汽車(chē)工廠焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)自動(dòng)化改造探析

丁煥　周華

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技水平與經(jīng)濟(jì)水平的提升，極大的促進(jìn)了我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。汽車(chē)工廠焊裝車(chē)間作為汽車(chē)生產(chǎn)的關(guān)鍵部門(mén)，直接關(guān)系到汽車(chē)生產(chǎn)的質(zhì)量。尤其在科技迅速發(fā)展的今天，汽車(chē)生產(chǎn)的效率對(duì)于汽車(chē)企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。根據(jù)我國(guó)家近年來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)雖然是汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)，但卻不是汽車(chē)生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，許多工藝水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。尤其是信息社會(huì)的到來(lái)，是我國(guó)的汽車(chē)工廠焊裝逐漸轉(zhuǎn)向自動(dòng)化方向發(fā)展。為此本文，將進(jìn)一步探析汽車(chē)工廠焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)自動(dòng)化改造，以期促進(jìn)我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的深入發(fā)展。

關(guān)鍵詞：焊裝車(chē)間；汽車(chē)工廠；自動(dòng)化改造；輸送系統(tǒng)

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，以計(jì)算機(jī)為首的信息技術(shù)深入的影響了人們的日常生活，推動(dòng)了各個(gè)行業(yè)的科技化、規(guī)模化、自動(dòng)化的深入發(fā)展。汽車(chē)行業(yè)作為高新技術(shù)的集中行業(yè)，在生產(chǎn)的過(guò)程中需要應(yīng)用大量的科技技術(shù)，汽車(chē)行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展是其必然趨勢(shì)。汽車(chē)焊裝車(chē)間作為汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中的核心步驟，直接關(guān)系到汽車(chē)的產(chǎn)能[1]。輸送系統(tǒng)作為汽車(chē)焊裝車(chē)間重要的一部分，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于其中，可以極大的降低汽車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，促使整個(gè)焊裝車(chē)間更加高效化、科技化、現(xiàn)代化。在生產(chǎn)效率的同時(shí)，輸送系統(tǒng)自動(dòng)化改造可以極大的提高整個(gè)生產(chǎn)線的安全性，避免工作人員在輸送系統(tǒng)工作時(shí)發(fā)生不必要的傷亡事故。由此可見(jiàn)探究自動(dòng)化改造在汽車(chē)焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)的應(yīng)用是十分必要的。

1 汽車(chē)工廠焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)構(gòu)架

在汽車(chē)工廠焊裝車(chē)間運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)架中采用的主要是AVI（車(chē)身自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)），該系統(tǒng)具有使用便捷、效率高等諸多的特點(diǎn)。另外AVI系統(tǒng)可以主控五個(gè)AVI讀寫(xiě)站、四個(gè)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)以及PLC，此外AVI系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中采用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（ETH ERNET+DEVICLENEF），并利用DEVICE NET實(shí)現(xiàn)AVI讀寫(xiě)站與PLC之間的網(wǎng)絡(luò)信息交換，此外整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中可以通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)PLC與四個(gè)上位監(jiān)控之間的通訊。同時(shí)以太網(wǎng)的使用也可以幫助焊裝車(chē)間的輸送系統(tǒng)與管理層級(jí)的ERR系統(tǒng)進(jìn)行的有效相連。

1.1 輸送系統(tǒng)中的上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)

上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)是汽車(chē)環(huán)焊裝車(chē)間運(yùn)行的關(guān)鍵，直接影響到輸送的效率，并與管理層級(jí)的中央監(jiān)控系統(tǒng)成為一個(gè)完整的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集成監(jiān)控效果[2]。一般情況下汽車(chē)焊裝車(chē)間有四個(gè)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，并與中央監(jiān)控聯(lián)合工作下，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊裝車(chē)輛的分布情況與焊裝情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)的記錄車(chē)輛的型號(hào)與噴漆顏色。此外由于焊裝車(chē)間的監(jiān)控系統(tǒng)與管理層級(jí)的ERP系統(tǒng)的相連，從而使車(chē)間的生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)能夠通過(guò)模塊通訊準(zhǔn)確的了解車(chē)身當(dāng)前的位置。

1.2 輸送系統(tǒng)中的AVIPLC控制系統(tǒng)

AVIPLC控制系統(tǒng)主要通過(guò)以外網(wǎng)與MES服務(wù)器、上位監(jiān)控系統(tǒng)、中控監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部通信。此外AVIPLC采用的是AB Rslogix 5000作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于AVI讀寫(xiě)站的有效操作。AVIPLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中可以將DEVICE NET網(wǎng)橋、汽車(chē)涂裝工藝線、PLC之間實(shí)現(xiàn)通信，進(jìn)一步協(xié)調(diào)汽車(chē)焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)中各項(xiàng)信息的有效協(xié)調(diào)。

1.3 輸送系統(tǒng)中的AVI讀寫(xiě)站

在焊裝車(chē)間的系統(tǒng)構(gòu)架中主要有五個(gè)AVI讀寫(xiě)站，具有轉(zhuǎn)化信息、傳輸信息的作用。AVI讀寫(xiě)站的位置主要分布于：1#站點(diǎn)位于主焊線往機(jī)運(yùn)輸送的過(guò)程中，并配備了自動(dòng)掃描槍?zhuān)员愀泳珳?zhǔn)的錄入各項(xiàng)信息，從而確保信息源頭錄入的穩(wěn)定性與精確性；2#站點(diǎn)與3#站點(diǎn)主要位于調(diào)整上線口處；4#站點(diǎn)、5#站點(diǎn)主要位于涂裝進(jìn)車(chē)分叉口[3]?？梢钥吹轿鍌€(gè)站點(diǎn)分布于整個(gè)焊裝車(chē)間的流水線上，從而使焊裝車(chē)間所生產(chǎn)的車(chē)輛被準(zhǔn)確的錄入系統(tǒng)當(dāng)中。

2 汽車(chē)工廠焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)的主要功能

2.1 車(chē)輛綜合信息的識(shí)別

車(chē)輛綜合信息識(shí)別主要包括車(chē)型、顏色的識(shí)別以及信息讀寫(xiě)。AVI上位監(jiān)控系統(tǒng)、讀寫(xiě)站可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛綜合信息有效讀取，同時(shí)通過(guò)輸送系統(tǒng)中的各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)車(chē)輛信息的有效錄入，并根據(jù)工作要求寫(xiě)入或修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，并可以利用系統(tǒng)格式化載碼體。此外由于多個(gè)讀寫(xiě)站的設(shè)置，從而完整錄入汽車(chē)車(chē)輛的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。出于工作需要，工作人員可以使用1#站點(diǎn)就可以根據(jù)條碼的各項(xiàng)信息將車(chē)輛的屬性錄入載碼體中，其他工作段位的工作人員可以通過(guò)讀寫(xiě)站的相關(guān)設(shè)備將車(chē)輛的各項(xiàng)屬性從載碼體中讀取出來(lái)，并根據(jù)管理層的需要將車(chē)輛的綜合信息通過(guò)ERP系統(tǒng)反饋給其它汽車(chē)生產(chǎn)部門(mén)或上級(jí)管理層。

2.2 車(chē)身追蹤

由于輸送系統(tǒng)中的上位監(jiān)控系統(tǒng)與中央監(jiān)控系統(tǒng)的有效相連，實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)車(chē)身的有效追蹤[4]。汽車(chē)焊裝車(chē)間可以通過(guò)上位監(jiān)控系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)控整體車(chē)間的生產(chǎn)情況，并追蹤輸送系統(tǒng)中車(chē)輛的車(chē)身情況以及焊裝與拼接信息。此外工作人員在決策點(diǎn)路由選擇之前，可以通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)AVIPLC與機(jī)運(yùn)PLC的有效通信，從而為監(jiān)控管理者提供各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)信息與相關(guān)的歷史報(bào)警信息。此外管理層可以通過(guò)中央監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握、查詢(xún)車(chē)輛焊裝的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.3 車(chē)輛質(zhì)量信息的錄入與查詢(xún)

現(xiàn)場(chǎng)操作站的工作人員可以采用輸送系統(tǒng)將車(chē)輛的質(zhì)量信息自動(dòng)錄入到AVI系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)，這種系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以錄入相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，而且?guī)椭ぷ魅藛T通過(guò)車(chē)輛監(jiān)控實(shí)時(shí)畫(huà)面實(shí)現(xiàn)焊裝車(chē)間內(nèi)每量車(chē)綜合信息的有效提取。車(chē)輛質(zhì)量信息的便捷錄入與查詢(xún)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛質(zhì)量的有效監(jiān)控，還可以幫助質(zhì)量管理工作人員收集、分析車(chē)身質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題的原因，掌握車(chē)身發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的頻次分布狀況，有助于工程師進(jìn)一步的改善相關(guān)工藝，提升車(chē)身的生產(chǎn)質(zhì)量[5]。同時(shí)對(duì)于返修工作人員來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)車(chē)輛質(zhì)量信息的錄入與查詢(xún)從而迅速的了解到車(chē)輛返修的質(zhì)量原因，做出針對(duì)性的質(zhì)量整改，并將其整改信息錄入到系統(tǒng)當(dāng)中，從而為車(chē)輛提供終身的系統(tǒng)服務(wù)。

2.4 生產(chǎn)管理控制

生產(chǎn)管理控制直接關(guān)系到焊裝車(chē)間的生產(chǎn)質(zhì)量，高效的自動(dòng)化輸送系統(tǒng)能夠?yàn)槠?chē)焊裝車(chē)間提供更加便捷的信息數(shù)據(jù)，提高整體的管理效率。尤其在生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)方面，工作人員可以通過(guò)AVI讀寫(xiě)站系統(tǒng)、上位監(jiān)控系統(tǒng)等及時(shí)了解車(chē)輛的車(chē)型、數(shù)量、顏色信息，從而便于工作人員開(kāi)展車(chē)輛綜合信息的統(tǒng)計(jì)，并將其發(fā)送到上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)單位的ERP系統(tǒng)中。

3 汽車(chē)焊裝車(chē)間輸送系統(tǒng)的實(shí)施

RFID也就是視頻識(shí)別功能，通過(guò)將視頻信號(hào)進(jìn)行空間偶合，從而確保各項(xiàng)信息的有效傳播，進(jìn)而達(dá)到視頻識(shí)別的一種技術(shù)[6]。AVI系統(tǒng)主要安裝在各個(gè)重要的滾床位置與輸送撬體載碼體上，通過(guò)結(jié)合RFID視頻識(shí)別功能，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)裝焊車(chē)間輸送系統(tǒng)的有效應(yīng)用，確保各個(gè)系統(tǒng)都能最大化的發(fā)揮其功能作用。

通過(guò)對(duì)AVI讀寫(xiě)站的各個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行深入的技術(shù)分析可以發(fā)現(xiàn)，在各個(gè)站點(diǎn)的內(nèi)部都有RFID技術(shù)的應(yīng)用，主要的功能是對(duì)其內(nèi)部的載碼體，并將讀取的車(chē)輛信息或其它綜合信息通過(guò)DEVICE NET輸送到相應(yīng)的系統(tǒng)中開(kāi)展程序運(yùn)算。此外用以運(yùn)送車(chē)輛的滑撬上都配有相應(yīng)的載碼體，從而在這一環(huán)節(jié)就可以有效的錄入車(chē)型、數(shù)量、顏色、批次、序列號(hào)以及相關(guān)的返修信息。在整個(gè)車(chē)身運(yùn)送的過(guò)程中，工作人員可以使用1#站的掃描槍將車(chē)輛的條碼信息錄入到相應(yīng)的載碼體當(dāng)中，此外工作人員應(yīng)該注意在將信息錄入到載碼體之前應(yīng)該清除載碼體中原有的各項(xiàng)信息，載碼體的信息將跟隨車(chē)輛終身，更是車(chē)輛追蹤與相應(yīng)邏輯運(yùn)算的重要依據(jù)。同時(shí)當(dāng)運(yùn)輸?shù)能?chē)輛在經(jīng)過(guò)其它AVI讀寫(xiě)站時(shí)，機(jī)運(yùn)系統(tǒng)會(huì)將車(chē)輛到位的信息傳輸給AVI系統(tǒng)，激活發(fā)出相應(yīng)的讀寫(xiě)站載碼體中的RFID視頻識(shí)別功能進(jìn)行相應(yīng)的讀寫(xiě)，將車(chē)輛的綜合信息反饋給PLC系統(tǒng)，并最終將相應(yīng)的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。車(chē)輛在汽車(chē)焊裝車(chē)間完成讀寫(xiě)后，相關(guān)的系統(tǒng)會(huì)發(fā)出車(chē)輛放行的數(shù)據(jù)信號(hào)。同時(shí)在需要路由選擇的AVI讀寫(xiě)站，整個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)車(chē)輛的各項(xiàng)信息進(jìn)行路由選擇，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)焊裝車(chē)間的自動(dòng)化管理[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

焊裝車(chē)間是汽車(chē)生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，更是汽車(chē)產(chǎn)品成型必須經(jīng)歷的工序。為此汽車(chē)焊裝車(chē)間將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于輸送系統(tǒng)中，并對(duì)其進(jìn)行改造，極大的降低了汽車(chē)信息錄入、追蹤、生產(chǎn)、管理的成本，提高了整個(gè)工作間的生產(chǎn)效率，避免了不必要的生產(chǎn)浪費(fèi)產(chǎn)生?？偠灾詣?dòng)化技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了焊裝車(chē)間的高效化、現(xiàn)代化、科技化的發(fā)展。

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