基于信息化系統(tǒng)的生產(chǎn)過程防錯應(yīng)用

陳 軒

（陜西萬方天運汽車電器有限公司， 陜西 西安 710201）

1 引言

中國傳統(tǒng)的汽車部件生產(chǎn)制造型企業(yè)， 部分是通過密集人力進行直接生產(chǎn)。 由于人無法像機器一樣始終進行精準(zhǔn)化作業(yè)， 致使裝配過程中常出現(xiàn)較多的產(chǎn)品品質(zhì)問題。隨著科技發(fā)展， 通過自動化機器代替人工生產(chǎn)可提高生產(chǎn)效率、 節(jié)約人工成本， 也能使生產(chǎn)出的產(chǎn)品品質(zhì)更可靠。但部分產(chǎn)品由于工藝與工序的多樣性， 自動化機器暫時還不能完全代替人力達到更好的效果， 只能使用人工進行生產(chǎn)， 且機器生產(chǎn)也需要人對機器進行操作， 因此通過信息化系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行防錯管控尤為重要。

某重卡企業(yè)儀表臺組裝車間需要通過流水線作業(yè)， 將不同型號的零件組裝到一起， 零件種類較多， 同種零件還有不同的供應(yīng)商廠家。 儀表臺產(chǎn)品是按照客戶定制車輛的配置進行裝配， 每臺儀表臺產(chǎn)品裝配的零件種類都不相同，還需要刷寫不同的控制器數(shù)據(jù)， 且要求裝配時要保證相同訂單的成品儀表臺要裝配統(tǒng)一狀態(tài)的零件。 在裝配過程中各工位加工人經(jīng)常會由于粗心大意等將零件錯裝、 漏裝，數(shù)據(jù)刷錯、 漏刷， 造成儀表臺產(chǎn)品品質(zhì)問題頻發(fā)。 為解決此問題， 經(jīng)過對加工現(xiàn)場加工方式的識別， 決定制作專用的MES系統(tǒng)進行產(chǎn)品生產(chǎn)管理及產(chǎn)品防錯控制， 提高產(chǎn)品整體品質(zhì)。

MES系統(tǒng)主要通過對人、 機、 料、 法等因素進行管控，結(jié)合分配、 限制、 比對、 記錄、 分析、 控制等方式達到生產(chǎn)過程防錯的效果。 具體為： 對人員系統(tǒng)權(quán)限分配、 產(chǎn)品生產(chǎn)過程的監(jiān)控、 物料二維碼的比對、 關(guān)鍵零部件數(shù)據(jù)的比對、 所有產(chǎn)品完工數(shù)據(jù)的記錄、 自動化設(shè)備的控制、 大數(shù)據(jù)的分析、 過程中問題的記錄等。 MES系統(tǒng)通過工業(yè)工控機、 電腦、 iPad等硬件設(shè)備作為實施載體， 通過以下手段實現(xiàn)生產(chǎn)過程的防錯。

2 數(shù)據(jù)庫信息錄入

所有信息化系統(tǒng)都需要提前錄入數(shù)據(jù)庫， 并且數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息必須保證絕對準(zhǔn)確， 否則會給后續(xù)生產(chǎn)加工造成影響。

產(chǎn)品工藝人員將所有涉及到產(chǎn)品裝配的零件信息導(dǎo)入MES系統(tǒng)， 并將導(dǎo)入的所有零件劃分好裝配工位。 產(chǎn)品計劃下發(fā)后， 工藝人員根據(jù)下發(fā)的計劃將產(chǎn)品BOM表導(dǎo)入到MES系統(tǒng)內(nèi)， MES系統(tǒng)自動識別產(chǎn)品需要裝配的各零件狀態(tài)與裝配工位， 并將裝配信息發(fā)送至各裝配工位工控機上。

MES系統(tǒng)管理員需要提前將所有生產(chǎn)參與人員信息導(dǎo)入MES系統(tǒng)， 并編輯崗位權(quán)限與匹配人員崗位信息。

3 人員角色管理

對參與生產(chǎn)組織過程中的所有人員進行角色權(quán)限定義，根據(jù)不同的角色賦予相應(yīng)的在MES系統(tǒng)上操作、 查詢?nèi)蝿?wù)權(quán)限。 所有工位全部配備工控機， 工位人員實名制登錄MES系統(tǒng)。 需重點管控的工位人員設(shè)置登錄權(quán)限， 滿足條件的人員方可操作重點工位， 實名制登錄可完成在整個生產(chǎn)過程中對重點工位的品質(zhì)追溯， 同時避免因人員技能或工種不同導(dǎo)致的無法勝任當(dāng)前工作的現(xiàn)象， 如圖1可以看到儀表臺生產(chǎn)車間流水線有14個工位， 其中四工位、 六工位、九工位、 十二工位為重點管控的工位， 可在這4個重點工位設(shè)置登錄權(quán)限， 上崗人員必須達到本工位所需的資格后，才能登錄生產(chǎn)用MES系統(tǒng)， 不符合本工位資格的人無法執(zhí)行重點工位操作。

圖1 儀表臺生產(chǎn)車間流水線工位

實行人員角色管理的優(yōu)點： ①根據(jù)崗位不同， 提前將崗位需要的權(quán)限進行分類整理， 提高各崗位工作效率， 避免部分關(guān)鍵資料泄密； ②通過對員工理論及實操技能的摸查， 可對員工進行技能矩陣劃分， 方便管理； ③實名制登錄系統(tǒng)， 在整個產(chǎn)品周期均有記錄可查詢， 責(zé)任到人； ④角色變更可由MES系統(tǒng)管理員根據(jù)申請進行更改， 整體靈活不死板。

4 生產(chǎn)過程監(jiān)控

通過MES系統(tǒng)， 可在生產(chǎn)過程中每個工位設(shè)置開/完工操作。 產(chǎn)品裝配到達本工位時， 加工人員需要先使用二維碼采集設(shè)備采集半成品上的產(chǎn)品唯一二維碼進行本工位的開工操作， 本工位裝配完成后再次掃描產(chǎn)品二維碼 （或直接在工控機上點選操作） 進行工位完工操作。 在工位出現(xiàn)問題且不能在流水線上解決時， 加工人可在本工位進行反饋， 將問題點錄入本工位工控機內(nèi) （如缺件、 螺栓斷裂、物料表面臟等）， 再進行工位完工操作。 巡檢人員通過手持終端在過程中發(fā)現(xiàn)并記錄問題， 同時需要解決加工人錄入的問題， 備注 “下生產(chǎn)線” 返修， 問題信息將直接記錄在MES系統(tǒng)內(nèi)， 產(chǎn)品下生產(chǎn)線后， 檢驗人員可直接核查MES系統(tǒng)內(nèi)記錄的問題， 并逐一要求相關(guān)責(zé)任人解決， 直至問題件返修合格后， 檢驗人員在MES系統(tǒng)內(nèi)確認才能完成入庫操作。

生產(chǎn)過程中需要進行參數(shù)控制的設(shè)備可直接與MES系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)， 并通過MES系統(tǒng)對裝配的實際數(shù)據(jù)進行監(jiān)控。如螺栓擰緊力矩， 提前對定扭扳手設(shè)置好扭力范圍， 使用定扭扳手完成裝配后， 螺栓擰緊的數(shù)值自動記錄在MES系統(tǒng)內(nèi)， 與后臺記錄的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進行比對， 若超出范圍，MES系統(tǒng)發(fā)出警示， 該工位無法通過。

加工過程中用到的裝配圖紙與工藝文件可以直接關(guān)聯(lián)到MES系統(tǒng)內(nèi)， 加工人在裝配過程中遇到不熟悉的裝配動作， 可直接在工位操作頁面內(nèi)調(diào)取相關(guān)圖紙工藝， 有效指導(dǎo)加工人完成本工位的生產(chǎn)動作， 避免傳統(tǒng)方式的查找現(xiàn)場紙質(zhì)工藝文件的時間浪費。 同時工藝文件電子化歸檔也避免了在工藝發(fā)生變更時對舊文件的回收動作， 提高整體的工作效率。

通過生產(chǎn)過程監(jiān)控可更高效地將生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題反饋出來， 并記錄到MES系統(tǒng)后臺內(nèi)， 問題產(chǎn)品無法入庫的強制要求， 可有效解決問題產(chǎn)品流出的風(fēng)險。

5 輔助化防錯

對生產(chǎn)過程中需要用到的關(guān)鍵物料粘貼二維碼 （二維碼可要求供應(yīng)商提前粘貼好， 二維碼格式必須統(tǒng)一）， 二維碼包含物料零件編碼、 供應(yīng)商廠家等信息， 裝配過程中加工人可使用二維碼采集設(shè)備掃描物料上的二維碼標(biāo)簽，MES系統(tǒng)在后臺對采集到的二維碼信息與數(shù)據(jù)庫中本產(chǎn)品需要的零件信息進行比對， 當(dāng)物料編碼與供應(yīng)商廠家等信息比對一致時， MES系統(tǒng)的工位操作界面會顯示零件選用正確， 可正常裝配； 當(dāng)不一致時， MES系統(tǒng)會顯示錯誤報警，無法跳轉(zhuǎn)工位， 并提示加工人更換物料， 重新掃碼確認。

對于同類型、 編號較多的物料， 可通過制作專用的自動備料柜， 提前將物料按照編號信息批量放入專用自動備料柜內(nèi)。 生產(chǎn)過程中加工人掃描產(chǎn)品上的二維碼 （產(chǎn)品二維碼包含所生產(chǎn)的儀表臺產(chǎn)品工令號等信息）， MES系統(tǒng)自動匹配此產(chǎn)品需要在本工位內(nèi)裝配的物料型號與數(shù)量， 并按照規(guī)定的型號與數(shù)量將物料從自動備料柜內(nèi)彈出， 加工人在本工位裝配時僅需要裝配物料柜內(nèi)彈出的物料即可，此方法可有效防止同類型相似物料拿取錯誤、 多拿取、 少拿取等現(xiàn)象， 有效解決產(chǎn)品錯漏裝問題。

部分產(chǎn)品裝配所需的控制器需要進行數(shù)據(jù)刷寫或參數(shù)標(biāo)定， 此類控制器在后臺信息錄入時增加特殊標(biāo)記， 在工位裝配時二維碼掃描到此類控制器時MES系統(tǒng)提示需要進行數(shù)據(jù)刷寫操作， 并自動鏈接進入數(shù)據(jù)刷寫界面進行刷寫，數(shù)據(jù)刷寫完成后MES系統(tǒng)記錄本產(chǎn)品所裝控制器數(shù)據(jù)已刷寫， 成品下線后可在系統(tǒng)內(nèi)查詢。 未進行刷寫操作本工位將無法跳轉(zhuǎn)進行下一個動作。

6 問題追蹤

所有在制的產(chǎn)品狀態(tài)都可以在MES系統(tǒng)內(nèi)查詢， 生產(chǎn)計劃調(diào)度員可實時查看MES系統(tǒng)內(nèi)各產(chǎn)品狀態(tài)， 對加急的產(chǎn)品可要求相關(guān)的責(zé)任人在規(guī)定時間內(nèi)處理， 避免影響產(chǎn)品的交付周期。 當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生批量缺件或遇到批量更改時，可快速在MES系統(tǒng)內(nèi)篩查需要更改的產(chǎn)品計劃號， 及時對批量產(chǎn)品進行隔離、 處理。

所有已完工的產(chǎn)品的整個生產(chǎn)生命周期均記錄在MES系統(tǒng)內(nèi)， 后期出現(xiàn)外部品質(zhì)信息反饋， 可直接在MES系統(tǒng)內(nèi)對產(chǎn)品的生產(chǎn)狀態(tài)進行查詢。 產(chǎn)品生產(chǎn)周期內(nèi)每個環(huán)節(jié)的加工人信息、 產(chǎn)品生產(chǎn)過程是否存在缺件、 巡檢記錄的問題、 終檢是否已確認將問題關(guān)閉等均記錄在MES系統(tǒng)后臺內(nèi)， 方便品質(zhì)管理人員有效追溯問題產(chǎn)品加工時的具體狀態(tài)。

7 報表查詢、分析

MES系統(tǒng)內(nèi)自帶的報表查詢功能可通過對某一時間段所生產(chǎn)的所有產(chǎn)品進行匯總， 對發(fā)生的各類問題進行篩選，MES系統(tǒng)自動根據(jù)相應(yīng)的條件生成相應(yīng)的條形圖、 餅形圖等分析圖表。 方便品質(zhì)管理人員對已發(fā)生的品質(zhì)問題進行分類分解管控， 也能清晰反映施行的品質(zhì)改進措施是否有效。 MES系統(tǒng)內(nèi)記錄的數(shù)據(jù)， 可以根據(jù)加工人員日常生產(chǎn)中出現(xiàn)的品質(zhì)問題發(fā)生頻率， 制定品質(zhì)整改方向， 同時也可以確認加工人的技能水平， 從而調(diào)整加工人員的角色分配。

綜上所述， MES系統(tǒng)通過對生產(chǎn)流程中各工位的提前規(guī)劃和過程限制， 可有效應(yīng)用于生產(chǎn)過程防錯， 可以將品質(zhì)人員從繁雜的品質(zhì)問題收集、 報表整理的工作中解放出來， 使品質(zhì)人員有更多的時間去分析品質(zhì)問題發(fā)生的原因，制定有效的解決措施。 同樣的， 在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的輔助防錯， 將部分需要人工控制的生產(chǎn)過程通過MES系統(tǒng)記錄、比對， 達到機器自檢的效果。 將MES系統(tǒng)應(yīng)用的整個流程標(biāo)準(zhǔn)化， 每個步驟嚴格按照規(guī)定要求執(zhí)行， 可以杜絕基本上所有錯漏裝品質(zhì)問題， 減少人為因素出現(xiàn)的品質(zhì)問題發(fā)生頻次， 使生產(chǎn)現(xiàn)場的品質(zhì)管理能力得到極大的提升。

然而信息化系統(tǒng)也不是萬能的， 信息化系統(tǒng)需要參與的各個環(huán)節(jié)都要按照操作規(guī)范執(zhí)行， 否則記錄進系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)將會失真， 得出的記錄、 報表將不能作為問題改善的有效支撐。 過程中加工人的不配合使用， 也會導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。 因此， 生產(chǎn)現(xiàn)場的管理提升對信息化系統(tǒng)的使用影響巨大。 對于信息化系統(tǒng)在生產(chǎn)過程防錯的應(yīng)用上，未來應(yīng)著眼于配合更先進的硬件設(shè)備一同使用， 只有硬件設(shè)備自動化、 智能化程度高了， 信息化系統(tǒng)才能發(fā)揮出更大的作用， 創(chuàng)造更高的價值。