智能化汽車零部件制造執(zhí)行系統(tǒng)研究及應(yīng)用

陸彬

摘 要：隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，智能化技術(shù)與汽車零件制造行業(yè)有效融合，形成了全新的智能化制造系統(tǒng)。制造執(zhí)行系統(tǒng)作為公司計(jì)劃管理層和基層控制層之間的執(zhí)行層，是實(shí)現(xiàn)公司智能自動(dòng)化的重要組成部分，提升智能化汽車零部件的制造效率，本文對制造執(zhí)行系統(tǒng)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，闡述智能化汽車零部件制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、原則、理論和方法。最終提出智能化汽車零部件制造執(zhí)行系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，機(jī)臺系統(tǒng)報(bào)修、廣播系統(tǒng)報(bào)修、設(shè)備亮燈報(bào)和修監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)修。

關(guān)鍵詞：汽車零部件;執(zhí)行系統(tǒng);研究與應(yīng)用

1 引言

隨著國內(nèi)科技的發(fā)展，美國AMR公司提出了制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念，這種執(zhí)行系統(tǒng)能夠?yàn)槠嚵闫骷圃焐a(chǎn)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)收集困難、器械通訊能力較弱、安裝工程缺乏秩序化和零件質(zhì)量追溯難等問題進(jìn)行有效解決，同時(shí)能夠確保汽車零部件制造車間擁有較好的工作效率，為智能化汽車零部件制造行業(yè)提供良好的技術(shù)支持，推動(dòng)現(xiàn)代汽車零部件制造業(yè)的內(nèi)部改革與發(fā)展經(jīng)營。本文基于此展開研究，對制造執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)的知識展開研究，最終提出智能化汽車零部件制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用，希望能對相關(guān)人員提供參考性幫助。

2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)

2.1 制造執(zhí)行系統(tǒng)的特點(diǎn)

制造執(zhí)行系統(tǒng)具備全程監(jiān)控與數(shù)據(jù)上傳的功能，可以讓公司深度提升生產(chǎn)效益，根據(jù)國內(nèi)專家的相關(guān)實(shí)驗(yàn)可知，MES系統(tǒng)可以減少公司庫存積壓，提升產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，對生產(chǎn)物品的周轉(zhuǎn)率進(jìn)行有效控制[1]。MES的特點(diǎn)在于精準(zhǔn)性與實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)所進(jìn)行的延遲反應(yīng)具有超強(qiáng)的精準(zhǔn)性，制造執(zhí)行系統(tǒng)的精準(zhǔn)功能可以為公司生產(chǎn)項(xiàng)目決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)與判斷結(jié)果，系統(tǒng)時(shí)效性的特性讓公司各部門都對制造執(zhí)行系統(tǒng)廣泛應(yīng)用并大受好評，這種制造執(zhí)行系統(tǒng)具備以下優(yōu)勢：

第一，能夠精密制造，將生產(chǎn)鏈，物料鏈和工藝鏈都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，通過對終端索取信息數(shù)據(jù)能夠制定出科學(xué)正確的規(guī)劃并由各個(gè)組織執(zhí)行完成，這種制造執(zhí)行系統(tǒng)擁有完整的信息數(shù)據(jù)控制流程，為公司實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)控制和精密制造提供良好基礎(chǔ)。

第二，讓生產(chǎn)過程透明化，制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠?qū)囬g工作人員實(shí)施全方位無死角的監(jiān)控，通過對工作人員、物料和設(shè)備的監(jiān)管實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化的管理特點(diǎn)，讓每個(gè)生產(chǎn)的流程中產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題都可進(jìn)行追溯性管理，提升車間的生產(chǎn)質(zhì)量。

第三，能夠?qū)ξ锪线M(jìn)行程序化的管理，制造執(zhí)行系統(tǒng)擁有對物料鏈的高效管理能力，能夠?qū)?nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物料實(shí)施有效管理和控制，讓物料管理更加科學(xué)有效。

第四，可以提升生產(chǎn)質(zhì)量，車間內(nèi)部零部件的質(zhì)量決定智能化汽車零部件制造車間的經(jīng)濟(jì)收益與信譽(yù)口碑，制造執(zhí)行系統(tǒng)擁有完善的質(zhì)量管理程序可以對每一道流水線每一條工序?qū)嵤┯行У谋O(jiān)控并且能夠擁有高效率的質(zhì)量問題追溯功能，為車間零部件制造的質(zhì)量關(guān)進(jìn)行有效控制。

2.2 制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

制造執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分別由供應(yīng)系統(tǒng)管理、銷售和服務(wù)系統(tǒng)管理、公司資源規(guī)劃、產(chǎn)品制造流程和控制管理構(gòu)成。這其中制造執(zhí)行系統(tǒng)與公司控制系統(tǒng)通過接口端程序完成信息傳輸，通過對供應(yīng)系統(tǒng)管理的控制進(jìn)行有效監(jiān)督控制，通過對公司資源規(guī)劃管理的控制完成制造反饋和公司規(guī)劃管理，通過對銷售服務(wù)系統(tǒng)管理的控制完成售后服務(wù)維護(hù)，通過對產(chǎn)品制造流程系統(tǒng)的控制完成公司資金成本預(yù)估，通過控制管理系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令執(zhí)行與設(shè)備數(shù)據(jù)采集的命令。

3 智能化汽車零部件制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則

以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)創(chuàng)建的物聯(lián)網(wǎng)智能制造執(zhí)行系統(tǒng)，可以對傳統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)存在的不足之處進(jìn)行改良，這種職能制造執(zhí)行系統(tǒng)的內(nèi)在是由智能器械與制造執(zhí)行系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)技術(shù)組成。為了讓制造執(zhí)行系統(tǒng)能夠起到監(jiān)控車間產(chǎn)品質(zhì)量及運(yùn)營的效果，制造執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下：

第一，具備實(shí)用性和多變性。系統(tǒng)的本質(zhì)是為了協(xié)助人類完成任務(wù)，因此在界面設(shè)計(jì)和內(nèi)部設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)結(jié)果后必須具備實(shí)用性，同時(shí)為了思考如何便利用戶完成操作，該系統(tǒng)必須具備多變性。

第二，運(yùn)維便捷性。系統(tǒng)運(yùn)維是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本原則之一，系統(tǒng)運(yùn)維存在的目的是為了確保系統(tǒng)能夠常規(guī)運(yùn)行并且提供相應(yīng)的技術(shù)支持，增設(shè)運(yùn)維機(jī)制、運(yùn)維流程、運(yùn)維服務(wù)評估制度來確保系統(tǒng)能夠常規(guī)運(yùn)行。在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮系統(tǒng)信息之間的依賴性，讓系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)充滿簡潔性，同時(shí)要增設(shè)系統(tǒng)日志，為運(yùn)維功能提供便利。

第三，穩(wěn)定性。系統(tǒng)需要長久運(yùn)行就必須具備系統(tǒng)穩(wěn)定性，只有穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)才會(huì)確保日常的系統(tǒng)運(yùn)行，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)和系統(tǒng)中斷等故障。同時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定性也能夠?yàn)橄到y(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供基本保障，讓制造執(zhí)行系統(tǒng)具備應(yīng)有的作用。

第四，系統(tǒng)規(guī)范性。系統(tǒng)內(nèi)部程序設(shè)計(jì)和建立初期就建立的系統(tǒng)開發(fā)能力和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，讓系統(tǒng)能夠程序化的按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行指令，為項(xiàng)目管理提供便利。

3.2 設(shè)計(jì)的理論與方法

制造執(zhí)行系統(tǒng)的開發(fā)是通過ASP、JSP、ASP.NET等Web服務(wù)器端腳本連接客戶端叫和數(shù)據(jù)庫來完成，在開發(fā)模式過程中，應(yīng)用層對業(yè)務(wù)層發(fā)送請求，業(yè)務(wù)層經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后會(huì)將邏輯數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，最終通過數(shù)據(jù)庫運(yùn)輸?shù)娇蛻舳讼到y(tǒng)，完成運(yùn)行，這種內(nèi)部運(yùn)行方式具備較高的響應(yīng)速度和安全穩(wěn)定性[2]。

制造執(zhí)行系統(tǒng)需要根據(jù)軟件工程學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程中需要利用到瀑布模型和快速原型聯(lián)合設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)瀑布模型期間需要采取層層遞減的設(shè)計(jì)方式，在設(shè)計(jì)快速原型模型是需要按照客戶需求進(jìn)行快速設(shè)計(jì)，最終得到理想的系統(tǒng)模型，這種快速原型模型的特點(diǎn)就是根據(jù)客戶的需求進(jìn)行改變，不斷的自我完善系統(tǒng)，最后滿足客戶需求[3]。

4 智能化汽車零部件制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 機(jī)臺系統(tǒng)報(bào)修

機(jī)臺系統(tǒng)開啟報(bào)修功能的過程為：設(shè)備內(nèi)部開始故障報(bào)警，這時(shí)制造臺上的工人能夠通過機(jī)臺系統(tǒng)上具備的“設(shè)備維修”功能進(jìn)行報(bào)警，工人可進(jìn)一步判斷設(shè)備是否需要維修。當(dāng)按下“是”的時(shí)候，只需要提交報(bào)修設(shè)備編號，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)對設(shè)備維修工程師發(fā)送消息，要求維修工程師對設(shè)備展開維修工作，同時(shí)記錄設(shè)備故障原因，維修工程師的維修過程、維修結(jié)果，當(dāng)維修工程師完成維修后才會(huì)關(guān)閉報(bào)修系統(tǒng)，并且將維修工程師的維修過程中采取的解決手段以及維修結(jié)果上傳數(shù)據(jù)庫，報(bào)修流程宣布結(jié)束。

4.2 廣播系統(tǒng)報(bào)修

廣播系統(tǒng)開啟報(bào)修功能的過程為：利用車間內(nèi)部的廣播系統(tǒng)進(jìn)行呼叫，申請報(bào)修的過程中會(huì)進(jìn)行錄音，之后將錄音內(nèi)容發(fā)送到相關(guān)部門工作人員，由該工作人員負(fù)責(zé)接收與記錄，最終向工人發(fā)送語音通話，通過通話內(nèi)部的撥號功能確認(rèn)工人可進(jìn)一步判斷設(shè)備是否需要維修，有人工客服進(jìn)行接聽并且與工人溝通。如果確定需要報(bào)修工人會(huì)提交報(bào)修設(shè)備編號，并且由智能客服向設(shè)備維修工程師撥號，并且將語言錄音播放給維修工程師，命令維修工程師對設(shè)備展開維修工作。同時(shí)，由維修工程師記錄設(shè)備故障原因，維修過程與維修結(jié)果，當(dāng)維修工程師完成維修后才會(huì)關(guān)閉報(bào)修系統(tǒng)，并且將維修工程師的維修過程中采取的解決手段以及維修結(jié)果上傳數(shù)據(jù)庫，報(bào)修流程宣布結(jié)束。

4.3 設(shè)備亮燈報(bào)修

設(shè)備系統(tǒng)開啟報(bào)修功能的過程為：當(dāng)工人確定設(shè)備出現(xiàn)故障后可以拍擊設(shè)備的報(bào)警燈，這種報(bào)警信號和報(bào)警數(shù)據(jù)會(huì)上傳到制造執(zhí)行系統(tǒng)。由數(shù)據(jù)庫和終端進(jìn)行判斷，最終會(huì)開啟設(shè)備維修工作，數(shù)據(jù)終端會(huì)對設(shè)備維修工程師發(fā)布任務(wù)。再由設(shè)備維修工程師按照制造執(zhí)行系統(tǒng)所提供的設(shè)備位置與設(shè)備編號尋找到該設(shè)備，對設(shè)備進(jìn)行維修工作。在這期間設(shè)備維修工程師會(huì)將設(shè)備發(fā)生的故障原因、設(shè)備維修方案和設(shè)備是否能夠維修以及維修結(jié)果上傳到制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，由數(shù)據(jù)庫對此類維修數(shù)據(jù)進(jìn)行整合并儲(chǔ)存，為其余設(shè)備維修工程師提供成功案例與失敗案例，提升設(shè)備維修工程師的維修能力。

4.4 監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)修

監(jiān)控系統(tǒng)開啟報(bào)修功能的過程為：當(dāng)判定設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)進(jìn)行周期性抓取產(chǎn)品照片上傳到數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部會(huì)進(jìn)行照片核對，判斷拍攝的故障設(shè)備照片與無故障設(shè)備照片是否符合，如果與無故障設(shè)備照片符合，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉報(bào)修程序。如果與無故障設(shè)備照片不符合，就會(huì)開啟報(bào)修程序，會(huì)由制造執(zhí)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫終端創(chuàng)建報(bào)修工單，同時(shí)會(huì)通過一系列方式通知設(shè)備維修工程師，為維修工程師頒發(fā)設(shè)備維修任務(wù)，最終會(huì)由維修工程師記錄設(shè)備故障原因，與詳細(xì)的維修過程，當(dāng)維修工程師提交維修完畢后會(huì)關(guān)閉報(bào)修系統(tǒng)，報(bào)修流程宣布結(jié)束。

5 結(jié)語

先進(jìn)實(shí)用的制造執(zhí)行系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對車間各部門以及工序細(xì)節(jié)的有效監(jiān)控，通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的理論知識完成的制造執(zhí)行系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在智能化汽車零部件制造車間中，通過機(jī)臺系統(tǒng)報(bào)修，廣播系統(tǒng)報(bào)修，設(shè)備亮燈報(bào)修和健康系統(tǒng)報(bào)修等相關(guān)應(yīng)用對智能化汽車零部件制造車間起到良好的幫助作用，提升汽車零部件產(chǎn)業(yè)的制造產(chǎn)品效率與質(zhì)量。并且，能夠解決汽車零部件企業(yè)所面臨的大部分問題，如數(shù)據(jù)收集困難、器械通訊能力較弱和零件質(zhì)量追溯難等車間常見問題，同時(shí)能夠?qū)χ悄芑嚵悴考菊w提供有效管理和控制。因此，可見制造執(zhí)行系統(tǒng)在智能化汽車零部件制造車間中起到至關(guān)重要的作用，應(yīng)當(dāng)廣泛加以應(yīng)用，促進(jìn)智能化汽車零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]施衛(wèi)保，施東翔.制造執(zhí)行系統(tǒng)MES教學(xué)平臺搭建與教學(xué)應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（09）：202-203.

[2]劉威，崔紅兵，楊建勇.制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）所需的設(shè)備數(shù)據(jù)采集研究[J].印制電路信息，2019，27（09）：13-16.

[3]信振宇，烏奕竹.汽車生產(chǎn)過程中的制造執(zhí)行系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019（15）：201-203.