IPS系統(tǒng)在System filling數(shù)據(jù)統(tǒng)計上的應(yīng)用

孟凡龍

(華晨寶馬汽車有限公司，遼寧 沈陽 110143)

0 引言

IPS系統(tǒng)的全稱是International Production System，是一種廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能強大，擴展靈活，互相結(jié)合構(gòu)成一個強大的生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在車間日產(chǎn)量的監(jiān)控方面，具有不可替代的作用。該系統(tǒng)主要由三部分組成:即IPS-L、IPS-T和IPS-Q。現(xiàn)分別介紹各系統(tǒng)的功能如下:

IPS-L系統(tǒng)是生產(chǎn)訂單控制系統(tǒng)，L是Logistic的縮寫［1］，為實現(xiàn)零庫存，車間的日產(chǎn)量根據(jù)客戶的訂單來安排，各種車型的日產(chǎn)量及每輛車的參數(shù)配置都由此系統(tǒng)發(fā)出指令來完成。此系統(tǒng)還可以實時查詢各個區(qū)域的緩存情況。

IPS-T系統(tǒng)是生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，T是Technique的縮寫［2］，該系統(tǒng)主要接收來自PLC的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，主要包括產(chǎn)量、節(jié)拍、KPI等，并通過網(wǎng)頁的形式顯示出來。

IPS-Q系統(tǒng)主要是質(zhì)量檢測系統(tǒng)，Q是Quality的縮寫，此系統(tǒng)主要用作整車質(zhì)量檢測。

在system filling的計算中，以往一般選擇PLC作為數(shù)據(jù)源，此方法簡單易行，但缺點是有些區(qū)域PLC無法計算，這樣導(dǎo)致結(jié)果與實際值存在很大的誤差，對生產(chǎn)控制造成很大的影響。

IPS-L系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中存儲大量的生產(chǎn)信息，通過它可以精確的查詢到各個區(qū)域的緩存數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)精準(zhǔn)無誤。但該系統(tǒng)使用起來比較復(fù)雜，往往僅限于專業(yè)人士使用，而且很難通過圖形界面顯示出來，這給它的應(yīng)用造成了一些困難。而IPS-T系統(tǒng)恰好能彌補IPS-L這方面的不足，它能很好地把數(shù)據(jù)通過圖形界面顯示出來。據(jù)此，我們設(shè)想在計算system filling時，可以選擇從IPS-L讀取數(shù)據(jù)，由IPS-T來實現(xiàn)輸出，這樣既精準(zhǔn)又方便監(jiān)控。相比于以往的以PLC作為數(shù)據(jù)源，從IPS-L取數(shù)精度很高，能夠很好的滿足生產(chǎn)控制的需求。

1 方案設(shè)計

該方案主要由三部分組成:即采集單元、統(tǒng)計與存儲單元、顯示單元。

采集單元負責(zé)把需要統(tǒng)計的各個區(qū)域的源數(shù)據(jù)采集出來，要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，不能有死區(qū)，這部分主要由IPS-L系統(tǒng)來完成。

統(tǒng)計與存儲單元負責(zé)把采集單元傳送過來的數(shù)據(jù)進行累加求和，并存儲到IPS-T數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，以便可以查詢到歷史數(shù)據(jù)，這部分主要由IPS-T系統(tǒng)來完成。

顯示單元是輸出部分，負責(zé)把計算結(jié)果通過IPS-T的網(wǎng)頁顯示出來，形成人機界面。此單元主要由兩部分組成，一是圖形設(shè)計部分，由Legato公司提供的專用軟件 Designer［3］來實現(xiàn);二是圖形顯示部分，即把設(shè)計好的圖形上傳到IPS-T的網(wǎng)頁上面，這樣我們就可以直觀的監(jiān)控系統(tǒng)system filling的數(shù)據(jù)，進行有效的生產(chǎn)控制。

三個單元之間各自獨立，緊密配合，共同完成對系統(tǒng)緩存的統(tǒng)計工作，如圖1所示。下面將詳細介紹各單元的具體實現(xiàn)過程。

圖1 方案設(shè)計構(gòu)成圖

2 方案實施

現(xiàn)在以車身車間下車身至精整線這一區(qū)域為例，講述各單元實現(xiàn)過程。

2.1 采集單元

下車身至精整段工藝如圖2所示。

圖2 下車身-精整段工藝流程圖

從圖2可以看出，下車身至精整線分為若干區(qū)域，這些區(qū)域分為兩種類型，一類是工作站區(qū)域;一類是傳送鏈區(qū)域，它位于兩個工作站之間。這兩類區(qū)域都存有工件緩存，在計算system filling的時候都需要計算在內(nèi)，采集單元的任務(wù)就是把這兩類區(qū)域中每一部分的緩存計算出來，然后傳送給統(tǒng)計與存儲單元。兩類區(qū)域的計算原理都是一樣的，下面以下車身和下車身至螺柱焊段傳送鏈為例進行說明:

采集單元主要由IPS-L系統(tǒng)來完成，IPS-L計算工件緩存的原理是在每個區(qū)域起始位置設(shè)置一個checkpoint點，也就是檢測點，當(dāng)工件通過這個檢測點時，在系統(tǒng)中就以這個檢測點來標(biāo)識此工件，這樣在一段時間內(nèi)有多少個工件通過這個檢測點，系統(tǒng)就能通過檢測點標(biāo)識準(zhǔn)確的計算出來工件的數(shù)量，而當(dāng)此工件向前傳送至下一個新checkpoint時，它又以新的checkpoint點來標(biāo)識，每個工件在同一時刻只以一個唯一的checkpoint點來標(biāo)識，這樣就能有效的避免工件被重復(fù)計算，IPS-L系統(tǒng)就是通過此原理來完成工件的計數(shù)。

在車身車間，IPS-L系統(tǒng)給下車身分配的 checkpoint點為CP1210，給下車身至螺柱焊傳送鏈段分配的 checkpoint點是CP1210950，然后通過 SQL 的專用指令 SELECT COUNT(*)［4］，就能計算出通過各個checkpoint點的工件數(shù)量，也即各個區(qū)域的緩存數(shù)量。

2.2 統(tǒng)計與存儲單元

IPS-L把計算出來的緩存先放在IPS-L的數(shù)據(jù)庫中，再把它輸出給IPS-L客戶端，由IPS-L客戶端把數(shù)據(jù)傳送給IPS-T客戶端，IPS-L客戶端與IPS-T客戶端之間通過Gateway IPS-L建立連接，如圖3所示。IPS-T客戶端開辟一段存儲區(qū)域用來存儲這些數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)還可以存儲在IPS-T的數(shù)據(jù)庫中進行歸檔，以便日后查詢歷史數(shù)據(jù)時使用。

圖3 IPS系統(tǒng)通訊配置圖

這里，我們開辟PPE001區(qū)域用來存儲從CP1210傳送來的數(shù)據(jù)，也即是下車身的緩存數(shù)量，開辟PPE002區(qū)域用來存儲從CP1210950傳送來的數(shù)據(jù)，也即是下車身至螺柱焊傳送鏈段的緩存數(shù)量。以此類推，一直到精整線，然后再把這些數(shù)值在IPS-T的客戶端累加起來，這樣求出的和就是我們最后要的system filling，下面把全部區(qū)域的checkpoint點及對應(yīng)的PPE存儲區(qū)列表顯示如表1所示。

在表1中，我們按照規(guī)則，給每一個區(qū)域分配一個英文縮寫，在下面的顯示單元就以此英文縮寫來顯示。

2.3 顯示單元

顯示單元用來把得到的數(shù)據(jù)以圖形的形式顯示出來，它包括兩部分內(nèi)容，即圖形編輯和圖形顯示。這兩部分都是通過Legato公司出品的軟件Designer與Website來實現(xiàn)的，Designer用來制作編輯畫面，它是一個與IPS系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的畫圖軟件，圖形為SVG格式［5］，畫面中的變量即是PPE001～019。Website是網(wǎng)頁顯示系統(tǒng)，做好的畫面上傳到該網(wǎng)頁系統(tǒng)之后，這樣我們只需打開Website就能實時監(jiān)控到system filling的數(shù)值了，非常方便控制生產(chǎn)狀態(tài)。根據(jù)生產(chǎn)的需求，我們把各個不同的車型也給顯示出來了。

表1 checkpoint點映射表

3 調(diào)試階段

在調(diào)試階段，有三點需要注意。第一，在統(tǒng)計各區(qū)域的工件緩存時，有些工件由于抽檢原因需要臨時下線，或者有些工件焊接質(zhì)量不合格需要返修或直接報廢，對于這類工件，不應(yīng)該計算在內(nèi)。當(dāng)工件出現(xiàn)以上諸情況時，PLC向IPS-L系統(tǒng)發(fā)送報文，報告此工件狀態(tài)，IPS-L系統(tǒng)收到報文后會在系統(tǒng)中特殊標(biāo)識此工件，標(biāo)識位置是工件號的最后一個字母，如字母E代表下線，字母A代表返修，字母D代表報廢，在編寫SQL語句時需要把持有此類標(biāo)識的工件號從語句里刪除，這樣就避免了將其計算在內(nèi)。第二，工件不能被重復(fù)計算，一個工件同一時刻只能隸屬于一個區(qū)域，即同一個checkpoint點不能出現(xiàn)在兩條語句中，這一點需要編程人員認(rèn)真檢查，方能避免。最后，經(jīng)過各部門的配合，順利完成了調(diào)試，監(jiān)控一段時間后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，運行穩(wěn)定，滿足了生產(chǎn)控制的要求。調(diào)試后的結(jié)果如圖4所示，UB-MF列就是求和之后我們最終想要的system filling。

圖4 調(diào)試結(jié)果圖

4 結(jié)束語

本文講述了以IPS-L作為數(shù)據(jù)源進行system filling計算的全過程，該方案的重點在于數(shù)據(jù)采集階段，合理的選擇checkpoint點成為關(guān)鍵，不能出現(xiàn)死區(qū)和重疊區(qū)域，而且要根據(jù)實際的情況進行有效的調(diào)試，經(jīng)過驗證，結(jié)果與實際值沒有偏差，投入使用后運行穩(wěn)定，滿足了生產(chǎn)控制的需求。從IPS-L讀取數(shù)據(jù)開辟了IPS-T應(yīng)用的新方向，具有重大的意義，由于IPS-L系統(tǒng)中存有大量的有用信息，隨著生產(chǎn)需求的不斷深入，從IPS-L讀取數(shù)據(jù)將會更加頻繁，因此以IPS-L作為數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)勢必獲得更加廣泛的應(yīng)用。

［1］IPS-L使用手冊［K］.Legato有限公司發(fā)行，2011.

［2］IPS-T使用手冊［K］.Legato有限公司發(fā)行，2011.

［3］Designer設(shè)計手冊［K］.Legato有限公司發(fā)行，2011.

［4］斯蒂芬森.SQL入門經(jīng)典［M］.北京:人民郵電出版社，2011.

［5］黃凱偉.SVG開發(fā)實踐［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2008.