專(zhuān)家簡(jiǎn)介： 趙榕先生，2002年8月加入GE Fanuc智能設(shè)備公司，先后擔(dān)任過(guò)項(xiàng)目經(jīng)理，軟件解決方案經(jīng)理，現(xiàn)任GE Fanuc智能設(shè)備大中國(guó)區(qū)MES產(chǎn)品經(jīng)理，主要負(fù)責(zé)大中國(guó)區(qū)MES軟件的產(chǎn)品管理和應(yīng)用推廣。他擁有多年的行業(yè)MES軟件應(yīng)用和提供解決方案的經(jīng)驗(yàn)。先后參與過(guò)多個(gè)MES項(xiàng)目的前期銷(xiāo)售、方案咨詢和項(xiàng)目執(zhí)行等工作。
如何幫助客車(chē)企業(yè)提高車(chē)輛生產(chǎn)的可視性
一、 客車(chē)行業(yè)需求
雖然同屬汽車(chē)行業(yè)，但客車(chē)生產(chǎn)與轎車(chē)生產(chǎn)存在極大的不同。客車(chē)生產(chǎn)是一個(gè)人工密集、資金密集、技術(shù)密集的行業(yè)?？蛙?chē)生產(chǎn)以手工制造為主，自動(dòng)化程度較低?？蛙?chē)生產(chǎn)定制化程度高，屬于多品種小批量的生產(chǎn)方式。客車(chē)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，特別是涂裝生產(chǎn)。客車(chē)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，一般從焊裝開(kāi)始到試交入庫(kù)，需要一周左右的時(shí)長(zhǎng)。
在焊裝階段一般采用流水線的生產(chǎn)組織方式；但到了涂裝階段，一般則采用抽屜式的生產(chǎn)組織方式，車(chē)動(dòng)人亦動(dòng)；之后在總裝階段，采用流水線的生產(chǎn)組織方式；而之后的鋪椅、試交階段，則采用以生產(chǎn)工位為核心的組織方式，同樣車(chē)動(dòng)人亦動(dòng)。總體而言，客車(chē)生產(chǎn)，由于生產(chǎn)方式及生產(chǎn)工藝的特殊性，生產(chǎn)組織形式完全不同于轎車(chē)生產(chǎn)，是以流水線生產(chǎn)為輔，以工位生產(chǎn)為主的生產(chǎn)模式。
正是由于客車(chē)生產(chǎn)組織方式的特殊性，為客車(chē)生產(chǎn)管理增加了極大的復(fù)雜性，使得客車(chē)生產(chǎn)的MES系統(tǒng)，同轎車(chē)生產(chǎn)相比有了很大的不同。為客車(chē)生產(chǎn)過(guò)程追蹤，生產(chǎn)計(jì)劃編制，生產(chǎn)指揮調(diào)度等MES管理功能的實(shí)現(xiàn)，帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。
在實(shí)際生產(chǎn)管理中，經(jīng)常出現(xiàn)：人找不到車(chē)，車(chē)找不到人；有車(chē)無(wú)盤(pán)，有盤(pán)無(wú)車(chē)；有位無(wú)車(chē)，有車(chē)無(wú)位；有車(chē)無(wú)料，有料無(wú)車(chē)等現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理的混亂，使得客車(chē)生產(chǎn)指揮調(diào)度無(wú)準(zhǔn)確的依據(jù)，生產(chǎn)效率不高，交貨期延長(zhǎng)，物料供給不及時(shí)，出現(xiàn)錯(cuò)漏裝現(xiàn)象…… ，等等。
通過(guò)我們對(duì)客車(chē)企業(yè)深入仔細(xì)的分析，我們認(rèn)為，車(chē)輛的生產(chǎn)過(guò)程追蹤，是客車(chē)企業(yè)全面實(shí)施MES系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，也是生產(chǎn)管理人員最急迫得需求。
二、 解決方案
1、 總體思路
由于客車(chē)生產(chǎn)是一種開(kāi)放式的、非流水線的生產(chǎn)方式，且生產(chǎn)工位與生產(chǎn)工藝階段不存在嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因而若實(shí)施客車(chē)生產(chǎn)過(guò)程追蹤，必須首先實(shí)現(xiàn)客車(chē)生產(chǎn)中的車(chē)輛位置追蹤；在位置追蹤的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝階段的追蹤；以及在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量追蹤，生產(chǎn)人員追蹤，物料追溯等MES功能。所以，客車(chē)生產(chǎn)追蹤的核心是車(chē)輛位置追蹤。
為了實(shí)現(xiàn)車(chē)輛位置追蹤，必須依據(jù)客車(chē)企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及企業(yè)MES的總體規(guī)劃，一般客車(chē)企業(yè)的占地面積都較大，約百萬(wàn)平米的生產(chǎn)場(chǎng)地可以劃分為四百個(gè)左右的位置區(qū)域，覆蓋了客車(chē)的焊裝、涂裝、承裝、鋪椅、試交、入庫(kù)等絕大部分生產(chǎn)過(guò)程。區(qū)域可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是工作區(qū)域，用于客車(chē)生產(chǎn)；另一類(lèi)是輔助區(qū)域，用于車(chē)輛暫存及異常處理。在車(chē)輛位置追蹤的基礎(chǔ)上，我們定義了車(chē)輛每個(gè)工藝階段的標(biāo)準(zhǔn)操作，如開(kāi)工、完工，異常等等。
2、 系統(tǒng)功能
2.1 與ERP集成
－接受ERP給出的車(chē)輛生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，并將車(chē)輛生產(chǎn)作業(yè)完工情況回報(bào)給ERP。
2.2 車(chē)輛位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－焊裝車(chē)輛位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－涂裝車(chē)輛位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－承裝流水線位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－鋪椅位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－檢車(chē)位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－淋雨位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－路試位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－生產(chǎn)處維修組位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－底盤(pán)維修組位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－打阻尼膠位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－復(fù)檢交車(chē)位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
－交車(chē)入庫(kù)位置及作業(yè)進(jìn)度數(shù)據(jù)采集
2.3條碼數(shù)據(jù)打印
－車(chē)工號(hào)條碼標(biāo)簽打印
－位置條碼標(biāo)簽打印
－工藝條碼標(biāo)簽打印
－班組條碼打印
－人員條碼打印
2.4 PDA通訊服務(wù)
2.5 生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程追蹤
2.6 車(chē)輛追蹤結(jié)果顯示
－廠級(jí)車(chē)輛追蹤結(jié)果查詢顯示
－車(chē)間級(jí)車(chē)輛追蹤結(jié)果查詢顯示
2.7 生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)
－廠級(jí)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)
－車(chē)間級(jí)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)
3、 實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案
3.1 數(shù)據(jù)采集方案
在綜合比較了條碼、RFID等追蹤技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)、實(shí)施可行性、實(shí)用性的前提下，確定采用條碼追蹤技術(shù)。條碼標(biāo)簽采用普通的紙質(zhì)介質(zhì)。
考慮到客車(chē)生產(chǎn)的開(kāi)放式特點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備選定了無(wú)線手持PDA。為了降低投入，提高設(shè)備利用率，采用多個(gè)采集點(diǎn)復(fù)用設(shè)備的方案，最終配置了近百臺(tái)數(shù)據(jù)采集終端。
3.2 無(wú)線通訊方案
考慮到PDA與AP通訊的不可靠性，采用了微軟消息隊(duì)列的通訊機(jī)制。同時(shí)也保證了追蹤結(jié)果的一致性。
3.3 追蹤與結(jié)果顯示方案
追蹤與追蹤結(jié)果的查詢顯示，是本方案的技術(shù)核心。如何近可能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確記錄下車(chē)輛的位置及生產(chǎn)狀況，并實(shí)時(shí)將結(jié)果反饋給現(xiàn)場(chǎng)管理人員，是我們重點(diǎn)要考慮的問(wèn)題。特別地要考慮到數(shù)十個(gè)客戶端并發(fā)訪問(wèn)的問(wèn)題。系統(tǒng)建議采用GE Fanuc Proficy家族平臺(tái)軟件——Proficy CIMPLICITY 和Proficy Tracker。
Proficy CIMPLICITY是一個(gè)廣泛用于汽車(chē)行業(yè)的HMI/SCADA平臺(tái)軟件，其內(nèi)置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，確保了在大量并發(fā)訪問(wèn)條件下客戶端的實(shí)時(shí)性。Proficy CIMPLICITY基于Windows 2003/2000/XP的平臺(tái)上，通過(guò)各種串行的、網(wǎng)絡(luò)的通訊方式采集控制器中的數(shù)據(jù)，并利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大圖形功能動(dòng)態(tài)地顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
Proficy Tracker是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于離散制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程追蹤的MES平臺(tái)軟件。利用該軟件可以建立起企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程追蹤模型，確保了追蹤過(guò)程的可靠性及可擴(kuò)展性。Proficy Tracker同時(shí)提供了豐富的基于組件的、面向?qū)ο蟮腁PI接口，用于應(yīng)用工程的定制化開(kāi)發(fā)工作。Proficy Tracker通過(guò)讀取安裝在生產(chǎn)線上的條碼掃描器或RF Tag讀寫(xiě)頭的數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)里為每個(gè)通過(guò)加工點(diǎn)的加工對(duì)象建立數(shù)據(jù)記錄，從而跟蹤每個(gè)加工對(duì)象的當(dāng)前位置及加工狀況。除了對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行跟蹤之外，Proficy Tracker還能根據(jù)當(dāng)前的生產(chǎn)形勢(shì)和條件，按照用戶預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，對(duì)加工對(duì)象的下一個(gè)加工路徑進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化選擇。Proficy Tracker作為Proficy軟件家族中的一個(gè)組件，跟蹤數(shù)據(jù)可以方便地通過(guò)CIMPLICITY HMI中的數(shù)據(jù)點(diǎn)（虛擬點(diǎn)）集成到監(jiān)控畫(huà)面中。用戶通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面即可以了解到生產(chǎn)跟蹤信息。
3.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
三、 實(shí)施舉例
在國(guó)內(nèi)某客車(chē)企業(yè)實(shí)施了以上車(chē)輛跟蹤系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)歷經(jīng)三個(gè)月左右，于2008年底順利上線運(yùn)行。
該客車(chē)企業(yè)通過(guò)近400個(gè)工作區(qū)及輔助區(qū)的劃分，跟蹤系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地追蹤到每一輛車(chē)的位置，實(shí)時(shí)展示出每一輛客車(chē)的生產(chǎn)狀態(tài)。為生產(chǎn)管理人員的生產(chǎn)指揮工作提供了有力支撐；亦為物料配送人員的配送工作提供了準(zhǔn)確的依據(jù)；同時(shí)亦為生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)改進(jìn)，提供了數(shù)量化的客觀標(biāo)準(zhǔn)。追蹤系統(tǒng)的成功實(shí)施，為后續(xù)MES工程的實(shí)施工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
上圖為該客車(chē)企業(yè)公司級(jí)生產(chǎn)追蹤結(jié)果顯示畫(huà)面
四、 備注
如您需進(jìn)一步了解客車(chē)企業(yè)MES系統(tǒng)及以上實(shí)際案例，請(qǐng)與GE Fanuc智能平臺(tái)聯(lián)系，聯(lián)系人趙榕（MES產(chǎn)品經(jīng)理），聯(lián)系方式：021-38771134，rong.zhao@ge.com。
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