魯 喻 馮 嵩

(中車株洲車輛有限公司 湖南 株洲 412003)

0 引言

中車株洲車輛有限公司以新技術(shù)MES(生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng))的引入為契機，結(jié)合企業(yè)實際情況，融合現(xiàn)有HMIS(鐵路貨車信息化系統(tǒng))和ERP系統(tǒng)(生產(chǎn)調(diào)度計劃系統(tǒng))，提高了企業(yè)輪軸生產(chǎn)線信息化集成程度，由原先各個系統(tǒng)費時費力地各自報工，達到一次報工可將3套系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享串聯(lián)的目的，從而減少報工次數(shù)，降低工人的勞動強度。并結(jié)合企業(yè)的“以機代人”設備升級改造，打造了物流、信息自動化生產(chǎn)線，為公司提高工作效率創(chuàng)造更大的生產(chǎn)價值，下文對此進行介紹。

1 輪軸生產(chǎn)線現(xiàn)狀

1.1 生產(chǎn)線組成結(jié)構(gòu)

目前，中車株洲車輛有限公司整條輪軸生產(chǎn)線由整備班、車軸班、磨床班、探傷班、油壓班和輪軸班組成，如圖1所示。

圖1 輪軸生產(chǎn)線

1.2 生產(chǎn)線存在的問題

1.2.1報工次數(shù)多

員工完成加工操作之后需要對產(chǎn)品進行工位報工，原先僅需要在ERP系統(tǒng)內(nèi)進行報工即可，2017年開始為符合國鐵公司下發(fā)實施的《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》部署了HMIS輪軸系統(tǒng)，員工需要同時在2套互不兼容的系統(tǒng)內(nèi)報工，造成了勞動量的增大和時間的浪費。

1.2.2報工準確度不高

員工報工都是手動在ERP、HMIS系統(tǒng)中輸入報工信息，給報工數(shù)據(jù)的準確度帶來隱患，很多數(shù)據(jù)都需要上傳至國鐵公司，數(shù)據(jù)的準確可靠直接影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營，所以如何提高報工數(shù)據(jù)的準確性成了亟待解決的問題。

1.2.3信息流傳遞方面

由ERP下達產(chǎn)線計劃，信息傳遞時通過紙質(zhì)記錄、《過程控制卡》、手工報工等方式記錄生產(chǎn)過程，造成信息追溯困難，尋找原始記錄繁瑣且不真實易被篡改。

2 解決問題的思路和方式

2.1 系統(tǒng)整合

通過MES系統(tǒng)對HMIS、ERP系統(tǒng)進行串聯(lián)形成一個整體：員工報工后僅需在HMIS輪軸中報工一次即可，由設計的后臺數(shù)據(jù)接口向MES系統(tǒng)傳導數(shù)據(jù)，并通過MES系統(tǒng)將數(shù)據(jù)與ERP系統(tǒng)進行共享，完成報工后自動將輪軸信息同步至相應系統(tǒng)，一次報工完成三套系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理，減少了員工的工作量。

2.2 改變報工方式

通過在車軸、輪餅、軸承等關(guān)鍵物料粘貼二維條碼(全車間單件管理)，將整個生產(chǎn)過程進行串聯(lián)。員工采用移動PDA直接掃關(guān)鍵物料二維碼完成報工，系統(tǒng)報工時自動匹配父子項關(guān)系，將信息傳遞至下一工位，減少人為干預，提高數(shù)據(jù)準確可靠性，并使企業(yè)具備了減員增效的條件。對各班組各工位職能進行梳理，改變傳統(tǒng)的按照班組進行統(tǒng)一報工的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榘凑展の环止で闆r，各工位獨立報工的模式，使得工序傳遞更加優(yōu)化，上下工位之間銜接更加緊密(見圖2)。

圖2 報工流程

2.3 優(yōu)化信息傳遞模式

密切關(guān)注“以機代人”的實施進度，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場物理工位的布局，實現(xiàn)工位制生產(chǎn)；對上線產(chǎn)品通過二維碼的跟蹤實現(xiàn)輪座、輪轂孔復核等記錄電子化，具備實現(xiàn)車間無紙化管理條件(目前已取消“過盈量選配”記錄)。綜合應用二維碼、手持PDA等信息手段，實現(xiàn)車間現(xiàn)場生產(chǎn)進度、生產(chǎn)狀態(tài)等信息的快速采集、反饋和處理，做到記錄追溯查詢簡潔方便，且無法被人工篡改，保障生產(chǎn)的正常進行。

3 實施步驟

3.1 數(shù)據(jù)采集

為滿足檢測設備和壓裝設備的數(shù)據(jù)自動傳輸條件，實現(xiàn)手持設備和電腦共享數(shù)據(jù)，先期對臺車車間輪軸生產(chǎn)線的相關(guān)設備進行了數(shù)據(jù)接口開發(fā)的工作。完成車軸檢測機、泰格線輪對壓裝機、輪對檢測機、軸承壓裝機、車軸三徑檢測機、軸承內(nèi)徑檢測機、標志板刻打機、兩臺磨合機等設備的數(shù)據(jù)接口開發(fā)，做到了數(shù)據(jù)的自動采集和自動上報，避免了數(shù)據(jù)錯漏情況的發(fā)生。

3.2 拓展報工方式

拓展報工方式的多樣性，員工既可以通過手持PDA掃碼報工，也可以通過電腦完成報工(見圖3)，而且所有數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享，無論手持設備還是電腦所有的報工資料均可實現(xiàn)交互。為保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰乐斝?，嘗試利用管理手段鼓勵操作者采取手持PDA報工的模式，經(jīng)過一段時間的推廣，所有工位的操作人員利用手持PDA參與報工的比例已經(jīng)接近100%。

圖3 手持PDA報工

3.3 掃描二維碼

實現(xiàn)“一碼通”，所有關(guān)鍵物料全部通過二維碼進行信息傳遞。上線后立足于用戶需求，不斷完善程序，將整條輪軸生產(chǎn)線手工填寫的紙質(zhì)記錄納入報工操作，具備實現(xiàn)車間現(xiàn)場辦公無紙化的條件。目前下發(fā)了17部手持終端設備，全線采用掃碼完成報工。針對原來錯誤率尤為突出的輪餅信息內(nèi)容錯漏進行跟蹤，實現(xiàn)了降低差錯率的目的，全輪軸生產(chǎn)線保守預計可以將錯誤率減少65%。HMIS輪軸系統(tǒng)中所有關(guān)鍵物料全部通過二維碼進行信息傳遞。二維碼攜帶的信息來源于已經(jīng)做好數(shù)據(jù)互聯(lián)的ERP系統(tǒng)，每張二維碼均攜帶物料單件號信息。為每一個關(guān)鍵部件進行全生命周期的追溯，在HMIS輪軸系統(tǒng)完成質(zhì)檢后所有信息會實時同步至MES生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，該單件號也會作為其在MES系統(tǒng)中的唯一標識，方便以后進行信息追蹤，具體如圖4所示。

車軸二維碼 輪餅二維碼 軸承二維碼

3.4 編寫數(shù)據(jù)對接口

編寫輪對壓裝機和軸承壓裝機的專用掃碼數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)掃碼槍掃碼后可以將部件攜帶信息，自動寫入壓裝設備，減少人為參與，實現(xiàn)信息流自動化(見圖5)。轉(zhuǎn)向架作為鐵路貨車走行部最基礎的核心部件，直接關(guān)系到車輛的運行安全，而將車軸與輪餅壓裝成輪對，將輪對與軸承壓裝成輪軸的壓裝工位又是轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)的重中之重。在實施HMIS輪軸系統(tǒng)之前的輪對壓裝和軸承壓裝工位，壓裝信息的錄入只能依靠人工，操作者的工作狀態(tài)直接影響壓裝合格率。因為前期的數(shù)據(jù)來源已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化傳遞，相關(guān)壓裝信息的收集也由紙質(zhì)傳遞升級為數(shù)據(jù)流，因此，開發(fā)了壓裝機專用數(shù)據(jù)接口，在獲取壓裝結(jié)果數(shù)據(jù)的基礎上，還能將前部工位收集的數(shù)據(jù)在壓裝準備階段自動寫入。

圖5 直接掃碼導出數(shù)據(jù)至壓裝設備

3.5 實現(xiàn)無紙化辦公

將一些紙質(zhì)質(zhì)?？▋?nèi)容納入輪軸系統(tǒng)，員工報工時，將所需質(zhì)保資料填寫入手持終端PDA中，該數(shù)據(jù)將保留在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，并做好導出模塊，方便質(zhì)檢人員隨時查詢(見圖6)。

圖6 系統(tǒng)自動形成電子記錄

3.6 強化功能設置

根據(jù)使用者的不同需求和習慣積極修改系統(tǒng)界面和功能，滿足不同崗位的需要。質(zhì)檢員的工作具有其獨特性和嚴肅性，為了凸顯這個作用，為質(zhì)檢員配備了具備指紋簽名功能的手持PDA，質(zhì)檢員檢查產(chǎn)品并通過質(zhì)檢之后，完成確認的環(huán)節(jié)必須使用指紋簽名，對不符合要求的產(chǎn)品有權(quán)將其返修至上游工位進行再次加工。為了更好地指引操作者完成操作，對界面進行了優(yōu)化，對關(guān)鍵項點設置閾值，只有閾值范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)才符合操作條件，超出閾值數(shù)據(jù)無法保存，并提示操作者進行修改；有些工位的操作必須要由2個操作員同時完成，兩人的操作有合作也有分工。界面的顏色太過于單調(diào)不利于操作，因此對關(guān)鍵項的顏色進行區(qū)分，用醒目的色調(diào)提醒操作員注意(見圖7)。

圖7 系統(tǒng)界面

4 結(jié)束語

企業(yè)圍繞“建設數(shù)字化車間”的目標，以工位化管理為指引，實施生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，解決現(xiàn)有生產(chǎn)過程中的突出問題。實現(xiàn)了車軸生產(chǎn)線手持報工，全程對輪、軸、軸承貼碼，操作工采用掃碼報工方式，提高了報工的準確率和及時率，同時手工填報記錄均已通過系統(tǒng)錄入，為減人減紙創(chuàng)造條件。通過MES、ERP、HMIS多系統(tǒng)信息化集成應用，最終達到了提高生產(chǎn)率、提高物料配送率、節(jié)約制造成本，提升現(xiàn)場管理等目的。由于是三套系統(tǒng)進行集成，并且傳輸?shù)膬?nèi)容包括近300項檢測數(shù)據(jù)，所以接口相當繁復。每套系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲的格式不一樣，為了將這300項檢測數(shù)據(jù)一一對應，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰乐敽蜏蚀_性，通過近半年的努力，進行接口程序的開發(fā)、測試、連調(diào)，實現(xiàn)了三套系統(tǒng)數(shù)據(jù)的順利對接，本次信息系統(tǒng)集成的實施為企業(yè)減少生產(chǎn)輔助人員，減少現(xiàn)場紙質(zhì)記錄提供了軟件基礎，達到了企業(yè)通過信息化手段降本增效的目的?！?/p>