装配生产线制造执行系统MES.ppt

1、装配制造执行系统 装配生产线MES,彭慧 二零零七年十一月二十五日024-23970698,2006年3月28日星期二,2 中国科学院沈阳自动化研究所,交流背景,中科院沈阳自动化所近年来完成的 装配生产线MES方面的工作 山西大同齿轮集团变速箱装配生产线MES系统 陕西法士特齿轮公司变速箱装配生产线MES系统 东风朝阳柴油机公司装配生产线MES系统 株齿轿车变速箱装配生产线MES系统 华晨汽车装配生产线MES系统,2006年3月28日星期二,3 中国科学院沈阳自动化研究所 ,交流内容,装配生产线的特性 要解决的问题及系统功能 系统实现 案例,2006年3月28日星期二

2、,4 中国科学院沈阳自动化研究所,装配生产线的特性生产线构成,若干条总装线、 若干条分（部）装线、 质量检测线、 喷涂、包装线等构成。 线数十个操作工位构成。 工位若干个操作工，以及各种装配设备 装配工艺生产节拍,2006年3月28日星期二,5 中国科学院沈阳自动化研究所,装配生产线的特性生产组织方式,运行流水、总体拉式 产品生产组织混装、轮装 在制品输送方式 人力小车、滚道 悬链、RGV或AGV,2006年3月28日星期二,6 中国科学院沈阳自动化研究所,装配生产线的特性物料输送方式,送料时间 批次 JIT基于线旁库存准时补料 JIS基于待生产的产品按规定的顺序送料 定时送料 物料来源 库房

3、送料 第三方物流 供应商直送工位 异常补料,2006年3月28日星期二,7 中国科学院沈阳自动化研究所,装配生产线的特性生产节拍,生产节拍 1至2分钟 变速箱、发动机等 5至10分钟左右 整车,2006年3月28日星期二,8 中国科学院沈阳自动化研究所,装配生产线的特性人力组织方式,按岗位（线+工位） 按班组 按班次 人可跨班组、班次、岗位,2006年3月28日星期二,9 中国科学院沈阳自动化研究所,要解决的问题及系统功能,做什么 用什么做 怎么做 做得怎样 工时成本,2006年3月28日星期二,10 中国科学院沈阳自动化研究所,要解决的问题及系统功能,功能划分 装配作业计划管理 物料配送管理

4、 装配工艺管理 装配质量管理 装配生产过程追踪 数据采集 防错漏装 产品谱系,与装配设备集成 与ERP集成 与CRM集成 与PDM集成 统计查询 生产线性能分析 大屏幕 基础数据维护,2006年3月28日星期二,11 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配作业计划管理,要解决的问题人、设备、物料协调一致工作 总装与分装同步 编码一致性产品条码、机体标识码、 铭牌、 合格证、厂家规定的条码生成 同生产计划编码一致性问题、唯一性问题 装配作业计划与物料配送一致性问题 与工装的一致性 异常时的处理,2006年3月28日星期二,12 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配作业计划管理,难点 “

5、轮装” 计划顺序与实际作业顺序一致 “混装” 计划顺序与实际作业顺序不一致 “混装” 带来顺序的随意性 紧急定单的插入 生产异常 解决问题的要点 在装配生产作业计划规定的顺序的大前提下，以实际上线的机体排列顺序作为真正的执行顺序,2006年3月28日星期二,13 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配作业计划管理,具体实现方案 在装配生产总成线上的上线、下线、打条码、打标识、打合格证工位和各个分装工位及物料配送工位等同步点配置计算机，用于接收装配作业计划信息以及实际上线的机体顺序，确保整条生产线的所有工位按统一的计划进行工作。 当计划出现变更时，实时下达到相关工位。 同时配置的计算机还可用

6、于其他管理工作。,2006年3月28日星期二,14 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配作业计划管理,管理内容 装配作业计划编制 指令下达与调度 上线工位管理 下线工位管理 打标工位管理 打铭牌工位管理,打条码工位管理 合格证打印工位管理 装配工位 质量检测工位 返修工位管理 包装工位管理,2006年3月28日星期二,15 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能物料配送管理,要解决的问题 在多种型号的产品共线生产的前提下，确保在正确的时间、按正确的顺序、将正确的物料送到正确的工位。 同时能够对生产线上的各种异常缺、漏、废物料情况作出实时的相应。,2006年3月28日星期二,16 中国科学

7、院沈阳自动化研究所,问题与功能物料配送管理,难点 送什么 送多少 送到那（工位、料位） 什么时候送 怎么送 现状是人工凭经验,零部件数量多 产品变型多 工位数多 错送、漏送,2006年3月28日星期二,17 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能物料配送管理,特殊要求 固定搭配 按比例投料 指定供应商,2006年3月28日星期二,18 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能物料配送管理,具体实现方案 建立装配BOM（物料清单） 依据装配作业计划及BOM进行查找决定“送什么” 依据装配作业计划及BOM进行计算决定“送多少” 依据装配作业计划及BOM进行计算决定“送到哪” 什么时候送？ 怎么送？,

8、2006年3月28日星期二,19 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能物料配送管理,2006年3月28日星期二,20 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配工艺管理,要解决的问题 怎么装，装配工艺给出操作要求及标准 当共线生产多个型号的产品， 特别是存在多种变形 变速箱 10多个系列 2000多种产品,2006年3月28日星期二,21 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配工艺管理,具体实现方案 将装配操作步骤及装配图存入计算机中； 将装配线上设备操作所需的工艺技术参数存入计算机中； 在装配生产线上的工位（关键）配置计算机； 在各个关键装配工位，系统将所对应待装型号产品的装配工艺显示

9、在工位计算机上，指导装配操作。,2006年3月28日星期二,22 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配质量管理,要解决的问题 装得怎么样,2006年3月28日星期二,23 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配质量管理,实现方案 实时在线质量检测控制 尽可能多的采集装配线上设备工作时的各种 性能数据；实时与规定的工艺参数进行比对； 发现问题时在工位计算机上给出实时报警信息。 实时在线进行 SPC分析 事后质量统计分析 找出影响产品质量的原因，进行装配过程的改进 质量问题追溯,2006年3月28日星期二,24 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配生产过程追踪,要解决的问题 MES

10、系统自动记录下每一件产品 在那一条生产线 经过哪些装配工位 由谁 在什么时间（开始、结束） 用了什么物料 在什么工艺条件下 经过什么样的检测 生产出来的,2006年3月28日星期二,25 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配生产过程追踪,作用其他管理基础 生产指挥调度 当出现质量问题时的追溯责任人 质量原因分析（人、设备、物料） 随机追踪卡 为生产统计、查询打下基础 为效率分析提供基础数据,2006年3月28日星期二,26 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能装配生产过程追踪,实现的技术手段 条码技术 RFID 尽可能采用自动化的手段， 减轻现场人员的工作量,2006年3月28日星期二

11、,27 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能数据采集,采集的内容 人员数据采集。 产品生产过程数据采集 工艺参数采集。 物料数据的采集 在制品输送数据的采集,2006年3月28日星期二,28 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能数据采集,实现技术手段 利用工位计算机输入 条码 RFID 无线PDA AGV、RGV OPC 考虑到效率、节拍， 尽可能利用自动化的手段采集,2006年3月28日星期二,29 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能防错漏装,要解决的问题 防止装配过程中发生的错装、漏装现象 多学科、综合性问题 高投入,2006年3月28日星期二,30 中国科学院沈阳自动化研究所,问

12、题与功能防错漏装,防错的途径 加强管理，提高人员的责任信 装配零部件的实时提示 装配操作步骤、装配图的实时提示 物料分拣、配送控制 发生型号切换时进行声光提示 采集物料条码与装配BOM进行比对,2006年3月28日星期二,31 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能防错漏装,防错的途径 智能料架取料提示与控制 装配动作控制Poka-yoke 日本丰田汽车Shigeo Shingo 提出 其基本思想是：将一个完整的装配操作过程分解为一个个基本的装配动作，这些动作能够采用机械的或自动化的方式自动进行检测以判断其是否正确完成。 专用设备。 机器视觉应用。,2006年3月28日星期二,32 中国科学院

13、沈阳自动化研究所,问题与功能产品谱系,产品谱系 产品的零部件构成 生产厂商 生产日期 批次号 唯一编号 多阶分总成,2006年3月28日星期二,33 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能产品谱系,要解决的问题物料追溯 减少与退货和产品召回相关的风险， 保修依据 产品质量分析 供应商评价 跟踪&追溯整个供应链上的信息 法规的强制性要求,2006年3月28日星期二,34 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能产品谱系,实现技术手段 基于条形码技术 计算机+条码采集 PDA（有线、无线） 基于RFID 通用性 价格 占地空间,2006年3月28日星期二,35 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能

14、产品谱系,采集方式 线旁采集（单件码、量大） 出库采集（批次码、量小）,2006年3月28日星期二,36 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能与装配设备集成,要解决的问题 1、数据采集的需要 2、管理控制的需要 没有通用的解决方案,2006年3月28日星期二,37 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能与装配设备集成,集成过的设备 与电动拧紧工具的接口 与间隙测量设备的接口 与测漏设备的接口 与智能料架设备接口 与性能检测系统的接口,与压机设备的接口 与打号机的接口 与打标机的接口 与AGV的接口 ,2006年3月28日星期二,38 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能与其他系统集成,与E

15、RP 与PDM 与CRM 与在制品输送系统 （AGV） 与立库,2006年3月28日星期二,39 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能统计查询,产量报表 人员工作量报表 工时成本报表 ,2006年3月28日星期二,40 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能生产线性能分析,利用装配过程追踪记录信息，可进行准确、及时地进行生产线运行效率分析。帮助管理人员分析出提高生产效率的关键点所在，进行装配过程的改进，提高整个变速器装配生产线的工作效率。 生产线停线原因分析 生产线瓶颈工序分析 生产线效率分析 废品率分析,2006年3月28日星期二,41 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能大屏幕信息显示

16、,生产作业计划与执行情况 主意事项与警告 车间通知等信息向车间现场发布 欢迎信息,2006年3月28日星期二,42 中国科学院沈阳自动化研究所,问题与功能,提示：依据实际情况进行选择,2006年3月28日星期二,43 中国科学院沈阳自动化研究所,实现技术路线MES应用软件开发,第一种：购买商品化软件 第二种：基于通用开发工具 前台VB/VC/VB.net/VC.net/PB 后台Sql server /Oracle /Sybase 第三种：在一个MES开发平台进行开发,2006年3月28日星期二,44 中国科学院沈阳自动化研究所,实现技术路线三种技术路线比较表,2006年3月28日星期二,45

17、 中国科学院沈阳自动化研究所,实现技术路线,结论是：在用户投入许可的前提下 建议基于专用于MES地开发平台进行开发。,2006年3月28日星期二,46 中国科学院沈阳自动化研究所,共性MES实现技术,技术需求一：数据采集 能够实时采集到现场的各种设备产生的各种过程生产数据。稳定、可靠 技术需求二： 对过程数据的存储于检索提供支持 对数据的缓冲处理 iHistorian 技术需求三：生产过程建模与运行监控,2006年3月28日星期二,47 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现软件总体结构,数据采集与监控（OPC）,过程数据的管理,作业 计划 管理,效率 分析,产品 谱系 建立,。,质量 管理,生

18、产过程建模与运行,2006年3月28日星期二,48 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现GE Fanuc的MES平台,使用了GE Fanuc Plant Application Proficy 全套产品： iFix 数据采集平台 iHistorian 过程数据管理 Proficy Production Management 模块 Proficy Product Management 模块 Proficy Quality Management模块 Proficy SDK 开发包,2006年3月28日星期二,49 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现数据采集,采用了 iFix 平台上，连接了 西门

19、子 PLC 200、300 三菱PL。 电动拧紧工具 AGV控制系统 压装机 间隙测量设备 测漏设备 喷涂系统控制台 涂胶机 ,2006年3月28日星期二,50 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现过程数据管理,使用 iHistorian 解决了过程数据的持久性存储 对重要逻辑数据的缓冲处理 扩展了系统的处理能力,2006年3月28日星期二,51 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（1）,采用了Proficy MES 平台的工作思路可以概括为： 首先建立起工厂（车间）的设备构成描述及设备工作状态描述， 同时给出工厂要生产的产品描述，在此基础上，结合工艺要求给出产品加工所

20、需经过的设备及顺序的描述，以及产品加工生产过程所需的物料移动规则的描述。,2006年3月28日星期二,52 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（2）,在此基础上，定义了各种工厂事件，来描述生产过程中发生的、有着实际物理意义的、需要进行业务处理的特定时刻，如开工、完工，上料，下料等。 如生产事件、产品事件、物料移动事件、质量事件、废品事件等,2006年3月28日星期二,53 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（3）,其次，我们需要给出各种工厂事件与设备工作状态之间的对应关系。 或者说，给出那些种类生产设备信息源及信息特定值可以产生特定工厂事件。,2

21、006年3月28日星期二,54 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（4）,当生产活动开始后，基于生产设备状态的不断变化，会源源不断地产生各种工厂事件，。 通过建立事件之间的关联，并将这种关联记录下来，即可以在计算机中同步模拟出一个工厂的实际运行过程，实现了生产过程的跟踪。同时也实现了产品谱系的建立。,2006年3月28日星期二,55 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（5）,在得到产生的工厂事件后，不同的行业、不同的企业会按自己的需要、按不同业务处理规则进行业务处理。 形成面向不同行业的各种应用模块。,2006年3月28日星期二,56 中国科学院

22、沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（6）,考虑到实际的运行模式， Proficy 可以将在服务端产生的各种工厂事件，实时、自动传送到客户端。 通过Proficy SDK，用户可在自己的应用客户端程序中接受到产生的事件，完成应用处理逻辑。 同时，客户端应用程序通过Proficy SDK，产生相关的工厂事件，实时、自动传送到服务器端，服务器端据此进行相应业务处理。,2006年3月28日星期二,57 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现生产过程建模与运行监控（7）,2006年3月28日星期二,58 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,开发案例图片,2006年3月28日星期二,59

23、 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,60 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,61 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,62 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,63 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,64 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,65 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,66 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,67 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,68 中国科学院沈阳自动化研究所,系统实现案例,2006年3月28日星期二,69 中国科学院沈阳自