淺談汽車(chē)制造智能化發(fā)展趨勢(shì)

李楠++葉芃

[摘 要]本文是以某汽車(chē)企業(yè)生產(chǎn)車(chē)間LED屏顯示方案為開(kāi)發(fā)背景的智能化管理系統(tǒng)應(yīng)用研究。首先，闡述了在工業(yè)4.0和信息話等時(shí)代背景下汽車(chē)制造的智能化生產(chǎn)研究的意義。其次介紹了ERP和MES系統(tǒng)的整合對(duì)實(shí)現(xiàn)智能化制造的必要性，然后立足于某汽車(chē)企業(yè)生產(chǎn)車(chē)間LED屏顯示的實(shí)際開(kāi)發(fā)為背景闡述智能化制造已經(jīng)成為當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)的趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]汽車(chē)制造 智能化 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）02-0368-01

1 時(shí)代背景

在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的汽車(chē)市場(chǎng)中，中國(guó)汽車(chē)制造業(yè)自主創(chuàng)新能力弱等問(wèn)題仍然突出。技術(shù)水平和工藝水平是汽車(chē)制造企業(yè)的的重要標(biāo)志，它直接影響汽車(chē)制造業(yè)新車(chē)型的發(fā)展。而我國(guó)民族品牌汽車(chē)制造裝備仍依賴國(guó)外等發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)線。

各大汽車(chē)企業(yè)現(xiàn)以綠色制造和輕量化為制造導(dǎo)向，不斷加大新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)制造的低成本、高質(zhì)量。而隨著工業(yè)4.0，數(shù)字化工廠，柔性制造，信息化等術(shù)語(yǔ)的出現(xiàn)，汽車(chē)制造的智能化生產(chǎn)亦將成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2 實(shí)現(xiàn)智能化制造的關(guān)鍵因素

可重新配置生產(chǎn)系統(tǒng)可以對(duì)相關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)的屬性及參數(shù)進(jìn)行配置，是“智能工廠”的重要特征之一。通過(guò)ERP的計(jì)劃和實(shí)施MES的方式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的深度融合，計(jì)劃和生產(chǎn)循環(huán)幫助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)最高目標(biāo)的有效控制。在仿真系統(tǒng)基礎(chǔ)上，最佳匹配目標(biāo)通過(guò)MES組件做出假設(shè)場(chǎng)景，必須可以隨時(shí)獲取當(dāng)前可靠的生產(chǎn)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

ERP和MES的集成挑戰(zhàn)之處在于將企業(yè)層的（ERP）和車(chē)間生產(chǎn)管理層（MES）之間的接口進(jìn)行集成。企業(yè)ERP系統(tǒng)控制行政管理和業(yè)務(wù)流程，MES系統(tǒng)緊密相關(guān)的生產(chǎn)線則用于持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)、記錄生產(chǎn)過(guò)程信息和相關(guān)技術(shù)參數(shù)。這些數(shù)據(jù)包括數(shù)量信息、機(jī)器和設(shè)備狀態(tài)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、故障及其原因等信息。這些信息反映了生產(chǎn)系統(tǒng)的狀態(tài)，進(jìn)而影響ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃。

我們希望在工業(yè)4.0環(huán)境下ERP和MES系統(tǒng)之間的界限將繼續(xù)減弱，企業(yè)層將會(huì)繼續(xù)整合到車(chē)間的生產(chǎn)管理中。如果是純粹的報(bào)表系統(tǒng)，則在ERP系統(tǒng)中有權(quán)控制整個(gè)計(jì)劃，MES系統(tǒng)也將承接相應(yīng)任務(wù)做出詳細(xì)計(jì)劃。在有約束產(chǎn)能的情況下，對(duì)計(jì)劃方案提供有限的可替代方案可以在一定程度上幫助實(shí)施ERP系統(tǒng)粗計(jì)劃。

3 智能化制造案例淺析

作為國(guó)家科學(xué)和制造業(yè)信息化工程技術(shù)”十一五計(jì)劃”的重點(diǎn)，在企業(yè)生產(chǎn)車(chē)間使用LED顯示屏系統(tǒng)得到提升，并有良好的使用效果，在一定程度上促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)管理信息化的發(fā)展。以某汽車(chē)企業(yè)生產(chǎn)車(chē)間LED屏方案為例進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

本項(xiàng)目的顯示屏幕分為兩種：LED雙基色點(diǎn)陣屏和LCD液晶顯示屏。LED雙基色點(diǎn)陣屏，主要分布在沖壓、車(chē)身及總裝車(chē)間的門(mén)口、主通道，采用雙面顯示歡迎信息及產(chǎn)量信息。LCD液晶顯示屏，主要分布在車(chē)身、油漆和總裝車(chē)間，負(fù)責(zé)顯示車(chē)間介紹、車(chē)間生產(chǎn)實(shí)績(jī)及PMC監(jiān)控滾動(dòng)顯示等相關(guān)內(nèi)容。顯示屏指示內(nèi)容主要有以下幾種：設(shè)備信息、物料需求信息、生產(chǎn)信息、質(zhì)量信息、通知信息。其中生產(chǎn)信息包括生產(chǎn)線信息、生產(chǎn)異常、下線計(jì)劃數(shù)、即時(shí)計(jì)劃數(shù)、下線實(shí)績(jī)數(shù)、合格率、月計(jì)劃、月產(chǎn)量、當(dāng)前時(shí)間等信息；設(shè)備信息包括缺料、阻塞、故障、呼叫、設(shè)備狀態(tài)等信息；質(zhì)量信息包括質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備的質(zhì)量異常和QC站信息；物料需求信息包括物料需求的物料名稱(chēng)、工位、時(shí)間、代碼等信息；通知信息包括發(fā)送車(chē)間需要公布的通知信息、宣傳口號(hào)、歡迎辭等信息。

本方案主要采用基于TCP/IP協(xié)議的Ether-Net網(wǎng)絡(luò)，具體架構(gòu)下圖所示，系統(tǒng)依托現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組建車(chē)間級(jí)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，以現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器或ANDON PC為信息發(fā)送設(shè)備，向不同區(qū)域的顯示屏發(fā)送不同內(nèi)容。服務(wù)器或ANDON PC通過(guò)OPC軟件采集設(shè)備PLC點(diǎn)值信息經(jīng)處理后發(fā)送到點(diǎn)陣LED屏或是LCD液晶屏進(jìn)行顯示，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的音樂(lè)喇叭響音樂(lè)。

本方案特點(diǎn)：

（1）基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，接口統(tǒng)一且驅(qū)動(dòng)方便；

（2）顯示內(nèi)容、音樂(lè)選型通過(guò)統(tǒng)一的軟件配置完成，且靈活多樣；

（3）完成分區(qū)域、分屏幕控制，靈活配置。

4 小結(jié)

隨著智能制造關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)汽車(chē)及其零部件制造企業(yè)的自動(dòng)化水平不斷提高，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)裝備制造業(yè)智能制造水平的整體提升。MES系統(tǒng)復(fù)雜的詳細(xì)計(jì)劃組件可以執(zhí)行在ERP系統(tǒng)下達(dá)的粗計(jì)劃。以這種方式可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] Ku，Zhu.Huge market volume for intelligent industrial robots in China.Control Engineering [J] ，2012，4：14-26.

[2] Uwe Dombrowski，Tobias Wagner.The study of intelligent manufacturing internal control mechanism by using a perspective of the production cycle.Journal of Industrial and Production Engineering[J]，2014，10，48-52

[3] Blau，John.Revolutionizing Industry the German Way. Research Technology Management[J]. 2014，6：20-26

[4] Günther Schuh，Till Potente，Cathrin Wesch-Potente，Anja Ruth Weber，Jan-Philipp Prote. Collaboration Mechanisms to Increase Productivity in the Context of Industrie 4.0.Procedia CIRP [J]，2014，5：23-29