安东现场信息管理系统设计毕业论文.doc

第 36 页 共 36 页安东现场信息管理系统设计毕业论文目 录第一部分：项目背景-21实习经历及个人作用-22项目目的-23设计任务-2第二部分：系统规划设计-131设计指导思想-132系统结构设计-143安东系统功能设计-154系统构建过程的技术要点-24第三部分：自主设计部分输送系统与安东系统接口程序-281一次内饰线-282底盘线-313二次内饰线-33第四部分：结语-36一汽轿车安东现场信息管理系统第一部分：项目背景 一汽集团轿车公司于2011-2012年投资建设红旗轿车生产基地，下面报告是我亲身参与项目过程实习的经历。1实习经历及个人作用 我于2012年3月1日-5月末，在一汽集团轿车公司红旗事业部实习。期间，该公司正在进行新工厂项目建设。该工厂是生产新品牌红旗轿车的工厂，H和L平台两款新型红旗轿车即将投入市场。 我跟随工厂建设项目组及项目施工单位师傅进行学习，参加了总装车间安东系统建设项目，学习项目的设计和实施过程，从中学到大量的实践知识。 我参与的过程有： 1）熟悉项目要求。 2）了解项目设计的基础知识。 3）跟踪项目安装、调试过程。 4）在师傅的指导下，参与底层自动化设备与网络系统接口程序的设计。期间，参加了包括一次内饰、底盘、二次内饰等自动线接口程序的设计工作。 尽管自己在学习中进步很慢，但在师傅耐心的指导下，大致了解了项目设计和安装、调试的过程，及部分基础知识、技能。2项目目的 该项目的目的是把生产现场工人装配求助信息、设备重要状态信息、物流配送信息、关键设备质量信息等采集起来，然后通过现代化的信息传输方式，传递到相关人员，并在最短的时间内采取措施，解决问题，实现信息传递的快速性和响应的及时性，从而间接地使生产过程准时化，减少停产损失。3设计任务 下面是用户提供给我们的设计任务书：设计任务书3.1系统描述为了加强HQ3总装车间生产组织过程的管理，相关信息做到目视化，传递做到快捷化，工序过程透明化，提高生产组织效率，拟建立该系统。该系统作为生产全过程组织的一个辅助工具，能实现快速的申请呼叫、设备控制、信息传递、实时显示、统计分析、报表生成等，就工序作业、设备状态、质量问题、供应情况等过程进行实时的信息传递和管理，对生产全过程构成支持。3.2系统的功能需求该系统作为HQ3总装车间信息传递的一个子系统，要求实现如下过程的管理职能：3.2.1工序作业管理各工序可以由操作者通过系统进行支援呼叫和必要信息的远程传递，如维修、供应、工艺、质量等，使工序过程透明化。并对各区域、各类别呼叫进行分类统计分析。3.2.2设备状态管理在线主体及关键设备可以通过对人工呼叫、设备信号提取等方式，确认设备生产运行状态、维修需求等，以进行相关的指示、播报，并对主生产线的停线工时进行分析和报表统计。3.2.3质量管理系统能通过人工呼叫、设备控制信息采集等方式，确认可能严重影响产品质量的装配过程，对影响过程和位置进行实时申报，并在必要时控制停线。同时进行数据库记录存储、查询和统计、分析。3.2.4供应管理对物流配送的需求进行实时呼叫，并给物流系统直观提示。对生产线节拍进行提示，为辆份配货提供支持。就物流对生产过程的影响进行实时记录，并统计及生成有关报表分析。3.2.5节拍管理 系统通过节拍提示屏进行节拍进程提示，结合必要的预警音乐，作为操作工人和物流配货的工作提示。3.2.6停线管理1 对如下几种情况赋予系统停线权限：1） 在主装配线（一次内饰、底盘线、二次内饰）工位呼叫发出后，车到整车位没有消除呼叫时。2） 设备限制不可以越位装配的，在到达位置限制点时。3） 重要质量问题停线。如漏装、装配不合格等。4） 计划停线。即按照生产计划的停线，如产量完成停线，休息时间停线等。2 停线原因的统计与报表：系统具备对各类停线进行统计和汇总分析的能力，并能够生成相关报表。同时核算主线开动率。3.2.7环境管理系统除常规工位状态显示外，能够进行生产计划、完成产量、停台、日历、时间等有关信息显示。并能有选择地通过广播系统播放多种背景音乐。3.3信息的输出方式系统信息采用如下五种方式输出：3.3.1显示屏在甲方指定地点吊挂安东显示屏，对有关信息进行综合显示。该方式是系统输出的主要手段。3.3.2电脑终端在甲方指定的场所，设置电脑终端，并赋予不同的权限，进行信息显示、汇总分析、设置和系统管理等。该方式是系统输出和管理的主要手段。3.3.3广播系统系统设置广播系统，可以进行人工呼叫播音、特定事件定制播音、背景音乐、作息时间提示播音等。3.3.4声音报警对重要的呼叫内容，在显示屏附近和现场关键点设置声音报警。该方式是系统输出的辅助手段。3.3.5灯光报警对重要的呼叫内容，在显示屏附近设置转灯报警，所有拉线点设置灯光指示。该方式是系统输出的辅助手段。3.4系统配置3.4.1信息管理设备：1）电脑设备中控室服务器：1台。配置： DELL，不低于P4 /2.8G/2G内存/ 2X73GSCSI硬盘镜像，DVD/CDRW。中控室终端机：2台。配置：不低于DELL/ P4/ 2.8G/ 512M/ 160G，其中1台带DVD刻录机，另一台DVD/CDRW。办公室终端机：CCR室（生产计划调度室）1台、联合办公室2台。配置：不低于DELL/ P4/ 2.8G/ 512M/ 80G。以上共1台服务器和5台终端机。服务器及终端机显示器全部选择17寸高亮度液晶显示器。2）不间断电源：1台，用于控制室服务器和终端。配置：山特，2KVA，保持时间不低于4小时。3）打印机：4台。用于中控室1台、其余终端各配置1台。配置：HP黑白激光打印机，A4纸。4）电脑桌椅：5套。5）机柜：1套。用于服务器。3.4.2软件平台：1）操作系统：不低于WIN2000 SERVER。2）数据库：不低于SQL SERVER 2000。3）组态软件：使用WebAccess网络版，报价中要明确标价，点数按3000点配置。其它辅助软件按照以上平台环境予以配置。3.4.3信息分层结构：1）设备底层信号采集及处理采用西门子S7-300系列PLC主机及Profibus和ASI现场总线结构。2）现场设置10个分类单色西门子TP系列呼叫触摸屏，不小于5寸。3）设备控制器到中央控制室的信息管理层采用工业以态网星形网结构及TCP/IP协议。使用多膜光缆进行信号传输。3.4.4设备底层配置构成：1）采用PLC对底层现场进行处理和控制。2）现场设备底层控制柜界面查询和操作使用1台10.4寸西门子TP系列彩色触摸屏。3）设备底层I/O控制使用总线结构，等级IP20。实际使用点数输入不超过140点，输出不超过290点。分布在不超过90个呼叫点，12个屏幕或灯箱及少数设备申请停线点。实际配置考虑今后系统扩充的需要，可以适当备用。4）现场信号采集方式可以通过拉线开关或者按钮实现。流水作业线使用拉线，单机分装区使用按钮。5）现场各生产班组根据情况设置10个分类呼叫触摸屏（可以使用双色），具体位置由甲方在平面图或现场指定。3.4.5显示屏与声光报警系统：1） 显示板数量：用于显示产量数据、文字标语、综合信息的主显示板1个；车间生产现场安东显示灯箱3个，分别用于一次内饰、底盘线、二次内饰；物流场地灯箱4个，用于物流配送提示；生产线节拍显示灯箱4个，用于一次内饰（2个）、底盘线、二次内饰。以上全部12个，具体位置由甲方现场给出。2） 各安东显示灯箱采用进口优质灯泡作为基本工位显示，结合数码管或点阵带做数字显示，双面灯箱结构。其余声光器件选用正品优质产品。灯泡寿命平均不低于1年，其它器件的平均使用寿命不低于5年。3） 主显示板屏幕结构：现场主显示板为双面双基色高亮度点阵式大屏幕，二极管直径5mm。规格不超过4000X2000。3.4.6广播系统：1主体音响设备选用国际知名品牌功放产品，适应工业现场，语音清晰，音乐品质好。2具体配置、扬声器数量及平面布点由乙方推荐方案，甲方确认。3厂房面积1.6万平方米。乙方方案保证在70DB噪声环境下，语音清晰无死角。方案要根据是否生产区，噪音环境不同而适当调整布置密度。4播音、功放系统必须满足可能的24小时连续运行的恶劣条件。5录音采用女声录制，语音清晰，在生产噪音环境中有良好的穿透力。6随广播系统提供8支无线麦克风，距离不小于200米，并能同时在线使用。7在技术方案许可的前提下，优先使用甲方提供的库存音柱资源。3.5设计要求3.5.1产品选型相关1产品选型主体部分在硬件配置中已经提出。2低压电器产品在可选择范围内，优先采用施耐德公司产品。3拉线开关制作成拉线显示一体化开关，允许委托自制，但样品必须经过甲方确认方可投入安装。所使用开关及指示灯平均寿命不少于1年。4导线配线使用知名厂家优质七芯以上(不含7芯)的塑胶软线或多芯电缆。5产品选择甲方提出配置的，严格按照甲方要求选择。乙方认为有必要变更时，须经甲方认可。6甲方未明确确定供货厂商和型号的器件，由乙方在报价中提出型号、厂家等相关信息，甲方确认。7大屏幕、灯箱外框结构采用白钢或喷塑结构，灯箱覆盖高透明度有机玻璃板。8网络设备必须选择世界知名品牌正版产品。9现场电柜有良好的强度，板金厚度不小于1.5mm。或者采用品牌产品。3.5.2系统基本设计规范1电网环境：三相380VAC，+15%/-10%，50HZ。2交流控制电源及PLC电源应采用隔离变压器，减少控制部分受供电电源的干扰。3总控制柜设置触摸屏，提供系统常规状态信息、故障信息、帮助信息、系统信息、I/O即时映象、程序参数修改等信息和功能。4负载电源和控制电源必须分开设置，由于现场传输距离长，要充分考虑因距离产生的压降对系统的影响。5PLC输入、输出点及现场总线模块要预留不低于15%的备用点。6盘面配线时，输入输出线、交直流线的颜色应予以区分。交流线原则使用红色，地线使用黑线或专用花皮地线。其它可以使用除黑色、红色、花线以外的颜色。7PLC每个I/O槽口附近，贴有I/O地址标记。现场所有模块必须有与图纸吻合的节点标记，这些标记使用腐蚀印刷的金属或其它刻字标牌，固定方式牢固，不易脱落。8控制柜应有插座，2孔，3孔220V、5A以上的电源插座各一组，作为编程设备电源。9电箱柜门设置可以折叠的编程设备摆放平台。10控制柜应装设照明灯，电柜打开时，自动点亮，关门时自动熄灭。11控制柜应有电源总开关，电源总开关操作手柄应设置在控制柜右端边沿。12灯箱设计要求外观美观，考虑发热元件散热设施。吊挂便于拆装，可以掀启并支撑，便于维修。13系统电源采用集中供电，统一管理方式，在控制室可以控制各区域电源供电状态。范围包括车间现场设备、控制室设备。3.5.3系统组态设计及其它1系统软件组态设计及数据库结构设计要考虑今后扩展的方便性，用户在今后可能的扩展中，能以模块化的方法简单地对系统进行修改和增殖。2硬件组态及地址编排设计要便于今后的扩展，预留扩展余地。3组态软件总点数按照3000点配置。4总控制柜触摸屏按如下内容定制：1）系统常规状态信息：显示系统当前主要状态及相关文字信息。2）故障信息：动态提示系统的主要故障信息。3）帮助信息：针对故障信息，可以在线提示故障详细说明。4）系统信息：对硬件、软件版本、设计厂商、服务渠道等的系统信息提示。5）I/O即时映象：动态显示设备底层的I/O映像表。6）参数修改：在线修改有关系统控制参数、有权限地修改部分安顿环境参数。以上需求的具体格式及页面由乙方负责设计，甲方确认。5现场呼叫以拉线或按钮形式发出。各工位拉线及按钮呼叫点需求明细表以附件形式另行提供。其中一次内饰、二次内饰使用拉线，其余使用按钮。6现场各生产班组根据情况设置分类呼叫触摸屏，由生产班长接到生产线呼叫信息后，根据呼叫信息类型，就近进行分类录入和呼叫。这些集中呼叫触摸屏的设计需求，甲方以附件形式提供。乙方设计出操作界面后，交甲方确认。7各分区灯箱显示屏双面显示，内容需求及格式由甲方以附件形式提供。乙方针对甲方需求二次设计出显示屏的外观和布置方案，以1：1实物图形式，交甲方现场确认。8总屏幕采用双面LED点阵式，滚屏显示全系统综合信息。内容需求及格式由甲方以附件形式提供。乙方针对甲方需求进行二次设计，交甲方确认。9系统设计时，要考虑和生产计划系统的接口，以交换必要的信息（年、月、日计划及完成数，上线数、下线数等）。和其它系统施工厂商的协调，由甲方负责。如发生费用，乙方要在本系统中予以考虑。10系统需要从其它设备系统提取并传输信号（局限为开关信号）的，乙方应在设计中尽早提出详细清单和连接方案，甲方负责协调。涉及费用时，乙方应在本方案报价中提出。支管支线报价可参照10台计算。11控制室两台终端一台用于监控计算机，另一台用于系统管理。12终端电脑仅控制室终端赋予系统管理权限，其它终端只赋予显示、查询、统计、报表等功能权限。13控制室终端可以方便地对系统进行必要的参数修改、设置及程序修改、调试和管理。14系统预留以太网接口，便于今后系统扩展及与上级系统联网。15呼叫的声音提示（非语音）不同装配线或区域声音定制不同。16所有操作界面一律按照中文设计。17控制室面积为4X2=8平方米，包括服务器1台、电脑终端2台、语音调音及功放设备、UPS电源1台，乙方根据面积情况合理设计布局，甲方确认。3.5.4关于停线管理设计1除设备越位停线外，所有停线在主控制终端可以设置有效或取消。2无论任何工位停线，广播系统、安东屏幕、电脑终端等要对停线发出工位进行实时播报。3三条主装配线各工位呼叫开关，除给安东系统内部的输入信号外，还要通过本系统提供主装配线控制点，以控制主线到位停止。4除主线外，必须停线的设备及控制点描述清单甲方以附件形式于合同外另行提供。5需要和设备做控制连接的，由本系统中标厂商完成连接和调试，甲方可以提供设备侧必要的资料协调和配合。6系统可以按作息时间控制停线但不控制启线。按作息时间的计划启线和停线，需提前2分钟预播放语音提示。语音提示不随系统停线控制取消而取消。3.5.5语音广播系统1语音广播系统需要呼叫如下信息：1）人工麦克风喊话。2）对拉线工位号进行播报。3）对各工位分类呼叫（维修、质量、工艺、物流等）进行播报。4）对停线点进行播报。5）对重要设备问题、质量问题进行播报。6）作息时间预播报。2需要广播系统语音提示的需求详单，甲方以附件形式于合同外另行提供。3乙方设计时应定制好语音，在系统中自动播出。语音采用清晰的女声语音。4系统能通过电脑硬盘预存选曲及CD播放两种方式进行背景音乐播放。5广播系统播放设备安装在控制室。现场广播甲方提供现场平面图，乙方负责布点设计。施工前交甲方确认。6广播系统要求播放品质好，失真小，声音清楚。具体配置型号、功率选择等，乙方负责提出方案，甲方确认。3.5.6方案和图纸确认1乙方接到甲方技术要求后，应尽快提出书面方案和预算详细清单，清单包括元件名称、数量、规格、型号、供货厂家等信息。在招标过程中由甲方审查确认。2图纸设计完成后，应先由甲方审查确认，然后交付施工。3.6施工质量13米以上长距离辐射布线采用桥架布线，短于3米长于1米的布线可以使用桥架（厚度不低于1.0mm，铺设后不容易因自重及外力发生变形）或国标镀锌钢管，1米以内可以直接使用电缆布线。报价要明确标明采用材料规格。2箱体结构、元件布置结构应便于维修及部件更换。3箱体及分线盒封闭良好，具备良好的防尘、水性能。4控制柜要有标牌，标明设备型号、电气容量等技术参数。5总柜操作面板、控制柜内元件及现场元件要有明确的指示标牌,并要可靠固定。标牌采用金属刻字标牌，并应与图纸的名称或代号一致。标牌位置不能贴在元件上，应就近合理布置。6控制柜元件布置位置应预留20%以上空间位置。7接线端子板的同一端子位置，最多接2根电线。8接线端子板要预留20%以上备用端子。9导线接点要压接专用冷压端子，不得直接和端子板或元件连接。10配线剥线和端子压接必须使用专用剥线钳和压线钳，不得使用其它钳子剥线和压线。11控制柜元件固定方式要合理，便于拆装；不允许采用螺丝、螺母穿孔固定方式。12电气配线两端均应有标号，并与图纸一致。标号要求为打印方式，长期使用不脱色，并能防水、防油。13同一电线两端的标号必须相同，接到同一端子上的电线的标号相同。14配线线槽垂直对接点要斜口切割，对接后四周无裸露对接口。15所有线号切割要长度整齐，线号向外，线号部分和盘面平行布置。16盘面配线要适当结扎，做到层次清楚，外观整齐。17控制柜的铁板厚度不低于2毫米，要保证强度。18控制柜的颜色由甲方指定。19所有电线连接必须通过分线盒端子板或标准插头，不得有直接对接的接点。20电缆通过箱体处必须使用标准管接头，不得直接进出布线。21所有电缆接头附近做出打印标识，标识和系统接线图一致。并能长期使用不褪色。22管路内非电缆穿线使用软线，截面不小于1平方毫米。23管路、桥架内部穿线必须保留10以上备用线。不足1根的至少要保留1根备用线。24桥架内布线要严格注意信号线和动力线分开。25管路端头、接口、线槽转角、端头等位置应适当防护，以免伤线。26邻近元件超过三个的位置，要就近采用分线盒或总线模块布线，不得长距离分散走线。27电箱、显示屏、分线盒及桥架等金属部分必须有可靠的接地。28电箱结构及四周空间大小要便于维修。29大宗采用的安装材料，每批材料采购后投放安装前，要经过甲方进行品质及规格确认。30未尽事宜，按照国家相关标准执行。3.7资料提供3.7.1乙方必须提供如下图纸资料：1全系统操作、维修说明书：3套。2、系统电气原理图：3套。3、系统电气接线图：3套。4、系统网络平面布置及走线图：3套。5、带单点中文注释的梯形图：3套。6、系统地址及PLC软元件地址分配表：3套。7、软盘或光盘形式的用户软件、参数备份：3份。8、提供元器件清单（包括型号、规格、厂家、数量等）：3份。9、提供总线系统的产品识别程序：1份。10、提供PLC、总线、触摸屏、特殊模块等控制器件的随机安装、连接、维修、编程、操作、参数等说明书：数量与实际使用套数相同。11、提供所有报价包含的商业软件的说明书：1份。12、如果乙方自行开发本系统的专用软件，须提供乙方自行开发软件的带有中或英文注释的原代码程序。13、所有报价涉及的装机、系统、组态、数据库等软件的安装光盘及钥匙盘和加密狗。14、上述未涉及，但甲方认为和系统相关的资料。3.7.2所有图纸资料必须符合下列要求：1、图形符号必须符合国家标准及行业标准规范。2、标注要清楚、规范、齐全。明确控制点来源及关联使用位置，如：继电器的触点使用位置，线圈在图纸中的页号、坐标位置，关联线的来源位置等。3、和现场安装情况相符，没有明显的错误和遗漏。4、以上资料可以合理组合装订，装订形式合理，表面整洁。3.8随机备件及工具1 乙方负责按照系统实际配置，按系统全部报价的3%提出必要的随机备件清单，由甲方审核。随机备件单独报价，系统总报价中不包含备件部分。2 随机备件由乙方按照市场正常价格进行采购，不应按项目收取附加费用，并在系统验收前交付甲方接收签字。3 提供系统涉及的调试诊断必须的开发软件各1套，及编程电缆1套。3.9工期进度 乙方承诺按照如下进度计划，完成甲方需求。3.9.1一期工程：截止日：2006年7月10日。要求完成如下项目：1控制室服务器、所有终端的硬件设计、布置，及软件的基本界面设计和前期功能开发。2所有大屏幕的吊挂，连接。能显示工位呼叫等信息。3现场底层控制柜的硬件、主体软件设计及施工。4主干网络线路的铺设和连接。5现场主要装配线拉线呼叫点安装完毕，并投入使用。6广播系统主要节点安装完毕，可以使用麦克风进行呼叫及实现工位拉线点播报。一期工程要保证主体设备到位，基本功能启用。3.9.2二期工程从2006年7月11日到9月30日。1完善全系统硬件所有点的铺设安装。2完善所有后台软件及数据库功能设计。3各现场呼叫终端（触摸屏）的结构安装、连接及主体操作界面的设计，并实现分类呼出功能。4完善系统和生产计划系统的接口，及所有大屏幕的全部显示信息。5完成所有广播呼叫定制内容的播报。6完成需要交互的工艺设备接口及软件调整、功能设计。7现场分步调试出甲方需求的所有系统功能。8对系统外观完好性进行彻底完善，并做全所有标识。二期工程保证全系统硬件、软件的最后完善。系统具备人工及自动呼叫，信息的自动提取及完整显示，和其它系统的信息交互，设备控制，广播系统语音定制等所有技术协议要求的功能。3.9.3系统联调2006年十一长假。完成全系统联合调试。3.9.4稳定运行试验联调结束后，双方进行系统状态确认。在系统吻合甲方技术文件需求的前提下，进行稳定运行试验，周期两个月。3.9.5终验收系统稳定试验结束后，双方确认系统是否符合验收条件，如符合，按照协议验收项目组织系统最终验收。3.9.6其它1甲方在签定合同后的一周内，应向甲方反馈详细工程节点进度表。2设备底层接口及系统对应功能开发因甲方设备交货期造成进度影响的，可以按设备正式交付运行时间顺延一个整月。3.10技术培训乙方有义务对维修人员进行必要的培训：1对生产操作人员进行操作培训。2对维修人员进行系统硬件及软件构成原理的培训。3对维修人员进行PLC程序结构和控制流程思想的培训。4对维修人员进行相关编辑监控及配置软件的操作、编辑、设置、监控方法的培训。5关键的设计节点，如系统设计方案确定、图纸完成、软件功能与流程确认、人机界面、系统模拟联调、现场施工、现场调试等，乙方应通知甲方，在甲方主要技术人员有条件，且不影响项目进度的前提下，进行必要的交流。6系统必要的维修保养知识。培训完成后，应使受训人员基本熟练掌握相关技能。3.11验收条件在系统联调完成后，双方进行确认，并开始如下项目验收。该系统的验收在甲方进行。1完好性验收：按照国家标准和技术协议验收系统安装的外观完好性。2稳定性验收：进行二个月的试运行，期间不出影响系统基本性能的故障。3一致性验收：考察结构、部件使用是否与报价和图纸设计一致。4功能性验收：系统基本功能是否符合技术协议要求。5可维修性验收：系统安装格局是否具备良好的可维修性。6资料验收：资料符合技术协议要求，全部交接完毕。7培训验收：完成技术协议要求的必要培训。8备件验收：完成随机备件验收和签字。以上项目全部确认合格后一周内，甲方组织项目技术验收签字。3.12售后服务与技术支持系统验收完成后，乙方有如下义务：1提供一年的免费维修。2在系统联调结束后，正式生产期间，提供二个月的陪产服务。3系统运行期间，乙方应对甲方的系统维护及可能的改进负责提供终身的技术支持。4甲方提出技术服务要求时，乙方应在24小时内到达甲方现场。以上未尽事宜，双方协商解决。第二部分：系统规划设计 本部分介绍项目总体设计思路，及对设计任务书的实现过程。由于该系统非常复杂，不可能交代所有细节。1结合流水生产准时化管理需要，创造性地拓展安东信息系统为了加强HQ3总装车间生产组织过程的管理，适应汽车产业流水生产准时化管理需要，我们本着利用网络信息平台以提高管理效率为核心的主导思想，在规划系统时，提出：相关信息做到目视化，传递做到快捷化，工序过程透明化，管理控制闭环化的“四化”思路。并在此基础上建立该系统。11生产过程信息目视化重要信息的准时化发布所谓生产信息目视化，就是把生产过程大家关心的重要信息，如生产计划、产量完成情况、现场需求、设备状态、质量问题、物流状态等与生产过程直接相关的，应该在第一时间展示给生产管理人员的相关信息，以电子目视板、大屏幕、信号灯等多种方式展示出来。目视点的布置，即有现场，也有办公环境，从而实现信息的快速获取和直观发布，有效地推动生产组织过程。12信息传递的快捷化需求、异常信息的准时化传递结合准时化生产的需求，系统的规划尽量做到有效的生产过程信息实时快速传递。为了达到这个目的，我们拟采取如下措施：1）利用“目视化”的手段，实现第一时间的信息直观公示。2）利用计算机网络，把各类信息直接送到办公室的计算机终端。3）设计自动播音系统，对生产过程中的需求和重大事件，由系统进行实时同步播音发布。有了以上几个手段，生产重要过程信息、异常状态、需求等可以在第一时间内通知到生产相关部门及所有相关人员。13工序过程透明化为准时化管理提供实时的过程信息以往的操作工序，需要人员的流动巡查和流动性信息传递，或者利用电话、对讲机等手段来进行信息交流，基本上工序状态是不透明的。我们的系统通过自动采集工人呼叫（需求）、设备状态、质量问题、物流配货状态等方式，通过网络信息化手段，动态显示在所有的计算机终端、电子目视板上，使得工序过程透明化。这就可以使管理人员对生产现场状态随时把握，获得快速反应的能力。14管理控制闭环化为准时化管理改善提供决策依据一个好的系统，决不仅仅是看在技术上使用了多少新技术、新产品，而是看和企业管理流程结合得是否紧密，是否有助于提高管理效率。我们的系统，除了在以上方面做出有效规划，同时，对采集到系统的信息和数据，做储存、分类、检索、分析，以提供管理决策和问题分析的历史数据依据。管理人员可以通过系统分析，找到生产过程中的问题点，并进行改善，以最终实现对生产效率的提高。该系统作为生产全过程组织的一个辅助工具，能实现快速的申请呼叫、信息传递、实时显示、设备控制、质量防错、配货提示、统计分析、报表生成等，就工序作业、设备状态、质量问题、供应情况等过程进行实时的信息传递和管理，对生产全过程构成支持。2系统结构设计21系统硬件设计系统硬件结构采用三层网络拓扑结构。信息层：采用工业以太网，TCP/IP协议。这一层主要由服务器和所有办公终端、大屏幕控制终端、与其它网络数据交互终端组成，并通过适配器连接设备底层的S7-300可编程控制器。控制层：采用Profibus-DP总线，在S7主控制器之下，连接所有触摸操作屏、电子看板、物流子系统PLC，并通过总线转换器连接设备底层AS-i总线。设备层：采用AS-i总线，充分发挥其组态自由的优势，连接现场所有工序呼叫拉线、工艺设备实时信号、物流调度看板、节拍器等最底层的I/O信号。信息层采用工业以太网以实现信息的长距离传输和有效缩短网络传输时间。控制层采用Profibus-DP总线，这种总线尽管拓扑结构不够灵活，但传输距离长，抗干扰能力强，协议开放性好，用于解决生产现场分散的底层控制设备的连接是不错的选择。AS-i总线传输距离比较短，但拓扑灵活，用于最底层设备的信号采集。类似的是，我们在公司的另一个安东网络项目中，使用了AB公司的RSLogix5000控制器，分别由以太网(EtherNet/IP)、控制网(ControlNet)、设备网(DeviceNet)构成三层网络系统，与本系统类似。三层网络系统成为我们构建企业现场系统的典型架构。图1给出了我们系统的网络拓扑图。图例1：安东系统示意图打印机ERP通讯终端IS-A总线PROFIBUS总线主控制PLC (S7-300)I/O模块工位呼叫拉线（71点）物流拉线（点）物流看板（4个），节拍屏（4个）服务器10/100M以太网以太网交换机分类呼叫触摸屏（共10台）主柜触摸屏打印机播音系统现场60个音箱大屏幕大屏幕终端适配器以太网交换机CCR终端车间终端维修终端打印机缓冲器主线安东屏(3个)物流厂房PLC (S7-200)物流拉线物流屏(4个)机械化系统（3套）品质单机（7台）Profibus/Asi转换器22软件结构设计服务器操作系统使用Windows 2003 Server。数据库使用SQL Server 2003及Access数据库。组态软件使用WebAccess，该软件的特点是可以通过网页形式进行访问，没有客户端数量限制，价格相当于国内低端组态软件，且有比较好的稳定性。配置规模3000点。在这个平台上，我们的应用环境开发了如下系统：1）组态环境：系统的计算机终端管理界面、现场实时状态界面、数据库存取及服务器和现场信息交互与控制等。2）数据库：存储系统采集的数据和状态信息，并进行分类、检索、分析、打印。3）设备底层控制：主要是S7-300主控制器、S7-200物流子系统控制器、底层设备采集接口等控制程序（三菱、丰田工机）与组态。4）触摸屏幕：所有11个触摸屏幕画面设计。5）大屏幕管理：借助于成型的大屏幕支持环境，简单开发大屏幕播放程序。6）与ERP接口：从ERP获取生产计划、产量完成情况等信息。3安东系统功能设计全系统包含多个子系统，各子系统功能规划如下：31大屏幕显示系统（1）功能简介：本子系统指大屏幕及相关网络接口、上位控制软件等，能提供生产计划、开动率与停线时间、宣传标语、日期时钟等信息。图例2：大屏幕显示系统（2）需要的输入：1） 生产调度室下达的生产计划，通过生管物流系统自动输入到安东系统。2） 机械化系统自动采集的设备状态数据，无须人工输入。3） 人工编辑发布的宣传、通知等信息。（3）系统输出：1）生产计划信息：包括年计划、年完成、月计划、月完成、日计划、日上线、日下线车数量。2） 生产状态信息：包含月、日开动率及月、日停线时间。3） 文字信息发布：通知、宣传标语等。32生产呼叫系统（1）功能简介：用于生产过程中，操作工人的实时支援呼叫，包括呼叫班长、维修、品质、工艺、物流五类人员。可以实现呼叫信息的快速传递，减少求助时间，对准时化生产作业构成支持。本系统包括71点拉线、10个触摸屏及相关控制系统。（2）需要的输入：1）生产人员直接拉线。2）班长到位了解需求内容后，在触摸屏进行二次分类呼叫。分类呼叫包括维修、品质、工艺、物料。（3）系统输出：1）工人拉工位拉线后，广播系统自动播出呼叫工位，通知班长及附近服务人员快速到位。同时安东看板显示呼叫工位。2） 班长通过触摸屏呼叫后，广播系统自动播出对维修、品质、工艺、物料人员的呼叫。同时安东看板显示呼叫分类。图例3：呼叫拉线点 图例4：分类呼叫触摸屏（4）涉及的操作：1）工人直接拉工位拉线可以实现广播首次播音呼叫，广播播出：“XX工位呼叫”2遍。2）班长分类呼叫通过触摸屏实现。包括两屏画面，第一屏显示工位号，第二屏显示维修、品质、工艺、物料等按钮。如果生产线有拉线呼叫，对应工位按钮被突出显示，按压此按钮弹出第二屏，再按分类呼叫按钮即可通过广播系统播音：“请XX人员速到XX工位”、“请物流人员速给XX工位配货”。减少操作是实现准时化的重要手段，分类呼叫的发出，只需要两次按键，就是简化和人性化设计的结果。33电子看板系统（1）功能简介：该系统包括3条主线的3块安东看板及相关控制系统，用于直观显示拉线呼叫工位、呼叫类型、重要设备状态、输送线状态等信息。图例5：主线电子看板（2）需要的输入：1）自动采集拉线呼叫信息，无须人为输入。2）自动采集分类呼叫信息，无须人为输入。3）自动采集设备状态信息，无须人工输入。（3）系统输出：1）拉线呼叫工位显示。2）呼叫分类显示（维修、品质、工艺、物料）。3）当日本线动态开动率与停线时间显示。动态开动率=(实际开动时间/按生产计划应开动时间)x100%。4）机械化系统状态显示：满位、空位、故障、延时等。5）北京时间显示。34自动播音系统（1）功能简介：包括调音控制、均衡器、功率放大、麦克风、现场60个音箱及相关控制系统。用于实现自动呼叫播音、计划定时播音、异常播报及人工麦克风呼叫。自动呼叫播音：工人求援的拉线、二次分类呼叫的自动播音。计划定时播音：如开线倒计时、广播体操、间休、午休、下班等按照生产计划固定时间的提示性播音。异常播报：设备停线、品质问题等的自动播音。人工呼叫：相关管理人员配备麦克风，可以进行人工呼叫。图例6：播音控制台（部分设备）（2）需要的输入：1）自动呼叫播音为自动采集播报，无须人工输入。2）计划定时播音可以在计算机终端录制播音内容及修改播出时间。如广播体操、开线预报、间休提示、下班提示等。3）异常播报自动采集设备状态播音，无须人工输入。4）麦克风呼叫使用无线麦克风进行人工呼叫。（3）系统输出：1）自动播报呼叫工位。如“XX工位呼叫”。2）自动播报分类呼叫。如“请XX人员速到XX工位”、“请物流人员速给XX工位配货”。3）自动播报停线位置和原因信息。如“XX线作业延迟”、“XX线停线”、“XX线安东停线”、“XX（设备）停线”等。4）自动播报重要设备异常（9台）。如“XX（设备）不合格”。5）自动定时播报与生产班制相关的提示信息。如广播体操、开线、休息等。6）人工麦克风呼叫播音。（4）涉及的操作：1）麦克风呼叫。2）人工在计算机终端修改计划定时播音时间。3）其余全部为系统自动采集，无须人工干预。35配货管理控制系统（1）功能简介：包括8块物流屏幕、12套拉线、2套情报中心提示灯及相关控制系统。可实现生产对物流的呼叫、停线、生产线节拍显示，发货请求、发货延迟提示及办公室对配货的实时监控。 图例7：物流看板（2）需要的输入：1）生产人员在触摸屏操作呼叫物流人员。2）物流管理人员在计算机终端修改发货相关时间参数。3）物流人员发货车推出时，拉线确认已经发货。4）其余为自动采集输入，无须人工干预。（3）系统输出：1）物流屏显示呼叫工位，及蜂鸣器发音提示。2）物流屏显示停线（停线的线名）信息。3）物流屏显示生产节拍信息。4）配货点发货时间到及发货延迟提示灯。5）情报中心停线提示。6）情报中心一车位上线提示。7）计算机终端现场配货监视画面。（4）涉及的操作：1）生产人员在触摸屏操作呼叫物流人员。2）物流人员发货时，拉线确认货已发出。3）物流管理人员在计算机终端修改发货相关时间参数及节拍同步基准。所谓节拍同步基准，就是设置每个配货点与哪条生产线同步。36品质防错系统（1）功能简介：包括9台对品质有特殊要求的重要设备与安东系统的接口及控制。用于当装配过程出现不合格时，自动控制停线及进行广播播音，通知相关人员到位。这9台设备是：冷媒加注机、刹车液加注机、防冻液与洗窗液加注机、轮胎扳手（2台）、前后悬挂扳手（2台）、燃气泄漏检测仪、传动轴校准QL扳手。图例8：加注设备图例9：轮胎拧紧机（2）需要的输入： 完全自动采集，无须干预。（3）系统输出：1）安东看板提示问题工位。2）广播系统自动播音告警，通知相关人员。3）控制输送线停止等待。（4）涉及的操作： 可以在计算机终端各自选择“有效”、“取消”，以决定是否在出现质量问题时停线。37机械化联控系统（1）功能简介：含与3条线的硬、软件接口、4个节拍屏与相关控制。提供电子看板显示机械化系统状态、节拍进程、启动提示、发货时间基准等。图例10：机械化系统（2）需要的输入：1）计算机终端人工定义节拍时间。2）在终端设置是否需要节拍中点语音提示。3）其余全部自动采集，无须人为干预。（3）系统输出：1）节拍屏的节拍进程显示。2）安东看板显示机械化系统状态，如满位、空位、故障等。3）各线启动音乐提示。4）节拍中点语音提示。5）停线广播自动播报。6）作为物流配货的计时基准。7）安东系统对生产线的停线控制。 图例11：节拍进程提示屏（4）涉及的操作：1）人工在计算机终端输入生产线节拍。2）在终端设置是否需要节拍中点语音提示。38上位监控系统（1）功能简介：包含5台终端、组态软件、控制及应用软件系统。用于在办公室实时监视现场情况。图例12：计算机管理终端（2）需要的输入：无须人工输入，全部自动采集。（3）系统输出： 在办公室计算机规划了如下显示画面：1）主画面，涵盖现场整体状态、管理菜单、系统运行状态等。2）主线运行状态显示画面，可以了解主线是否运行、停线点、故障状态、开动率等。3）与现场位置吻合的全部拉线呼叫状态画面。4）3个安东主屏幕同步显示画面。5）8个物流屏幕同步显示画面。6）配货点状态画面，包含是否提示发货、发货延迟、发货完毕、停线等待等状态。7）7台品质控制单机状态画面，显示是否正常及出现不合格。8）播音管理画面，可以在计算机终端修改播音模式、时间等。9）生产班制计划管理画面，可以对生产班制时间进行修改，以保证停线、开动率统计的正确性。10）维修管理画面：管理系统与维修相关的参数、状态。11）系统管理画面：设置主要系统参数、发布通知信息等。39数据统计、分析、图表（1）功能简介：包括服务器、应用程序、数据库等系统。主体系统数据储存于服务器中，可以在服务器及各终端提供各类生产“事件”的历史记录、检索、图表分析及打印。图例13：中央控制室（2）需要的输入： 无须人工输入，系统自动采集。（3）系统输出：1）拉线呼叫点的呼叫历史记录及统计分析。2）对物流、维修、品管、工艺的分类呼叫历史记录及统计分析。3）对配货点发货情况的历史记录及统计分析。4）对设备，含机械化、9台单机状态的历史记录及统计分析。5）停线记录及开动率统计分析。4系统构建过程的技术要点41系统上位功能举例 以下列举几个典型画面，仅供参考，具体功能不一一陈述。 图例14：主监控画面 图例15