發(fā)動(dòng)機(jī)裝配MES解決方案在南京長安福特馬自達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)廠應(yīng)用
應(yīng)用背景
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配車間MES系統(tǒng)功能需求
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線是一個(gè)比較復(fù)雜精密的順序裝配流水線工藝過程,一般包括:總裝線、分裝線、冷試區(qū)、熱試區(qū)、返修區(qū)等區(qū)域,其中分裝線主要有:活塞連桿裝配線、缸蓋分裝線。裝配線工位主要有自動(dòng)工位、半自動(dòng)工位、手動(dòng)工位、測試工位及返修工位等組成。發(fā)動(dòng)機(jī)在總裝線及分裝線的輸送多采用輥道輸送,發(fā)動(dòng)機(jī)放在托盤上,到工位時(shí)由停止器擋住,操作工開始裝配工作,完成裝配后停止器放行至下一工位。
MES主要功能包括:
1.計(jì)劃、訂單管理
主要包括從上層ERP系統(tǒng)接收生產(chǎn)計(jì)劃、訂單以及裝配BOM,進(jìn)行訂單的分解、下發(fā),生產(chǎn)計(jì)劃及訂單狀態(tài)跟蹤、完工匯報(bào),班次作息管理。
2.自動(dòng)識別與跟蹤
建立發(fā)動(dòng)機(jī)裝配跟蹤隊(duì)列,跟蹤信息可以實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控界面上,同時(shí)支持查詢功能能夠跟蹤監(jiān)控具體發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配過程。
3.質(zhì)量與物料ANDON系統(tǒng)
通過質(zhì)量ANDON系統(tǒng),工位當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問題或者設(shè)備故障等情況時(shí),操作工觸發(fā)ANDON呼叫,響起ANDON音樂,ANDON板顯示呼叫信息及呼叫工位,班組長、維護(hù)人員及時(shí)到現(xiàn)場解決問題,降低故障率,提高生產(chǎn)效率及質(zhì)量。通過物料ANDON,操作工在缺料的情況下及時(shí)通知倉庫補(bǔ)料,送料工通過ANDON提示信息進(jìn)行送料。
4.設(shè)備接口及數(shù)據(jù)采集
MES系統(tǒng)需要對設(shè)備進(jìn)行聯(lián)網(wǎng),對每種設(shè)備定義數(shù)據(jù)接口方式,通過車間級的數(shù)據(jù)采集站(PDU),采集設(shè)備的狀態(tài)信息、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)等。設(shè)備的接口主要包括如:PLC接口、RFID接口、掃描站接口、電槍及擰緊機(jī)接口、泄漏測試儀、測量機(jī)、打號機(jī)等設(shè)備接口
5.生產(chǎn)過程監(jiān)控
通過生產(chǎn)過程監(jiān)控(PMC)系統(tǒng)對車間設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,在第一時(shí)間將底層設(shè)備的必要信息顯示在企業(yè)服務(wù)器和所有瀏覽工作站上,用戶可以非常準(zhǔn)確的知道該條生產(chǎn)線的的生產(chǎn)狀況,例如產(chǎn)量,以及各條機(jī)運(yùn)鏈、操作工位、關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)等,如設(shè)備狀態(tài)、故障信息、停機(jī)時(shí)間等,以便其快速解決問題,從而達(dá)到減少停線時(shí)間,提高生產(chǎn)效率的目的。
6.裝配防錯(cuò)
包括工藝參數(shù)防錯(cuò)以及零部件裝配防錯(cuò)。工藝參數(shù)防錯(cuò)是指將系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集到的裝配數(shù)據(jù)與系統(tǒng)針對每種機(jī)型預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)合格工藝參數(shù)進(jìn)行比對,如發(fā)現(xiàn)裝配數(shù)據(jù)不符合工藝要求則報(bào)警,如擰緊機(jī)擰緊力矩防錯(cuò)等。對于有條碼的關(guān)鍵零部件在裝配時(shí)掃描條碼,系統(tǒng)獲得零部件信息后會(huì)與系統(tǒng)BOM比對,如發(fā)現(xiàn)零部件的型號或批次不符合裝配工藝要求則彈出報(bào)警提示信息。
7.質(zhì)量管理與質(zhì)量追溯
系統(tǒng)將采集到的發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量數(shù)據(jù)與發(fā)動(dòng)機(jī)號進(jìn)行綁定,建立產(chǎn)品質(zhì)量檔案,便于當(dāng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)進(jìn)行追溯,查詢到不合格發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配歷史記錄、不合格零部件信息(批次、供應(yīng)商、裝配時(shí)間...)、不合格裝配工位及人員信息。同時(shí)可以生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表便于生產(chǎn)線質(zhì)量優(yōu)化改進(jìn)。
系統(tǒng)對關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行SPC質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析,通過各種SPC圖表反映工藝參數(shù)的質(zhì)量過程控制,自動(dòng)生成質(zhì)量問題報(bào)告。
在裝配線關(guān)鍵工位和下線點(diǎn)設(shè)置質(zhì)檢站,合格發(fā)動(dòng)機(jī)放行下線,不合格發(fā)動(dòng)機(jī)可以查看具體質(zhì)量問題,以及控制流轉(zhuǎn)到返修區(qū)返修。
8.關(guān)鍵零部件管理
關(guān)鍵零部件需要掃描具體零部件信息,并與發(fā)動(dòng)機(jī)號綁定,系統(tǒng)判斷零部件與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)型匹配,不匹配則報(bào)警。系統(tǒng)中還可以設(shè)置某些批次的零部件禁用,系統(tǒng)自動(dòng)判斷避免裝配了被拒絕的零部件批次。
關(guān)鍵零部件管理還能做到售后的質(zhì)量追溯,為產(chǎn)品召回管理提供方便。系統(tǒng)還可以生成關(guān)鍵零部件的使用報(bào)表,記錄關(guān)鍵零部件的使用數(shù)量。
9.設(shè)備效率、停機(jī)管理
系統(tǒng)中自動(dòng)記錄各種生產(chǎn)事件,建立停機(jī)原因樹,按不同的停機(jī)原因以及按班次計(jì)算停機(jī)時(shí)間,計(jì)算設(shè)備總體效率OEE、MTTR、MTBF、FTT、JPH和進(jìn)行KPI關(guān)鍵指標(biāo)分析。并提供根據(jù)各種圖表分析工具,找出生產(chǎn)瓶頸,提高生產(chǎn)線運(yùn)行效率。
10.返修管理
發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線返修管理一般分為線上返修和線下返修,在關(guān)鍵的質(zhì)量檢查工位,系統(tǒng)通過自動(dòng)判斷以及質(zhì)檢人員手動(dòng)選擇錄入的方式,發(fā)現(xiàn)并歸類裝配不合格的質(zhì)量問題,并自動(dòng)根據(jù)返修工作流將發(fā)動(dòng)機(jī)流轉(zhuǎn)到返修區(qū)或在生產(chǎn)線上進(jìn)入下一輪循環(huán),通過自動(dòng)的工作流軟件采用標(biāo)準(zhǔn)的返修管理流程來規(guī)范管理,返修人員能夠通過系統(tǒng)界面提示了解到所需進(jìn)行的返修步驟以及返修后自動(dòng)流轉(zhuǎn)到指定工位上線。
通過系統(tǒng)的自動(dòng)工作流軟件自動(dòng)記錄返修工作內(nèi)容,并記錄返修數(shù)據(jù),作為產(chǎn)品檔案信息與發(fā)動(dòng)機(jī)綁定存儲(chǔ)在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫里。
11.物料配送及倉庫管理
裝配線物料配送及倉庫管理主要為了能否及時(shí)的將發(fā)動(dòng)機(jī)裝配所需的物料配送到相應(yīng)的工位,實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)線邊物料消耗情況,及時(shí)補(bǔ)料,并將物料信息上傳給ERP系統(tǒng)。
12.報(bào)表系統(tǒng)
MES系統(tǒng)提供豐富的圖標(biāo)工具,靈活的報(bào)表形式,通過WEB方式使得經(jīng)過授權(quán)的管理人員能夠及時(shí)的了解各種生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息、效率信息、統(tǒng)計(jì)信息。
解決方案
一、GE發(fā)動(dòng)機(jī)裝配車間MES系統(tǒng)解決方案
系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分為幾個(gè)層次,包括:底層自動(dòng)化層、數(shù)據(jù)采集層、系統(tǒng)服務(wù)器層。
首先在現(xiàn)場自動(dòng)化層面由PLC通過現(xiàn)場總線(Profibus DP)連接RFID讀寫站讀寫RFID TAG,并與設(shè)備PLC及機(jī)運(yùn)PLC通信,PLC通過傳感器及RFID判斷發(fā)動(dòng)機(jī)托盤到位,通過控制工位指示燈按鈕盒提示操作狀態(tài),并可通過手動(dòng)按鈕強(qiáng)制放行,通過控制停止器電磁閥放行托盤。
掃描站觸摸屏連接條碼掃描槍,并通過現(xiàn)場總線與PLC通信,將讀取到的條碼信息通過PLC發(fā)送給ETS系統(tǒng)。
MES系統(tǒng)建立跟蹤隊(duì)列,同時(shí)在PLC里保存基本隊(duì)列信息,當(dāng)MES系統(tǒng)故障的情況下不影響生產(chǎn)繼續(xù)運(yùn)行。
裝配線數(shù)據(jù)由同一的數(shù)據(jù)采集站(PDU)來采集設(shè)備數(shù)據(jù),采集站采用GE 智能平臺Proficy Cimplicity HMI軟件,為了使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)更加可靠,也可以采用冗余的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器架構(gòu)。在跟上層服務(wù)器通信中斷的情況下,PDU可以暫存系統(tǒng)數(shù)據(jù),通訊恢復(fù)后自動(dòng)上傳至服務(wù)器,保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性、完整性。
在系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器層面采用GE Proficy MES軟件架構(gòu),分為監(jiān)控服務(wù)器、報(bào)表信息系統(tǒng)服務(wù)器、生產(chǎn)管理及工作流服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
具體服務(wù)器架構(gòu)見下圖:
系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)器發(fā)布監(jiān)控畫面,客戶端可以為C/S架構(gòu)或B/S架構(gòu),通過GE智能平臺新版本的CIMPLICITY GlobalView軟件可以提供基于瀏覽器訪問的全功能HMI監(jiān)控界面,通過平臺化的GlobalView軟件,無需做網(wǎng)頁編程,無需程序開發(fā)工作。
報(bào)表及信息系統(tǒng)服務(wù)器采用GE Real-time Information Portal軟件作為生產(chǎn)管理信息的實(shí)時(shí)門戶,提供基于WEB的訪問方式,提供豐富的圖表庫,通過組態(tài)的方式將所需的功能拖拽到界面上,能發(fā)布各種類型的圖形、報(bào)表,內(nèi)置計(jì)算公式。
生產(chǎn)管理及工作流服務(wù)器采用GE Plant Application Server基于S95的工廠MES管理軟件,提供工廠建模、產(chǎn)品建模、譜系追蹤、生產(chǎn)追蹤、質(zhì)量管理、效率管理等一些列模塊化功能。采用GE Workflow標(biāo)準(zhǔn)工作流軟件,采用電子SOP,強(qiáng)制各個(gè)角色的人員按照標(biāo)準(zhǔn)的工作流程進(jìn)行管理操作便于系統(tǒng)自動(dòng)記錄,人員自動(dòng)響應(yīng)。
采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)備份以及查詢的工作。
二、南京長安福特馬自達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)ETS系統(tǒng)應(yīng)用
GE智能平臺與南京長安福特馬自達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司于2010年簽訂合同并由GE Professional Service team先后設(shè)計(jì)并實(shí)施了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線ETS系統(tǒng)和機(jī)加線的MTS系統(tǒng)。
裝配線系統(tǒng)由柯馬(COMAU)總包生產(chǎn)線設(shè)備,由GE智能平臺負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)實(shí)施ETS系統(tǒng),主要功能包括:生產(chǎn)監(jiān)控、發(fā)動(dòng)機(jī)跟蹤、裝配防錯(cuò)、質(zhì)量管理、SPC、質(zhì)量追溯、關(guān)鍵零部件管理、設(shè)備效率、停機(jī)管理以及返修管理,客戶端通過WEB方式能訪問到全部監(jiān)控界面及信息界面,通過GE智能平臺的報(bào)表工具提供了豐富的報(bào)表功能。
實(shí)施結(jié)果
系統(tǒng)目前已經(jīng)通過測試運(yùn)行,取得了良好的運(yùn)行效果和客戶滿意度。
提交
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