Andon系統(tǒng)架構(gòu)及應(yīng)用

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545000）

Andon系統(tǒng)（也稱為“暗燈”）最早起源于日本豐田汽車公司，用以生產(chǎn)線質(zhì)量響應(yīng)管理，出現(xiàn)質(zhì)量問題時“立即暫?！鄙a(chǎn)線，以及時解決質(zhì)量問題，最終做到“不接受、不制造、不傳遞”的質(zhì)量“三不”原則。同時，Andon系統(tǒng)也是汽車工廠生產(chǎn)信息管理和控制系統(tǒng)的重要組成部分，用以收集生產(chǎn)線設(shè)備運行狀態(tài)信息、產(chǎn)品下線質(zhì)量FTQ（一次下線合格率）和物料需求等信息，并將此類信息時時目視在現(xiàn)場不同區(qū)域的看板上，部分信息還附加語音和燈光報警提示。Andon系統(tǒng)現(xiàn)已成為汽車完整生產(chǎn)線不可缺少的重要組成部分，在四大工藝車間——沖壓、車身、涂裝、總裝，以及發(fā)動機工廠裝配線都得到廣泛應(yīng)用。

Andon系統(tǒng)主要優(yōu)點是可以減少由于裝配質(zhì)量或設(shè)備問題引起的生產(chǎn)線停線。當(dāng)出現(xiàn)裝配質(zhì)量問題或設(shè)備問題時，操作工拉下Andon呼叫拉繩，提醒并呼叫班組長或者設(shè)備維修人員立即到現(xiàn)場解決問題，如果質(zhì)量或設(shè)備問題能在拉下Andon拉繩后生產(chǎn)線未運行到FPS（Fixed Position Stop,定點停）點之前被解決，那么生產(chǎn)線不會停線，Andon系統(tǒng)給予了問題解決的時間，不至于每次質(zhì)量或設(shè)備問題都要停線。這樣一來就大大減少了因裝配質(zhì)量問題或設(shè)備問題引起的生產(chǎn)線停線，從而很好地提高了生產(chǎn)效率。本文目的在于介紹Andon系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用。

1 Andon系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 硬件組成

Andon的硬件組成包括控制元器件、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、看板等，如圖1所示。

圖1 Andon系統(tǒng)硬件構(gòu)成

現(xiàn)場遠程WEB客戶端主要用于現(xiàn)場設(shè)備故障監(jiān)控。

辦公室遠程WEB客戶端主要用于ANDON數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

ANDON服務(wù)器主要是收集現(xiàn)場生產(chǎn)線的設(shè)備運行狀態(tài)反饋信息，包括設(shè)備故障反饋及生產(chǎn)線暗燈停線，收集反饋信息后進行信息處理，最終實現(xiàn)設(shè)備故障報警顯示及暗燈數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

現(xiàn)場PLC主要是可編程邏輯控制器，通過編程控制生產(chǎn)線設(shè)備按照要求運行來滿足生產(chǎn)，現(xiàn)場I/O模塊用于收集并反饋現(xiàn)場傳感器的實時信號。

LED顯示器及看板主要用于生產(chǎn)線信息目視，包括設(shè)備停線時間、生產(chǎn)線暗燈停線時間、暗燈位置、生產(chǎn)目標產(chǎn)量和實際產(chǎn)量等信息。

工廠設(shè)備以太網(wǎng)為整個系統(tǒng)的信息交互通道。

1.2 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)架構(gòu)包括服務(wù)器、工程運行軟件、信息處理和客戶端訪問等。采用集成現(xiàn)場工業(yè)總線、DeviceNet總線和10/100M（100/1000M）高速以太網(wǎng)總線的混合三層體系結(jié)構(gòu)，支持基于瀏覽器的C-S結(jié)構(gòu)體系。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示：

圖2 ANDON系統(tǒng)構(gòu)架圖

現(xiàn)場的IO模塊收集所有的工位呼叫按鈕或拉繩開關(guān)信息，通過設(shè)備網(wǎng)絡(luò)（DeviceNet總線網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)）將信息傳遞給設(shè)備控制器PLC，PLC進行邏輯信息處理后將信息傳遞并目視到現(xiàn)場Andon看板。同時，Andon服務(wù)器通過工廠設(shè)備以太網(wǎng)從PLC里讀取點狀態(tài)信息，再經(jīng)服務(wù)器上的工程軟件完成數(shù)據(jù)處理后發(fā)布數(shù)據(jù)報表到網(wǎng)上。用戶可以通過網(wǎng)頁訪問查看或?qū)С鯝ndon報表。

2 Andon系統(tǒng)應(yīng)用

Andon系統(tǒng)的應(yīng)用包括質(zhì)量控制、生產(chǎn)信息管理和物料供應(yīng)系統(tǒng)管理三大應(yīng)用，是汽車制造工廠必不可少的信息系統(tǒng)。

2.1 質(zhì)量控制

Andon系統(tǒng)在質(zhì)量控制方面的應(yīng)用在于精益生產(chǎn)管理的“三不”原則，即“不接受缺陷、不制造缺陷、不傳遞缺陷”，很好地保障了產(chǎn)品質(zhì)量。具體實現(xiàn)步驟如下：

（1）工位操作員工發(fā)現(xiàn)裝配質(zhì)量問題時，拉下質(zhì)量Andon拉繩，觸發(fā)Andon系統(tǒng)。此時Andon看板上會顯示問題工位號且呈黃色，同時Andon音樂或者呼叫聲響起，以提醒班段長及時響應(yīng)。

（2）班段長到達問題工位后，立即著手解決質(zhì)量問題，問題解決后再次拉下該工位的Andon拉繩觸發(fā)Andon系統(tǒng)解除質(zhì)量Andon呼叫。此時看板上的工位號消失，音樂或呼叫聲停止。

（3）如果生產(chǎn)線運行到FPS點（定點停）時質(zhì)量問題還未得到解決，那么生產(chǎn)線自動停線，Andon板上黃色工位號變成紅色，等待問題解決。這樣就保證了質(zhì)量問題不會傳遞下去，確保問題在本工位解決。

（4）當(dāng)質(zhì)量問題解決后，拉下該工位的Andon拉繩觸發(fā)Andon系統(tǒng)解除質(zhì)量Andon呼叫。此時看板上的工位號消失，音樂或呼叫聲停止。生產(chǎn)線恢復(fù)正常運行。

2.2 生產(chǎn)信息管理

Andon系統(tǒng)在生產(chǎn)信息管理方面的應(yīng)用主要包含：生產(chǎn)信息目視和報表統(tǒng)計。

（1）生產(chǎn)信息目視

生產(chǎn)信息包括了生產(chǎn)線運行狀態(tài)、生產(chǎn)產(chǎn)量（目標和實際產(chǎn)量）、FTQ（一次下線合格率）、工位信息、停線時間統(tǒng)計以及設(shè)備故障等信息。

生產(chǎn)線是否正常運行，從Andon看板上可以直接看出，生產(chǎn)線停線是由于設(shè)備故障還是空滿位、設(shè)備超限位或者Andon停線。Andon看板上還顯示了當(dāng)班次的目標產(chǎn)量和當(dāng)前的實際產(chǎn)量；某個工位Andon拉了該工位號就會在看板上顯示出來，及時提醒班段長響應(yīng)；當(dāng)班次的生產(chǎn)線停線時間也會時時統(tǒng)計顯示在看板上。以上Andon板上顯示的生產(chǎn)信息對于生產(chǎn)是十分重要的，有助于減少停線，提高生產(chǎn)效率。

（2）報表統(tǒng)計

Andon系統(tǒng)除了能夠目視一些生產(chǎn)信息以外，還能對每日生產(chǎn)運行情況，包括生產(chǎn)線設(shè)備故障停線時間、停線設(shè)備、停線頻次、拉暗燈的次數(shù)及工位等信息進行統(tǒng)計，并對其進行分類生產(chǎn)報表。生產(chǎn)線班段長可以每日通過Andon數(shù)據(jù)報表對當(dāng)日當(dāng)班次的停線進行分析，以進一步改善生產(chǎn)工位的線平衡墻，提高生產(chǎn)效率。以此同時，設(shè)備管理人員還可以通過Andon數(shù)據(jù)報表對設(shè)備故障進行掃選和統(tǒng)計分析，以便對設(shè)備制定相應(yīng)的設(shè)備TPM和PM工作，從而提高設(shè)備運行效率，降低設(shè)備故障率，做到設(shè)備隱患早發(fā)現(xiàn)，早防止，將重大設(shè)備故障扼殺在“搖籃”里。

3 物料供應(yīng)系統(tǒng)管理

物料Andon系統(tǒng)在生產(chǎn)線旁安裝物料需求呼叫按鈕，或者物料請求HMI觸摸屏界面，并在物料配送和物料存儲現(xiàn)場設(shè)置物料信息顯示看板。當(dāng)生產(chǎn)線某個工位的物料接近配送需求數(shù)量時，操作員工按下物料需求請求按鈕或者在HMI上選擇物料，此物料需求信息就會在物料配送和物料存儲現(xiàn)場的看板上顯示出來，顯示某條生產(chǎn)線某個工位某種物料達預(yù)警值，需盡快送料。于是物料配送人員就會按照看板信息配送對應(yīng)的物料送到需求工位。物料從物料存儲區(qū)配送到現(xiàn)場的同時，物料Andon系統(tǒng)會自動統(tǒng)計該物料的庫存量，是否達到庫存預(yù)警值，一旦達到物料預(yù)警值，系統(tǒng)會自動向物料供應(yīng)商的物料配送系統(tǒng)發(fā)送物料預(yù)警信息，物料供應(yīng)商就會根據(jù)預(yù)警物料進行配送補庫。此外，物料Andon系統(tǒng)還會統(tǒng)計每個工位物料需求的時間、數(shù)量及每日配送數(shù)量，此統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以幫助物料管理人員分析每個工位的物料消耗和實際物料需求之間的差量，以此對物料產(chǎn)品質(zhì)量進行分析。

物料Andon系統(tǒng)還可以將生產(chǎn)線車輛信息在車輛排序點就同步發(fā)送到物料供應(yīng)商的配料系統(tǒng)，以便供應(yīng)商可以提前根據(jù)主機廠的生產(chǎn)需求來進行物料生產(chǎn)儲備，減少過多庫存和過度生產(chǎn)浪費，做到“有需求必有儲備，有生產(chǎn)必有供應(yīng)”的物料零浪費。

4 結(jié)束語

Andon系統(tǒng)是一種集生產(chǎn)現(xiàn)場管理、物流物料拉動以及質(zhì)量控制功能于一體的管理系統(tǒng)，能夠適應(yīng)不同的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境和要求，是一種通用性很強、使用很廣泛的標準化系統(tǒng)。Andon系統(tǒng)能夠及時準確地對生產(chǎn)設(shè)備進行運行監(jiān)控，并對設(shè)備故障進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在減少生產(chǎn)停線的同時還利于設(shè)備優(yōu)化。Andon系統(tǒng)對生產(chǎn)信息進行管理，有助于發(fā)現(xiàn)工藝崗位瓶頸并進行優(yōu)化，大大提高生產(chǎn)效率。Andon系統(tǒng)對物流物料的管理能夠很好地控制物料庫存，避免過多物料生產(chǎn)和浪費，同時也能夠高效地調(diào)配物料配送，減少運輸成本。目前，Andon系統(tǒng)在除了汽車生產(chǎn)廠以外的很多領(lǐng)域都得到推廣和運用，系統(tǒng)本身的內(nèi)容和功能也在日趨完善和豐富。