、加注、力矩、生產(chǎn)序列、車身代碼、零件號、銘牌信息、油耗信息、3C代碼。

生產(chǎn)數(shù)據(jù)源于工程序列清單，歷經(jīng)SAP上傳系統(tǒng)，再形成生產(chǎn)物料BOM，以及人工維護(hù)數(shù)據(jù)的MIS系統(tǒng)。總裝車間實(shí)際生產(chǎn)的車型用AVI系統(tǒng)進(jìn)行識別，然后與MIS系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，生成整車信息單。各工位站點(diǎn)，利用目視確認(rèn)、掃碼識別的方式運(yùn)用生產(chǎn)數(shù)據(jù)。流程圖如圖1。

由于工程序列清單的數(shù)據(jù)更新迭代，有固定的流程體制，以及SAP、生產(chǎn)BOM、MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳、更新、維護(hù)也有固定的時(shí)間頻率，與總裝生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)性無法做到協(xié)同。而與生產(chǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)的工藝設(shè)備需要實(shí)時(shí)地索引MIS數(shù)據(jù)，這造成了需求與實(shí)際不匹配的瓶頸，如圖2。

2 硬件框架

工藝設(shè)備有固定的程序去調(diào)整自身參數(shù)，其程序語言、控制方式因品牌不同，差異廣泛。若去改變現(xiàn)有的程序、硬件直接與數(shù)據(jù)系統(tǒng)對接，需要改造的成本巨大。本文是基于不改變現(xiàn)有工藝設(shè)備的程序，研究數(shù)據(jù)自動(dòng)推送的辦法。現(xiàn)有工藝設(shè)備用人工掃描方式，是通過掃描槍的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。本文研究出3種數(shù)據(jù)自動(dòng)推送方案，并最終選擇其中一種作為某公司總裝車間執(zhí)行方案。

第1種是基于RFID技術(shù)，在生產(chǎn)線的輸送載體上安裝RFID標(biāo)簽，每個(gè)轉(zhuǎn)接點(diǎn)，設(shè)置讀寫器，負(fù)責(zé)對標(biāo)簽寫入生產(chǎn)數(shù)據(jù)。該讀寫器的數(shù)據(jù)來源由AVI系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)相結(jié)合的中間系統(tǒng)獲得。另外，每個(gè)工藝設(shè)備需外接一個(gè)標(biāo)簽讀寫器，獲取標(biāo)簽信息。

第2種是用工控機(jī)推送數(shù)據(jù)的方式，即每個(gè)轉(zhuǎn)接點(diǎn)線頭設(shè)置一臺工控機(jī)，用人工掃描的方式獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)并傳遞至工控機(jī)上，由該工控機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)送生產(chǎn)數(shù)據(jù)到工業(yè)以太網(wǎng)，每臺工藝設(shè)備需外接一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化器，負(fù)責(zé)從以太網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化為串口數(shù)據(jù)堆棧在其寄存器中，工藝設(shè)備每執(zhí)行一臺，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化器根據(jù)獲取工藝設(shè)備的執(zhí)行指令再發(fā)一條生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

第3種是建設(shè)一個(gè)數(shù)據(jù)推送系統(tǒng)，用于承接MIS系統(tǒng)信息，AVI系統(tǒng)信息，并將信息轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)數(shù)據(jù)后推送至各工藝站點(diǎn);每個(gè)工藝站點(diǎn)安裝一個(gè)帶寄存器的串口服務(wù)器，用于將工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為串口數(shù)據(jù)。

從成本、周期、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、運(yùn)營效率、功能拓展等方面綜合考慮，本文研究選定第3種作為執(zhí)行方案。其建設(shè)范圍、硬件框架如圖3。

主要的建設(shè)內(nèi)容包括：（1）現(xiàn)有MIS系統(tǒng)的程序改造，需在現(xiàn)有MIS系統(tǒng)中開通數(shù)據(jù)接口，并加入腳本輸出數(shù)據(jù);（2）現(xiàn)有的AVI系統(tǒng)程序改造，開通數(shù)據(jù)接口并加入腳本輸出數(shù)據(jù);（3）建設(shè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)承接數(shù)據(jù)并輸出，同時(shí)跟蹤每個(gè)工藝設(shè)備數(shù)據(jù)接收的狀態(tài);（4）每個(gè)工藝設(shè)備安裝一個(gè)串口服務(wù)器，用于承接以太網(wǎng)數(shù)據(jù)并寄存、轉(zhuǎn)換為串口服務(wù)器。每個(gè)工藝段轉(zhuǎn)接的第一工位，保留一個(gè)掃描槍用于數(shù)據(jù)校驗(yàn)，因生產(chǎn)過程各工藝段的數(shù)據(jù)受輸送系統(tǒng)短停、緩沖移位、車輛調(diào)整等因素影響，車體流動(dòng)非剛性、不同步。

3 數(shù)據(jù)邏輯

MIS系統(tǒng)當(dāng)中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)車間性質(zhì)，不同車間將索引對應(yīng)數(shù)據(jù)。本文研究在現(xiàn)有數(shù)據(jù)邏輯基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)自動(dòng)推送的數(shù)據(jù)框架。該框架將數(shù)據(jù)分為4個(gè)層級。第一個(gè)層級，數(shù)據(jù)隊(duì)列管理層，該數(shù)據(jù)層包括接受車輛上線數(shù)據(jù)的隊(duì)列管理、車輛隊(duì)列的校驗(yàn)以及調(diào)整，還包括車輛數(shù)據(jù)的預(yù)警及維護(hù)，對工藝設(shè)備數(shù)據(jù)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控;第二個(gè)層級，工藝設(shè)備的數(shù)據(jù)管理層，包括工位及工藝設(shè)備關(guān)系數(shù)據(jù)的維護(hù)，以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)與工藝設(shè)備數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校驗(yàn)規(guī)則、調(diào)整邏輯、結(jié)果查詢;第三個(gè)層級數(shù)據(jù)執(zhí)行及監(jiān)控層，包括工藝設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)下發(fā)、重發(fā)，采集執(zhí)行結(jié)果及分析，以及數(shù)據(jù)指令的解鎖;第四層為數(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用層，包括數(shù)據(jù)實(shí)際的狀態(tài)跟蹤及報(bào)警，數(shù)據(jù)的時(shí)間管理，以及人工調(diào)整數(shù)據(jù)端。圖4以電動(dòng)工具的數(shù)據(jù)邏輯為例。

4 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的搭建，結(jié)合運(yùn)營管理的需求，功能主要包括：（1）權(quán)限管理;（2）數(shù)據(jù)調(diào)整及維護(hù);（3）后臺車間數(shù)據(jù)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。

管理權(quán)限設(shè)定為三類，第一類系統(tǒng)管理員，擁有修復(fù)系統(tǒng)后臺的權(quán)限，處理軟件本身的故障;第二類數(shù)據(jù)維護(hù)員，負(fù)責(zé)更新維護(hù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與工藝設(shè)備數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián);第三類為數(shù)據(jù)運(yùn)營員，負(fù)責(zé)處理日常數(shù)據(jù)傳輸故障、重發(fā)、調(diào)整;每個(gè)類別的權(quán)限相互獨(dú)立。

數(shù)據(jù)調(diào)整及維護(hù)，系統(tǒng)需能對故障站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)重發(fā)、異常數(shù)據(jù)刪除，并能對工藝設(shè)備站點(diǎn)的移動(dòng)、新增、刪除做對應(yīng)調(diào)整。此外，系統(tǒng)能對每個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，能自動(dòng)形成清單，把生產(chǎn)序列、工段、編號、工藝輸出狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳遞、時(shí)間狀態(tài)進(jìn)行展示，并且可以根據(jù)客戶需要按時(shí)間段或者按工位篩選清單信息;每當(dāng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與車型關(guān)系發(fā)生變更時(shí)，系統(tǒng)能有手工調(diào)整界面，讓管理員維護(hù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控層，系統(tǒng)需能將整個(gè)車間的工藝站點(diǎn)在界面上進(jìn)行全局以及分局部的展示，并且該界面可以手動(dòng)調(diào)整工藝站點(diǎn)的數(shù)量及位置。監(jiān)控層能將每個(gè)工藝站點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳遞狀態(tài)，通過不同顏色進(jìn)行標(biāo)示;系統(tǒng)除了能有圖形類的狀態(tài)顯示，也需要有具體故障狀態(tài)的文字描述，類似圖5。

5 結(jié)束語

本文結(jié)合某公司總裝車間的實(shí)際情況，采用系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)的模式將生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞至工藝站點(diǎn)。從生產(chǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)模式、現(xiàn)有硬件狀態(tài)進(jìn)行分析，并從系統(tǒng)推送數(shù)據(jù)的硬件框架、數(shù)據(jù)層級、數(shù)據(jù)邏輯、管理系統(tǒng)功能等方面進(jìn)行研究，從而建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞至工藝站點(diǎn)的解決方案。本文采用的方案可以推廣至其他生產(chǎn)線，具有低成本、輕結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為后續(xù)工廠數(shù)字化能力、生產(chǎn)效率提升帶來幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]俞雪申，馮君霞，李曉波，等.集中數(shù)據(jù)管理的汽車工廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].汽車工藝與材料，2017（06）：8-12+16.

[2]陸遠(yuǎn)，胡瑩，夏芳臣.面向汽車混線生產(chǎn)的柔性生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2010（05）：31-33.

[3]任秀.汽車總裝車間板鏈輸送線的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（17）：138.

[4]王志平.高端汽車輸送技術(shù)應(yīng)用探索[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（22）：50.