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总装车间生产数据自动推送的研究

发表时间：2020/9/24 来源：《基层建设》2020年第17期作者：林飞飞

[导读] 摘要：总装车间工艺设备的参数随车型而变，大部分设备依靠人工扫码方式识别生产数据。

        奇瑞商用车（安徽）有限公司安徽省芜湖市 241000
        摘要：总装车间工艺设备的参数随车型而变，大部分设备依靠人工扫码方式识别生产数据。文章研究生产数据自动推送至工艺设备的解决方案，包括生产数据及工艺关系的梳理以及现有框架瓶颈的研究，从而建立整体框架、硬件体系、数据流转流程、后台管理系统，优化生产数据传递的模式，提高生产效率。
        关键词：总装车间；生产数据；自动推送
        引言
        在超市购物时，消费者经常会关注产品的保质期，对冷藏及冷冻的生鲜食品则会同时关注存储温度及其他相关条件，一旦超出保质期或者存储条件食品就会发生腐败，日用品则无法保证质量，有些能够通过视觉、嗅觉等感官发现变质，更多的则是隐藏在内部不易察觉，在汽车生产的制造车间亦是如此。
        1总装线工艺原则
        汽车总装工艺的作业流程及装配实现主要分为内饰线（Trim）、底盘线（Chassis）、整车线（Final）、调整线（Ok）、检测线（Test）、交验线、分装线（Sub）和输送线（Trans）8部分。内饰线主要进行拆车门、线束装配、天窗装配、内饰件、仪表板总成、地毯、前后侧玻璃等的装配作业；底盘线主要进行各种油管、燃油箱、前后悬合装、车轮总成、前后保装配等的装配作业；整车线主要进行电池和座椅装配、油液加注、车门合装等装配作业；调整线进行五门一盖的调试和静态功能的检查；检测线进行应力释放、底盘检查、四轮定位、侧滑试验台、综合转鼓试验台、轴重台、360°全景影像标定、尾气分析工位和淋雨等性能的测试；交验线检查车的整体质量和配置的随车文件、动态路试后的检查等；分装线主要包括车门分装线、仪表台分装线、动力总成分装线、动力总成前悬分装线、后悬分装线等；输送线包括车门输送线、座椅输送线、轮胎输送线和前后保险杠输送线。具体线体工艺的布置和设备的配置可以根据车型的产品设计结构、工艺参数进行预测和调整。随着制造工艺技术的快速发展，工艺流程的设计更多地向自动化、平台化、模块化、智能化及人性化的方向发展。合理的利用厂房面积，以最经济的投资来建造总装生产线，同时生产线的规划需考虑通过性、生产节拍、车型工艺参数和线体工位的数量，比如空间尺寸、装配特性、设备操作运行及安全等。
        2总装车间生产数据自动推送
        某公司总装车间采用柔性生产模式，每条生产线至少负责生产3款车型，按品种的细分，总共有12-18种配置种类，从物料的拉动、装配工艺的实施、工艺设备的参数设定均围绕整车的生产数据精准执行，其中工艺设备需要通过人工扫码的方式获取生产数据。本文通过研究生产数据自动推送的方法，大幅取消人工扫码方式，提高生产效率。
        2.1硬件框架
        本文是基于不改变现有工艺设备的程序，研究数据自动推送的办法。现有工艺设备用人工扫描方式，是通过扫描枪的串口进行数据输入。本文研究出3种数据自动推送方案，并最终选择其中一种作为某公司总装车间执行方案。
        第1种是基于RFID技术，在生产线的输送载体上安装RFID标签，每个转接点，设置读写器，负责对标签写入生产数据。该读写器的数据来源由AVI系统、MES系统数据相结合的中间系统获得。另外，每个工艺设备需外接一个标签读写器，获取标签信息。
        第2种是用工控机推送数据的方式，即每个转接点线头设置一台工控机，用人工扫描的方式获取生产数据并传递至工控机上，由该工控机负责发送生产数据到工业以太网，每台工艺设备需外接一个数据转化器，负责从以太网获取数据并转化为串口数据堆栈在其寄存器中，工艺设备每执行一台，即数据转化器根据获取工艺设备的执行指令再发一条生产数据。

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        第3种是建设一个数据推送系统，用于承接MES系统信息，AVI系统信息，并将信息转化为生产数据后推送至各工艺站点；每个工艺站点安装一个带寄存器的串口服务器，用于将工业以太网数据转化为串口数据。从成本、周期、网络稳定性、运营效率、功能拓展等方面综合考虑，本文研究选定第3种作为执行方案。主要的建设内容包括：
        （1）现有MES系统的程序改造，需在现有MES系统中开通数据接口，并加入脚本输出数据；（2）现有的AVI系统程序改造，开通数据接口并加入脚本输出数据；（3）建设数据管理系统，该系统承接数据并输出，同时跟踪每个工艺设备数据接收的状态；（4）每个工艺设备安装一个串口服务器，用于承接以太网数据并寄存、转换为串口服务器。每个工艺段转接的第一工位，保留一个扫描枪用于数据校验，因生产过程各工艺段的数据受输送系统短停、缓冲移位、车辆调整等因素影响，车体流动非刚性、不同步。
        2.2数据逻辑
        MES系统当中的生产数据，根据生产车间性质，不同车间将索引对应数据。本文研究在现有数据逻辑基础上，建立数据自动推送的数据框架。该框架将数据分为4个层级。第一个层级，数据队列管理层，该数据层包括接受车辆上线数据的队列管理、车辆队列的校验以及调整，还包括车辆数据的预警及维护，对工艺设备数据的状态进行实时监控；第二个层级，工艺设备的数据管理层，包括工位及工艺设备关系数据的维护，以及生产数据与工艺设备数据之间的转换、数据校验规则、调整逻辑、结果查询；第三个层级数据执行及监控层，包括工艺设备网络连接状态的监控、数据下发、重发，采集执行结果及分析，以及数据指令的解锁；第四层为数据实际应用层，包括数据实际的状态跟踪及报警，数据的时间管理，以及人工调整数据端。
        2.3数据管理系统
        数据管理系统的搭建，结合运营管理的需求，功能主要包括：（1）权限管理；（2）数据调整及维护；（3）后台车间数据运行状态监控。管理权限设定为三类，第一类系统管理员，拥有修复系统后台的权限，处理软件本身的故障；第二类数据维护员，负责更新维护生产数据与工艺设备数据的关联；第三类为数据运营员，负责处理日常数据传输故障、重发、调整；每个类别的权限相互独立。数据调整及维护，系统需能对故障站点进行数据重发、异常数据删除，并能对工艺设备站点的移动、新增、删除做对应调整。此外，系统能对每个站点的数据状态，能自动形成清单，把生产序列、工段、编号、工艺输出状态、数据传递、时间状态进行展示，并且可以根据客户需要按时间段或者按工位筛选清单信息；每当生产数据与车型关系发生变更时，系统能有手工调整界面，让管理员维护关联数据。系统运行监控层，系统需能将整个车间的工艺站点在界面上进行全局以及分局部的展示，并且该界面可以手动调整工艺站点的数量及位置。监控层能将每个工艺站点的数据传递状态，通过不同颜色进行标示；系统除了能有图形类的状态显示，也需要有具体故障状态的文字描述。
        结语
        总装是汽车制造的最后一道工序，车间建设完成后，将会对企业在未来一段时间内产品多元化的发展起到关键的作用。本文采用的方案可以推广至其他生产线，具有低成本、轻结构的特点，为后续工厂数字化能力、生产效率提升带来帮助。
        参考文献：
        [1]刘永辉，王卫，朱晓波.汽车装配工艺现状及发展趋势[J].客车技术与研究，2007（2）：50-52.
        [2]武林.乘用车“理想化”总装车间规划方案解析[J].汽车工艺与材料，2017（2）：1-7.
        [3]曹文超，辛磊.汽车总装工艺流程的设计[J].建筑工程技术与设计，2017（15）.
        [4]王灵仙.汽车总装线的设计与实践[J].陕西汽车，1996，12（06）：23-24.
        [5]田金锋.试析汽车制造总装车间生产线输送设备[J].中国战略新兴产业，2019（28）.