汽车行业装配线MES解决方案

ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.1汽车行业装配线MES解决方案中国科学院沈阳自动化研究所数字工厂研究室ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.2汽车行业装配线生产线生产特点汽车行业装配线生产线生产中关注的主要问题汽车行业装配线生产线MES解决方案汽车行业装配线生产线MES系统实施的收益ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.3一、汽车行业装配生产线构成1、按产品或工艺段配置一条或多条生产线。按功能分为产品总装线、部装线、检测线，涂装线，包装线等。2、生产线上根据工艺布置装配操作工位，每个工位配置相应装配设备、物料存储料架，一般每个工位一名操作工人，每个工位进行相对固定的装配工艺，各工位节拍基本一致（特殊工艺通过并行工位实现节拍的一致），节拍一般在几分钟到十几分钟不等。3、生产组织采用流水式生产，主要以混流生产或品种轮换方式生产4、装配流水线产品传输以摩擦辊道、地板传输链、自动导引车（AGV、RGV）为主5、物料配送方式以批次配送，准时配送JIT、定时补料等多种方式配合使用；ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.4一、汽车行业装配生产线的生产特点1、节拍快，生产效率高（分钟级）2、混流式生产（一班次几个甚至十几个品种）3、物料配送准确率要求高（JIT配送）4、设备自动化程度高，控制精度要求高（生产线运行时要求设备100%可用）5、刚性线，任何问题都会影响整条线（一点失误，引起整体停线）6、质量控制要求高（控制批量不良）ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.5一、装配生产线的生产特点带来的问题1、节拍快，生产效率高（现场情况变化快，及时掌握现场情况困难）2、混流式生产（工艺变化，物料变化，容易造成错漏装）3、物料配送准确率要求高（一般采用拉动式配送，物料配送不及时造成停线）4、设备自动化程度高，控制精度要求高（要求设备故障率低，维护管理难度大）5、刚性线，任何问题都会影响整条线（ANDON，任何报警需要及时处理）6、质量控制要求高（实时监控质量指标）ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.6二、装配生产线生产管理者关注的主要问题1、生产安排与调度–如何处理混流生产中的作业计划和物料计划问题？–如何根据现场的变化实现在线调度和配送？–如何解决总装与部装件的同步问题，加工件的配套率问题？2、质量–如何实现关键工艺参数的在线控制—在线质量控制？–如何实现在线的防错控制？3、现场管理–如何在线随时了解现场的生产情况？–如何进行设备日常维护减少设备故障？4、持续改进与精益生产–如何对各种信息的整合与集成？–如何实现基于岗位和历史数据的质量问题分析？–如何分析设备、人员的效率，改进生产效率？–如何实现产品制造历史信息的双向回溯问题？ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.7三、汽车行业装配线生产线MES解决方案MES系统主要功能1.装配作业计划管理2.装配生产过程追踪3.物料配送管理4.装配工艺管理5.装配质量管理6.数据采集7.防错漏装8.产品档案管理9.设备管理10.与ERP、PDM、CRM系统集成11.统计查询12.生产线性能分析13.大屏幕信息发布14.系统模型建立15.基础数据维护ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.8三、汽车行业装配线生产线MES架构ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.9MES系统应用装配作业计划管理•ERP计划接收与维护•根据资源约束和配置编制装配线/加工线生产计划•计划下达与发布•生产计划的变更管理（订单插入，变更处理）•生产计划的查询及导出•ERP完工回报ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.10MES系统应用ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.11MES系统应用生产过程管理•基于现场实时信息的产品生产过程追踪•装配线各工位生产节拍计算•装配线生产跟踪信息发布•产量统计及生产效率统计ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.12MES系统应用ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.13MES系统应用物料配送管理•物料配送规则管理•配送单生成与完成回报•厂内紧急拉动•装配产品物料齐套率检查（二级库）ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.14MES系统应用工艺管理•工艺信息接收（与CAPP或PDM集成获取，图纸、工艺文件、作业指导书等）•工艺信息维护（与工位、产品绑定）•工艺信息显示与查询ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.15MES系统应用设备管理–设备维护管理•设备台帐维护与查询•日常点检管理•设备运行维护•设备故障点检档案维护–设备维修管理•设备故障保修记录•设备日常维修记录•维修备件信息管理ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.16MES系统应用质量管理•质量检测数据采集•关键零部件信息采集•装配质量信息采集（工艺参数，质量检测数据）•质量数据追溯•防错漏装•产品档案管理ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.17MES系统应用防错漏装管理•在线的智能料架•在线装配物料采集与判定•装配检测工位的图像识别ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.18MES系统应用产品档案管理•根据产品装配过程中采集的物料信息形成产品装配的物料信息档案（包括物料厂家、批次、物料号等信息）可以实现物料的双向追溯。•根据产品装配过程中采集装配过程信息形成产品装配质量信息档案（包括装配人员，检测人员，装配过程工艺参数，质量检测数据），可以实现质量问题双向追溯与分析。ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.19MES系统应用工位管理•作业计划接收与显示•装配线上产品序列与状态•工艺文件查询•设备状态信息显示及设备点检信息维护•物料条码采集•操作ANDON报警•缺料或废料ANDON报警•工位操作人员信息采集ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.20MES系统应用数采采集管理•采集内容装配过程中人员，产品、装配零部件、装配质量、装配设备加工参数（扭矩、压力）、设备状态、检测设备检测数据（保压时间，泄露量、噪音）。•数据采集方式条码、RFID、设备PLC接口，设备控制上位机接口协议等ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.21MES系统应用数据统计与分析管理•基于生产过程数据统计•精益生产相关KPI指标分析效率（OEE、节拍、UPH）产量（年、月、周、日、班次）质量（直通率、总合格率）设备（时间开动率，性能开动率，停机分析）ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.22MES系统应用系统模型管理•工厂建模•产品建模（装配BOM）•工艺路线建模•生产事件建模ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.23MES系统应用基础数据和系统管理•基础数据维护维护系统的基本数据，包括班组，班次，加工生产线，工作日历、装配线工位信息等。•数据备份管理•日志管理ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.24四、MES系统实施的收益通过关键工位的生产过程详细跟踪使现场生产过程透明化；使生产设备的控制参数同生产的产品工艺要求同步，消除了产品换型时产生错误操作的隐患；可对每台整车/部件的装配历史及所用物料进行相关信息的回溯；ERP系统根据MES系统的即时报完工信息指导物料配送，配送时机更加准确、合理；将产品的相关信息传递到CRM系统，客户可实时查看订单执行情况，及每台机体使用物料的供应商情况，提高已有客户的满意度和忠诚度；通过同PDM系统集成，动态获得相关产品信息，减少了用户的数据维护量，同时保证了产品数据的一致性；可按物料批次信息查询所有相关的整车/部件信息，为适应召回制度提供了技术保障。ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.25主要案例介绍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浙江万里扬重卡变速箱生产线MES系统北汽动力总成变速箱工厂MES系统宇通客车股份有限公司客车生产线MES系统福田南海客车厂欧V客车生产线MES系统ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.26典型应用--朝阳柴油机总装MES系统102装配线QD32装配线试车线喷涂线后装配线产品有七大系列，近200个变型品种，年产量超过16万台；102、QD32两条装配线，一条试车线，一条喷涂线和一条后装配线组成。ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.27典型应用--朝阳柴油机总装MES系统主要功能：•作业计划接收与调度；•物料条码采集；•生产过程跟踪；•产品管理；•质量监控；•基础数据维护；•生产设备数据采集与控制；•CRM、ERP、PDM企业集成。主要功能及业务流程ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.28典型应用--朝阳柴油机总装MES系统PDMERP打标机铭牌打印机测漏仪电动拧紧工具无线手持扫描终端自动化设备计划与调度质量监控企业连接器MES物料采集生产过程跟踪实时报表产品管理CRM成品库设备监控物流配送中心MES系统覆盖的范围ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.29典型应用--朝阳柴油机总装MES系统提供基于.Net技术开发的客户端、提供易于操作的用户界面C#.Net实现对现场的生产设备进行数据采集应用GEFanuciFixHMI/SCADA及iHistorian软件进行组态提供数据的持久存储及数据的检索基于Microsoft数据库管理系统SQLServer2008处理装配制造过程业务逻辑、提供灵活的可扩展性基于事件生产过程跟踪模型的MES平台客户端表示层应用服务层数据持久存储层数据采集层软件体系结构ShenyangInstituteofAutomation,ChineseAcademyofScience.303制造执行系统对行业技术进步的推动—汽车行业物料配送清单及