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當(dāng)今社會(huì)汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車最重要部件．其制造及裝配過程對(duì)于汽車制造工藝極為重要。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線是發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的流水線。針對(duì)目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線對(duì)信息化的需求，本文淺析了基于MES層的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線數(shù)據(jù)采集的管理系統(tǒng)PIS的開發(fā)。
1 生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES
MES（Manufacturing Execution System，制造執(zhí)行系統(tǒng)）能通過信息傳遞， 對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成整個(gè)的生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。當(dāng)工廠里面有實(shí)時(shí)事件發(fā)生時(shí)，MES能對(duì)此及時(shí)做出反應(yīng)、報(bào)告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對(duì)它們進(jìn)行指導(dǎo)和處理。這種對(duì)狀態(tài)變化的迅速響應(yīng)使得MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動(dòng)，有效地指導(dǎo)下廠的生產(chǎn)運(yùn)作過程，從而使其既能提高工廠及時(shí)交貨能力、改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報(bào)率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中提供有關(guān)產(chǎn)品行為的關(guān)鍵任務(wù)信息。
生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）承擔(dān)企業(yè)生產(chǎn)信息收集、生成、傳遞和管理。它包括生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度、產(chǎn)出統(tǒng)計(jì)監(jiān)控和PCS等更小信息子系統(tǒng)。它提供從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的信息，采集從接受訂貨到制成最終產(chǎn)品全過程的各種數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，承擔(dān)工廠級(jí)協(xié)調(diào)、跟蹤和監(jiān)控功能。在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中，起溝通生產(chǎn)與管理活動(dòng)信息的橋梁作用。
2 PIS系統(tǒng)分析
2.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線
發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車中最為關(guān)鍵的部件，由于被裝配零件的多樣性、工藝的繁瑣性，裝配過程尤為重要。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線采用流水線工藝裝配發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)工位之間是順序生產(chǎn)，包括手動(dòng)工作站和自動(dòng)工作站。其中工作站的控制具備高可靠性和靈敏度，保證了裝配的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線分為總成裝配線和部件裝配線。在總裝線和部裝線上，采用柔性輸送線輸送工件，生產(chǎn)線上配有相關(guān)現(xiàn)場設(shè)備及控制器件以完成裝配工藝實(shí)現(xiàn)。
而現(xiàn)場柔性輸送線有摩擦輥道和啟停式動(dòng)力輥道兩種。摩擦輥道為連續(xù)運(yùn)行方式，行進(jìn)速度恒定，輸送速度一般為3-15m／min。輸送線上設(shè)置停止器，使定位準(zhǔn)確可靠。線上可配置裝配托盤輸送工件，托盤可在工位間實(shí)現(xiàn)積放，—個(gè)工位可積放多個(gè)托盤。啟停式輸送輥道只在需要輸送工件時(shí)啟動(dòng)輥道運(yùn)轉(zhuǎn)，采用變頻電機(jī)使啟停平穩(wěn)。工位間無需設(shè)置停止器，裝配線上的專機(jī)設(shè)備包括自動(dòng)打號(hào)機(jī)、擰緊機(jī)、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)等，通過裝配線上自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用可大大提高裝配效率及產(chǎn)品質(zhì)量。目前，裝配線普遍采用PLC控制方式，通過現(xiàn)場PLC控制裝配線上各工位現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行及傳輸線的數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)起停時(shí)序。
2.2 Pls功能需求
Pls系統(tǒng)的具體功能需求如下：
1）從PCS采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)變化狀態(tài)?，F(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括各自動(dòng)工位“機(jī)床關(guān)機(jī)、機(jī)床上電、工位生產(chǎn)、循環(huán)開始、下料堵塞、上料無件、技術(shù)中斷”等信息及手動(dòng)不合格指示。另外，其還包括絕對(duì)、相對(duì)記數(shù)好壞件記數(shù)等信息。
2）從PCS采集現(xiàn)場質(zhì)量數(shù)據(jù)，將其錄入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并做合格提示。質(zhì)量數(shù)據(jù)由下線數(shù)據(jù)、不合格產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)及手動(dòng)工位合格指示等信息組成，包括某些工位擰緊、漏隙、泄漏等信息。
3）實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場電子顯示裝置，調(diào)度現(xiàn)場工作。
4）實(shí)時(shí)故障報(bào)警。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常狀況，或生產(chǎn)中非常規(guī)性狀，數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)況出現(xiàn)時(shí)報(bào)警，并將報(bào)警信息歸檔，下達(dá)停機(jī)命令及報(bào)警提示信息。服務(wù)器中可隨時(shí)查詢報(bào)警信息及返工記錄。
5）下線數(shù)據(jù)的保存、顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、OEE計(jì)算、報(bào)表生成及返修信息記錄。由于下線數(shù)據(jù)是—個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)后的重要資料，應(yīng)使每臺(tái)產(chǎn)品信息順利采集。并通過Pls完成信息管理任務(wù)。為ERP提供數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)庫信息的順利傳遞。
6）歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)汁分析及歸檔。
當(dāng)今社會(huì)汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車最重要部件．其制造及裝配過程對(duì)于汽車制造工藝極為重要。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線是發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的流水線。針對(duì)目前發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線對(duì)信息化的需求，本文淺析了基于MES層的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線數(shù)據(jù)采集的管理系統(tǒng)PIS的開發(fā)。
2.3 設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則
在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上，綜合利用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、組態(tài)技術(shù)，信號(hào)識(shí)別技術(shù)等， 開發(fā)建立汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)Pls，解決生產(chǎn)制造過程的“信息孤島”問題，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的科學(xué)化、信息化。工程的成功實(shí)施必將提高發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的自動(dòng)化信息記載水平，提高整廠的質(zhì)量和效益，整合內(nèi)部資源，更好的適應(yīng)市場的競爭要求。
Pls信息系統(tǒng)的研發(fā)過程符合以下原則：
1）實(shí)用性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)以實(shí)用為主，以用戶需求為出發(fā)點(diǎn)，以方便用戶使用為原則；在產(chǎn)品的選擇上，采用符合實(shí)際需求、并為國際上廣泛采納的、主流的、支持開放標(biāo)準(zhǔn)的控制器、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。
2）先進(jìn)性：系統(tǒng)采用當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)先的控制器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和產(chǎn)品。在具體產(chǎn)品的選擇上，在注意實(shí)用可靠的基礎(chǔ)上，盡量選擇先進(jìn)的技術(shù)方案，延長系統(tǒng)的生存周期。同時(shí)使其能夠適應(yīng)未來生產(chǎn)的需要。
3）擴(kuò)展性：系統(tǒng)支持在硬件和軟件方面的平滑升級(jí)，支持網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)容；能夠兼容多種軟、硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)整體架構(gòu)支持逐步發(fā)展的需求由小到大，由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合。豐富的管理功能和中文平臺(tái)，方便技術(shù)人員掌握、使用和維護(hù)。
4）經(jīng)濟(jì)性：盡量選擇經(jīng)濟(jì)適用的產(chǎn)品，并利用企業(yè)原有系統(tǒng)資源，減少系統(tǒng)投資。
5）安全性：系統(tǒng)的應(yīng)用交撐平臺(tái)具有多種訪問控制能力和一定的加密措施，保護(hù)數(shù)據(jù)不受侵犯。
2.4 Pls總體設(shè)計(jì)方案
依據(jù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線對(duì)生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的需求，遵循信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原則，開發(fā)數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)Pls等。Pls由數(shù)據(jù)采集模塊、調(diào)度顯示模塊、生產(chǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)、信息管理子系統(tǒng)等組成。其分別完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、調(diào)度信號(hào)電子顯示、生產(chǎn)過程及設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控及發(fā)送監(jiān)控調(diào)度信息、質(zhì)碴數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等主要功能。通過對(duì)Pls功能模塊及子系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)分析，確定各模塊實(shí)現(xiàn)功能，為系統(tǒng)的順利設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.5 Pls網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
開發(fā)Pls數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)時(shí)，首先考慮其網(wǎng)絡(luò)方案。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)是工業(yè)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椋彩荘ls系統(tǒng)能否正常、有效工作的基礎(chǔ)。—個(gè)良好的數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)，需要其網(wǎng)絡(luò)具有高度冗余性，可擴(kuò)展性，穩(wěn)定性等必備條件。故雎網(wǎng)絡(luò)選取至關(guān)重要。
3 結(jié)論與展望
我國汽車行業(yè)飛速發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為一關(guān)鍵部件，裝配過程尤為重要。開發(fā)基于MES層的數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)Pls。通過Pls功能的實(shí)現(xiàn)，準(zhǔn)確客觀傳遞生產(chǎn)信息，指導(dǎo)生產(chǎn)過程，提高車間的生產(chǎn)效率。將Pls網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為可實(shí)現(xiàn)信息冗余的工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)，可得出PLC控制器網(wǎng)絡(luò)的最佳布線方案。
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