近年來，如何提高生產(chǎn)效率并有效降低殘次品的發(fā)生，是各OEM廠商和部分零部件制造商亟待解決的問題。在這方面，以技術(shù)見長的日產(chǎn)汽車公司已經(jīng)有了一系列嘗試并取得了良好的效果。
眾所周知，整車制作的最后一道工藝是總裝，有成千上萬個零件在這個工藝過程中被安裝在油漆好的車身上，所以從零部件入庫，到根據(jù)生產(chǎn)計劃發(fā)料，到搬運到各條分裝線的集配區(qū)，到物流工人進(jìn)行集配，到配料箱輸送，到主線邊進(jìn)行安裝，每一種零部件都要周轉(zhuǎn)好幾次，再加上車型不一、配置不同等因素的影響，基本上每一個OEM廠商的總裝車間都要對幾萬種零部件進(jìn)行管理，并且要對每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。這樣一個物流系統(tǒng)想要組織管理好難度相當(dāng)大，如果沒有現(xiàn)代化的輔助工具，就很容易出現(xiàn)差錯。
針對以上情況，現(xiàn)在的大多數(shù)OEM廠商采用了以下方案：利用MES系統(tǒng)對生產(chǎn)計劃進(jìn)行分析處理，然后通過分布在各個工位的打印機(jī)將本工位相對應(yīng)的工作任務(wù)打印出來，操作人員就根據(jù)這些打印內(nèi)容來決定自己的工作（如圖1所示）。
圖1 大多數(shù)OEM廠商采用MES系統(tǒng)對生產(chǎn)計劃進(jìn)行分析處理
這種方法固然是一個很不錯的解決方案，但是仍然存在很多有待改進(jìn)的地方，尤其是在現(xiàn)代化的汽車制造工廠里，生產(chǎn)速度非常快（如廣州豐田，目前生產(chǎn)每輛車耗時84s），有些問題就尤其突出：第一，人在讀取有關(guān)信息的時候是會犯錯誤的；第二，取打印紙是需要時間的；第三，在一個大型的制造車間里，這樣每天都要浪費大量的紙張。
IPMS系統(tǒng)作為MES系統(tǒng)的一個補(bǔ)充和改進(jìn)，彌補(bǔ)了上述缺點。
IPMS系統(tǒng)構(gòu)成
以下以東風(fēng)汽車（乘用車）廣州有限公司總裝車間的IPMS系統(tǒng)應(yīng)用為例介紹其結(jié)構(gòu)與功能。
IPMS系統(tǒng)主要由三部分組成：上位計算機(jī)系統(tǒng)、PLC工作站和現(xiàn)場帶撥桿的指示燈。該系統(tǒng)的工作原理如下：上位計算機(jī)系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收來自MES系統(tǒng)傳來的生產(chǎn)計劃，并根據(jù)操作人員事先設(shè)定好的參數(shù)，數(shù)據(jù)庫對生產(chǎn)計劃進(jìn)行分析和分解，然后把有關(guān)信息和結(jié)果下傳到PLC工作站；PLC工作站接收到上位計算機(jī)系統(tǒng)傳來的信息之后，就把這些信息轉(zhuǎn)換成指示燈狀態(tài)和觸摸屏上的信息，現(xiàn)場操作人員只需觀察料架上指示燈的明滅狀態(tài)就可以知道下一步應(yīng)該取什么物料，以及應(yīng)該取用多少。操作人員取料完畢后，需要撥動相應(yīng)料格上的撥桿，以告訴該系統(tǒng)本步工作已經(jīng)完成，系統(tǒng)就會自動修改指示燈的狀態(tài)，待一個循環(huán)全部完成之后，系統(tǒng)返回一個完成信號，并開始下一輪新的循環(huán)。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，各部分的作用與功能為：
圖2 采用IPMS系統(tǒng)是對MES系統(tǒng)的補(bǔ)充和改進(jìn)
1、 IPMS服務(wù)器：負(fù)責(zé)從上位MES系統(tǒng)接收生產(chǎn)計劃，并根據(jù)事先設(shè)定好的參數(shù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，如本計劃需要哪些物料，這些物料的指示工作由哪些PLC工作站負(fù)責(zé)等；
2、IPMS從站：主要用來接收IPMS服務(wù)器的分析結(jié)果，并把這些結(jié)果下傳到相應(yīng)的PLC工作站；之所以需要這些從站，主要是考慮到信息傳遞的實時性。如果所有的PLC從站（有時候可能會達(dá)到100臺）都由一臺計算機(jī)控制的話，很有可能發(fā)生信息傳遞不及時等故障；
3、PC終端：用來對IPMS服務(wù)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，要想讓IPMS服務(wù)器了解上位MES系統(tǒng)傳來的生產(chǎn)計劃文件中的各個數(shù)據(jù)的含義，就必須使用PC終端對IPMS服務(wù)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；
4、PLC工作站：接收IPMS從站傳來的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來控制料架上各個指示燈的明滅狀態(tài)，并收集現(xiàn)場操作人員的有關(guān)操作信息，從而實時修改各指示燈的狀態(tài)；
5、觸摸屏：顯示生產(chǎn)過程中的有關(guān)信息，比如生產(chǎn)序號、本次操作共需集配多少零件、已經(jīng)集配完畢多少零件等；
6、指示燈（取出指示）：此類指示燈安裝在料架的正面（朝向車間內(nèi)部集配人員），每個料格上各安裝一個以對應(yīng)一種零件。在一個操作循環(huán)中，集配人員只需要觀察這些指示燈的狀態(tài)，取出指示燈亮著的料格里面的零件即可，取料完畢后撥動燈上的撥桿（如圖3所示）；
圖3 取出指示燈工作狀態(tài)
7、指示燈（投料指示）：此類指示燈安裝在料架的背面（朝向車間外倉庫物流的來向），當(dāng)一批物料由輸送車送來之后，操作人員使用接在PLC上的條碼槍掃描物料包裝上的條形碼，這時放置該物料的料格上的指示燈就會點亮，操作人員根據(jù)指示燈的狀態(tài)把倉庫送來的物料放入料架中去；
8、指示燈（料車位置指示）：物料從料架上取出之后，有時候放置在集配盒中直接由輸送鏈送到裝配線旁邊即可，有時候則需要好幾個集配盒同時進(jìn)行集配；而這些集配盒所集配的零件又各不相同，這時候就需要把這些集配盒放置在一輛料車?yán)铩＜鋾r料車放置在一個固定的架子旁，架子上也安裝有指示燈，這些指示燈和料架上的指示燈協(xié)同工作，所有盒子逐個分批同時指示，從而正確完成集配工作。
IPMS系統(tǒng)功能
IPMS系統(tǒng)主要具有以下功能：
1、取料指示：如前所述，當(dāng)集配人員取料時，料架上的指示燈就會根據(jù)當(dāng)前實際需要點亮或者熄滅，以告訴操作人員哪些是需要選取的，以及需要多少；
2、投料指示：當(dāng)物流人員從倉庫領(lǐng)取物料送達(dá)集配區(qū)以后，領(lǐng)料員只需使用料架上配備的條形碼閱讀器掃描物料容器上預(yù)先貼好的條形碼，系統(tǒng)將自動將該物料所在料格上的指示燈點亮，領(lǐng)料員根據(jù)亮燈的位置進(jìn)行投料；
3、在庫管理：自動計算物料的進(jìn)出庫數(shù)量，當(dāng)某一種物料的在庫數(shù)量低于并事先設(shè)定的數(shù)值的時候，系統(tǒng)會以聲音和文本的形式進(jìn)行報警；
4、扭矩管理：系統(tǒng)支持阿特拉斯等扭緊機(jī)，并可以對這些設(shè)備的工作情況進(jìn)行實時監(jiān)控，當(dāng)扭矩過大或者不足時，系統(tǒng)可以自動報警；
5、同步功能：當(dāng)整個總裝車間的各個分裝線需要進(jìn)行協(xié)同工作的時候，系統(tǒng)可以同時監(jiān)視各分裝線的生產(chǎn)進(jìn)程，當(dāng)某條線出現(xiàn)滯后現(xiàn)象時，可以聲光和文本報警。
結(jié)語
以上大概介紹了IPMS系統(tǒng)在東風(fēng)汽車（乘用車）廣州有限公司總裝車間的應(yīng)用情況，目前，該項目還在該廠持續(xù)開展，并已經(jīng)取得了良好的效果。需要指出的是，本文著重介紹了一種思路，而并非一種唯一的解決方案，大家完全可以在這種思路的啟發(fā)下根據(jù)自己不同的需要來訂制最適合自己實際情況的系統(tǒng)。比如，操作人員集配完畢后需要將完成信息輸入PLC工作站，在本例中使用的方法是撥桿，其實也可以使用諸如F3W系列的光電開關(guān)。
