發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)與研究

于瑞泓，王德權(quán)

（大連工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼守大連 116034）

發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)與研究

于瑞泓，王德權(quán)

（大連工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼守大連 116034）

基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在Microsoft Visual Studio 2010環(huán)境下以C#為編程語言開發(fā)了基于MES的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及界面設(shè)計(jì)等。能夠?qū)崟r(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)通訊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線邊工位的物料及時(shí)進(jìn)行配送，采集發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的物料信息，完成發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中物料的追溯。采用系統(tǒng)的生產(chǎn)線完成物料的及時(shí)配送以及物料防錯(cuò)，按照準(zhǔn)時(shí)制的生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)目前已在某發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定。

發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線；物料拉動(dòng)；配送；追溯

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)的增強(qiáng)，統(tǒng)一開放的全球市場(chǎng)已經(jīng)形成，物流產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要熱點(diǎn)，物流管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與提高將成為制造業(yè)信息化發(fā)展的一個(gè)主體［1］。拉動(dòng)系統(tǒng)是一種通過只補(bǔ)充已消耗的資源，來達(dá)到控制資源流動(dòng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。旨在需要的時(shí)間，按需要的品種，按需要的數(shù)量，生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品［2］。在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配企業(yè)，盡管面向顧客的產(chǎn)品變化較快，但構(gòu)成產(chǎn)品的零部件相對(duì)穩(wěn)定［3］。

針對(duì)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)，本文作者基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及Microsoft Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境進(jìn)行開發(fā)了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通過裝配線的物料拉動(dòng)系統(tǒng)完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中物料的防錯(cuò)與追溯，物料安東呼叫配送。

1 系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)

發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)通過物料安東實(shí)現(xiàn)裝配線物料的配送，完成發(fā)動(dòng)機(jī)裝配物料追溯是基于條碼批次掃描技術(shù)、SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，以Microsoft Visual Studio 2010為開發(fā)平臺(tái)、以C#為編程語言，開發(fā)的獨(dú)立集成系統(tǒng)。

SQL Server 2008引入了Microsoft Windows的.NET Framework的公共語言運(yùn)行庫(kù)（CLR）Common Language Runtime組件的集成。CLR是Microsoft.NET Framework的核心，為所有.NET Framework代碼提供執(zhí)行環(huán)境［4］。本發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)采用SQL Server 2008為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)能夠通過編寫存儲(chǔ)過程完成數(shù)據(jù)的增加、查詢、修改，主要用來存儲(chǔ)物料相關(guān)數(shù)據(jù)。

以Microsoft Visual C-Sharp（簡(jiǎn)稱Visual C#）為開發(fā)環(huán)境。Visual C#是一種全新的現(xiàn)代化的完全面向?qū)ο蟮恼Z言。它讓程序員能夠快捷地創(chuàng)建基于Visual Studio.NET平臺(tái)的解決方案。

2 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

開發(fā)目標(biāo)是：通過發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)完成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過程中的物料配送以及物料的追溯。物料拉動(dòng)生產(chǎn)方式可以很好的減少生產(chǎn)過程中時(shí)間的浪費(fèi)和等待，達(dá)到控制低庫(kù)存和降低生產(chǎn)成本的目的。此方法開發(fā)的“看板”系統(tǒng)等方法，形成一套有特色的高效的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式［5］。

在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上操作者能夠根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用物料拉動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的處理以提高了生產(chǎn)效率，通過物料拉動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配零件在生產(chǎn)過程中的及時(shí)配送，完成物料數(shù)據(jù)的追溯，按生產(chǎn)船機(jī)所需的工序從最后一個(gè)工序開始往前推，確定每一道工序的類別，根據(jù)每一道工序的流程與所需物料數(shù)量和工作時(shí)間來安排和組織物流。適時(shí)適量的按需生產(chǎn)，盡可能的減少物料在生產(chǎn)過程中的停滯與搬運(yùn)，讓物料在生產(chǎn)裝配線上無阻礙地流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式。本系統(tǒng)針對(duì)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線物料拉動(dòng)的流程是：通過生產(chǎn)訂單確定物料的配送，然后再由裝配線工位物料的消耗來拉動(dòng)物料的配送，使得生產(chǎn)按照計(jì)劃走，物料按照計(jì)劃配送，由裝配線的工位物料消耗情況來指導(dǎo)物料的配送，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的精益化和透明化。發(fā)動(dòng)機(jī)到位后掃描發(fā)動(dòng)機(jī)唯一追蹤碼，操作者掃描已經(jīng)按箱配送到工位的物料對(duì)應(yīng)的條碼，系統(tǒng)自動(dòng)完成批次掃描同時(shí)對(duì)線邊庫(kù)存進(jìn)行扣料處理，完成物料的消耗。當(dāng)本工位線邊庫(kù)存不足時(shí)，通過Andon系統(tǒng)將缺料工位以及物料的型號(hào)和規(guī)格以及數(shù)量顯示在車間大屏幕上。

根據(jù)上述追溯流程，見圖1。為實(shí)現(xiàn)所述業(yè)務(wù)流程，設(shè)計(jì)以下主要功能模塊：系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，物料配送管理模塊，工位物料管理模塊，物料Andon模塊。

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立存儲(chǔ)物料信息表以及Andon呼叫信息表，程序調(diào)用存儲(chǔ)過程，視圖等，主要包括的信息：零件名稱、零件圖號(hào)、零件信息描述、零件規(guī)格、零件型號(hào)。通過掃描發(fā)動(dòng)機(jī)追蹤號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)顯示當(dāng)前型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配指導(dǎo)以及準(zhǔn)備裝配的物料信息。

2.2 物料配送管理模塊

物料拉動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控工位物料情況，是否低于安全庫(kù)存，當(dāng)線邊庫(kù)存低于安全庫(kù)存量，系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生配送單。由于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的零件種類多，通過發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)完成批次驗(yàn)證，同時(shí)物料拉動(dòng)系統(tǒng)將更新工位庫(kù)存信息。工位庫(kù)存的信息可以在物料拉動(dòng)系統(tǒng)界面上進(jìn)行查看。發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示物料批次信息，工位物料庫(kù)存信息，物料待接收信息，物料號(hào)，物料描述以及物料通知文本等信息，為操作工提供更好的物料看板，操作工可以根據(jù)界面看板信息了解是否需要掃描料箱標(biāo)簽/看板卡，是否物料庫(kù)存快不足，是否有物料需要接受以及對(duì)應(yīng)的物料批次信息等等。料箱標(biāo)簽如圖2所示。

圖2 料箱標(biāo)簽

2.3 工位物料管理模塊

本模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能是：針對(duì)工位物料進(jìn)行掃描條碼，完成物料的驗(yàn)證。通過物料拉動(dòng)系統(tǒng)界面完成物料的接收，接收物料時(shí)，首先需要掃描工位物料需求單上的單號(hào)會(huì)彈出物料接收界面，點(diǎn)擊確定接收按鈕進(jìn)行物料接收，同時(shí)也可以手動(dòng)接收物料，如圖3所示；自制件和殼體物料接收只需在線邊掃描對(duì)應(yīng)的看板卡即可。當(dāng)掃描了工位物料需求單單號(hào)條碼接受物料或者手動(dòng)接受物料時(shí)，系統(tǒng)彈出確認(rèn)對(duì)話框，操作者根據(jù)對(duì)話框顯示的物料內(nèi)容盤點(diǎn)物料是否正確，若正確則點(diǎn)擊確定接受，若錯(cuò)誤則取消接受。

圖3 工位物料接收

2.4 物料Andon模塊

本模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能是：工位物料接收后，若發(fā)現(xiàn)有物料缺少、錯(cuò)誤、不合格等現(xiàn)象點(diǎn)擊物料拉動(dòng)模塊中的呼叫按鈕，就會(huì)彈出物料錯(cuò)誤界面進(jìn)行物料呼叫（呼叫信息同步到倉(cāng)庫(kù)大屏幕），倉(cāng)庫(kù)配料人員會(huì)根據(jù)呼叫內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)料、物料更正。補(bǔ)料、物料更正并且線邊接收后，倉(cāng)庫(kù)大屏幕的呼叫信息自動(dòng)復(fù)位（若沒有復(fù)位，在線邊也可以手動(dòng)點(diǎn)擊復(fù)位按鈕，彈出物料復(fù)位界面，進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位）。

針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工位的物料消耗，操作者可以通過拉動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行缺料Andon呼叫，實(shí)時(shí)將缺料信息顯示在車間大屏幕上。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

主要完成了工件物料數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，以及保存發(fā)動(dòng)機(jī)物料的驗(yàn)證結(jié)果以及形成發(fā)動(dòng)機(jī)物料檔案，同時(shí)指導(dǎo)操作者進(jìn)行工作。要求能夠與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊并通過存儲(chǔ)過程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2008。

數(shù)據(jù)庫(kù)主要用于存儲(chǔ)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息、物料信息、裝配指導(dǎo)、裝配工藝。建立相關(guān)的表用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如［MES-裝配數(shù)據(jù)-零部件追溯-數(shù)據(jù)主表］、［MES -裝配數(shù)據(jù)-零部件追溯］、［電子看板-裝配零件］等。

系統(tǒng)中除了新建相關(guān)的表進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還創(chuàng)建了相關(guān)的視圖以及相應(yīng)的存儲(chǔ)過程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、增加、修改等操作，提高了系統(tǒng)的工作效率，如圖4所示。此圖中描述了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)保存發(fā)動(dòng)機(jī)物料數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)表關(guān)系。

圖4 物料數(shù)據(jù)關(guān)系圖

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)線邊配料日計(jì)劃信息，將被存放在表［物料拉動(dòng)-線邊配料日計(jì)劃］、［物料拉動(dòng)-線邊配料日計(jì)劃-索引］表中，建立如圖4所示的主外鏈關(guān)系，即發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線線邊物料數(shù)據(jù)信息來自［物料拉動(dòng)-線邊配料日計(jì)劃-索引］表中。

4 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)流程通過實(shí)際調(diào)研根據(jù)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，此處以物料Andon模塊為例。

模塊的界面如圖5所示。

在此界面操作者能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行物料呼叫，通過選擇準(zhǔn)備進(jìn)行呼叫的物料，點(diǎn)擊紅色按鈕，完成物料的安東呼叫，同時(shí)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)將自動(dòng)將信息發(fā)送到車間大屏幕，大屏幕將實(shí)時(shí)顯示物料安東信息。倉(cāng)庫(kù)配料人員將物料送達(dá)到線邊后，操作人員在物料拉動(dòng)系統(tǒng)界面點(diǎn)擊復(fù)位按鈕手動(dòng)將大屏幕本工位的物料呼叫信息進(jìn)行復(fù)位。

圖5 物料Andon模塊

5 系統(tǒng)的應(yīng)用

本文開發(fā)的基于MES的發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線物料拉動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試通過后已實(shí)際應(yīng)用于某發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)裝配過程中物料的防錯(cuò)以及物料追溯，操作者通過物料Andon能夠及時(shí)進(jìn)行物料配送，大大提高了生產(chǎn)效率。

6 結(jié)束語

本文通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線整體物料配送過程的調(diào)研，設(shè)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，完成了針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝線物料拉動(dòng)系統(tǒng)的研究與開發(fā)，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、運(yùn)行過程穩(wěn)定、結(jié)果可靠，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

［1］劉磊，莫太平，耿建平.基于WEB的物料拉動(dòng)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（3）：208-210.

［2］沈惠忠.看板拉動(dòng)物料配送在油泵裝配線上的實(shí)踐運(yùn)用［J］.江蘇科技信息，2013（8）：47-56.

［3］閆蔚.面向裝配的CAD系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件建庫(kù)工具［D］.天津：天津大學(xué)，2003.

［4］王德權(quán)，黃成海.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線MES中的訂單管理系統(tǒng)［J］.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2013（2）：127-129.

［5］齊二石.豐田生產(chǎn)方式及其在中國(guó)的應(yīng)用分析［J］.工業(yè)工程與管理，1997（4）：37-39.

（編輯 趙蓉）（編輯 趙蓉）

The Research and Development of Engine Assembly Line Material Pull System

YU Rui-hong，WANG De-quan
（School of Mechanical Engineering&Automation，Dalian Polytechnic University，Dalian Liaoning 116034，China）

Engine assembly line material pull system is based on database technology，under the environment of Microsoft Visual Studio 2010.Including the system structure design，database design and interface design，etc.The system can communicate with database in real time，achieve line side station material delivery timely，collecting engine assembly line material information.The engine assembly line can complete material traceability.The production line equipped this system can finish the task of delivering material intime and material mistake proofing.And the production line can work at the JIT′s request.The engine assembly line which equipped with material pull system has practical application in engine production line，running stability.

engine assembly line；material pull；distribution；trace

TH166；TG659

A

1001-2265（2015）06-0158-03 DOI：10.13462/j.cnki.mmtamt.2015.06.043

2015-03-09；

2015-04-20

于瑞泓（1983—）男，遼寧大連人，大連工業(yè)大學(xué)講師，研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化，（E-mail）wgyxyx@dlpu.edu.cn。