隨著我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品生命周期越來越短，交貨期越來越短，產(chǎn)品的多樣化、小批量、柔性生產(chǎn)勢在必行。汽車生產(chǎn)企業(yè)必須通過先進的信息化手段優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)過程，提高企業(yè)經(jīng)濟效益和核心競爭力。生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)可以有效地監(jiān)視并控制生產(chǎn)線和生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是企業(yè)生產(chǎn)管理的有效工具。汽車生產(chǎn)企業(yè)成功導入生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，對于企業(yè)把握商機、提高已有生產(chǎn)裝備的生產(chǎn)運行效率、快速調(diào)產(chǎn)、實施精益變革、有效適應市場需要具有重要意義。

系統(tǒng)概述

發(fā)動機車間生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是一個完整的生產(chǎn)過程監(jiān)控、刀具管理、設(shè)備維修提示和產(chǎn)品質(zhì)量管理的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)。該系統(tǒng)是發(fā)動機廠生產(chǎn)執(zhí)行及信息管理的核心，生產(chǎn)車間的操作人員、設(shè)備維修人員、質(zhì)量檢測人員、物料人員和計劃負責人員等主要通過這套系統(tǒng)來了解生產(chǎn)線的工作狀況及產(chǎn)品質(zhì)量信息。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

發(fā)動機車間生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)是建立在GE Fanuc公司的Proficy軟件模塊和歷經(jīng)考驗的控制技術(shù)基礎(chǔ)上的，該系統(tǒng)具有一個分布式的客戶機／服務器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的不同服務器節(jié)點不需要額外的配置或編程就可以共享數(shù)據(jù)信息。從用戶的角度來看，整個系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)、服務器節(jié)點和終端）是一個虛擬的完整系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)在總裝線、缸蓋線、缸體線和曲軸線各設(shè)置一臺數(shù)據(jù)采集計算機（PDU），負責采集加工單元和各臺輔機設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給服務器。PMC服務器負責開發(fā)和運行GE Fanuc CIMPLICITY HMI畫面供現(xiàn)場客戶機訪問。數(shù)據(jù)庫服務器用于存放各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以便系統(tǒng)隨時調(diào)用。系統(tǒng)通過以太網(wǎng)絡(luò)連接分布在生產(chǎn)線和刀具管理室的設(shè)備，采集工件加工數(shù)據(jù)和刀具信息。系統(tǒng)通過LED顯示屏顯示生產(chǎn)信息及設(shè)備故障。LED顯示屏由每條線的PDU進行控制和管理，PDU從現(xiàn)場設(shè)備獲取流水線工位的生產(chǎn)狀況，以動態(tài)方式顯示在LED屏上。同時，PDU通過質(zhì)量管理系統(tǒng)（QAS）控制器VersaMax I/O控制音樂板及放大器進行聲音發(fā)布。系統(tǒng)所有相關(guān)設(shè)備均采用以太網(wǎng)進行連接，支持TCP/IP協(xié)議。

生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)軟件平臺基于Microsoft Windows 2003操作系統(tǒng)，采用GE Fanuc的Proficy HMI / SCADA-CIMPLICITY軟件，以完成采集現(xiàn)場設(shè)備層的數(shù)據(jù)、跟蹤和采集發(fā)動機信息的任務，并將這些信息通過SQL 2000數(shù)據(jù)庫進行存取，用以進行數(shù)據(jù)處理和報表查詢，系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)流程圖
系統(tǒng)功能

生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)包含以下4個功能：

1.生產(chǎn)過程監(jiān)控功能

生產(chǎn)過程監(jiān)控（PMC）是一個廠級的多功能系統(tǒng)，用于實時監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)。PMC系統(tǒng)的主要目的是用來監(jiān)視車間自動化生產(chǎn)設(shè)備和機運鏈的性能，當設(shè)備故障發(fā)生時，它將故障信息告知車間維修人員；PMC系統(tǒng)也會記錄一些過程參數(shù)，如轉(zhuǎn)矩值或其他與質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)等。PMC系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與底層的設(shè)備通信，將其采集的信息在圖像屏幕上顯示、儲存至數(shù)據(jù)庫。

生產(chǎn)過程監(jiān)控主要完成以下任務：車間級通訊和數(shù)據(jù)采集；圖形界面顯示；產(chǎn)量記數(shù)、下線時間統(tǒng)計；設(shè)備運行狀態(tài)／故障報警及控制；生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。

該系統(tǒng)以圖形化的方式，動態(tài)顯示車間內(nèi)流水線及工位的生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)信息，為現(xiàn)場操作員提供即時信息，該系統(tǒng)的功能畫面如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖3 PMC車間總攬畫面

圖4 PMC分裝線總攬畫面

圖5 產(chǎn)量趨勢圖畫面

圖6 設(shè)備停機時間畫面
2.刀具管理功能

該系統(tǒng)需要采集CNC刀具信息，包括刀具的壽命信息及刀具的異常報警信息。通過和CNC交換數(shù)據(jù)表的方式獲得當前設(shè)備在線刀具的壽命情況，同時相應的刀具異常報警信息也會通過交換數(shù)據(jù)表的方式在線端的PDU進行采集，采集的信息將最終保存到系統(tǒng)上位的數(shù)據(jù)庫中，可生成相應的圖表，進行可視化的管理。功能畫面中顯示每條機加工線各區(qū)域的刀具更換信息，包括工位號、工具序列號、可以使用次數(shù)、實際使用次數(shù)和剩余使用次數(shù)，當剩余使用次數(shù)低于報警限值時，文字顏色為紅色。監(jiān)控生產(chǎn)過程中刀具的報警信息，顯示報警的原因。

3.質(zhì)量管理功能

質(zhì)量管理包括兩部分功能：在線質(zhì)量管理和質(zhì)量呼叫系統(tǒng)功能。在線質(zhì)量管理的作用是及時、全面地反映現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)測情況，便于管理、決策部門掌握當前產(chǎn)品的質(zhì)量狀況。每個工位或設(shè)備均可通過Proficy平臺定義相應的質(zhì)量檢驗變量，系統(tǒng)將預定義的質(zhì)量變量和當前產(chǎn)品的工藝參數(shù)范圍進行比較，超過參數(shù)范圍系統(tǒng)自動報警。對于不同類型的報警，可以根據(jù)報警原因采取相應處理方式。該系統(tǒng)的功能畫面如圖7所示。

圖7 質(zhì)量呼叫音樂配置畫面
質(zhì)量呼叫系統(tǒng)是可視聽的生產(chǎn)線狀態(tài)通信系統(tǒng)，顯示車間底層的生產(chǎn)狀態(tài)。通過質(zhì)量呼叫系統(tǒng)班組長和管理人員可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題。質(zhì)量呼叫系統(tǒng)支持同步生產(chǎn)原理，利用站內(nèi)維修而不是最終下線維修的方式來確保產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，使每個操作者能在本工位完成他們的任務，不將缺陷傳遞到下一個操作工序。

質(zhì)量呼叫系統(tǒng)的功能如下：

（1）在生產(chǎn)線工位旁安裝按鈕和指示燈，操作工可以在需要幫忙的時候，按下按鈕尋求幫助；

（2）請求幫助的信息將顯示在車間特定區(qū)域的LED屏上；

（3）對于特定區(qū)域播放特定的音樂，提醒該區(qū)域的操作工或班組長處理相應的事件；

（4）生產(chǎn)線開線、停線前，系統(tǒng)會播放選定的音樂，相關(guān)的信息、設(shè)置點將由質(zhì)量呼叫系統(tǒng)管理；

（5）對于每一個質(zhì)量按鈕地址、相應位置和音樂曲調(diào)，系統(tǒng)提供特定的配置方法。

4.報表查詢功能

系統(tǒng)將提供給用戶基于Web形式的報表，用戶可以按工位條件來查詢各項報警數(shù)據(jù)，也可以通過選擇不同的機加線來生成曲軸、缸體和缸蓋生產(chǎn)數(shù)據(jù)報表，以及曲軸、缸體、缸蓋日報、月報和年報，同時系統(tǒng)對曲軸、缸體、缸蓋的每周、每月、每年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分別進行統(tǒng)計，計算產(chǎn)品合格率。