柔性裝配生產線.ppt

1、裝配制造執(zhí)行系統(tǒng) 裝配生產線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 中國科學院沈陽自動化研究所,交流背景,中科院沈陽自動化所近年來完成的 裝配生產線MES方面的工作 山西大同齒輪集團變速箱裝配生產線MES系統(tǒng) 陜西法士特齒輪公司變速箱裝配生產線MES系統(tǒng) 東風朝陽柴油機公司裝配生產線MES系統(tǒng) 株齒轎車變速箱裝配生產線MES系統(tǒng) 華晨汽車裝配生產線MES系統(tǒng),2006年3月28日星期二,3 中國科學院沈陽自動化研究所 ,交流內容,裝配生產線的特性 要解決的問題及系統(tǒng)功能 系統(tǒng)實現 案例,2006年3月28日星期二

2、,4 中國科學院沈陽自動化研究所,裝配生產線的特性生產線構成,若干條總裝線、 若干條分（部）裝線、 質量檢測線、 噴涂、包裝線等構成。 線數十個操作工位構成。 工位若干個操作工，以及各種裝配設備 裝配工藝生產節(jié)拍,2006年3月28日星期二,5 中國科學院沈陽自動化研究所,裝配生產線的特性生產組織方式,運行流水、總體拉式 產品生產組織混裝、輪裝 在制品輸送方式 人力小車、滾道 懸鏈、RGV或AGV,2006年3月28日星期二,6 中國科學院沈陽自動化研究所,裝配生產線的特性物料輸送方式,送料時間 批次 JIT基于線旁庫存準時補料 JIS基于待生產的產品按規(guī)定的順序送料 定時送料 物料來源 庫房

3、送料 第三方物流 供應商直送工位 異常補料,2006年3月28日星期二,7 中國科學院沈陽自動化研究所,裝配生產線的特性生產節(jié)拍,生產節(jié)拍 1至2分鐘 變速箱、發(fā)動機等 5至10分鐘左右 整車,2006年3月28日星期二,8 中國科學院沈陽自動化研究所,裝配生產線的特性人力組織方式,按崗位（線+工位） 按班組 按班次 人可跨班組、班次、崗位,2006年3月28日星期二,9 中國科學院沈陽自動化研究所,要解決的問題及系統(tǒng)功能,做什么 用什么做 怎么做 做得怎樣 工時成本,2006年3月28日星期二,10 中國科學院沈陽自動化研究所,要解決的問題及系統(tǒng)功能,功能劃分 裝配作業(yè)計劃管理 物料配送管理

4、 裝配工藝管理 裝配質量管理 裝配生產過程追蹤 數據采集 防錯漏裝 產品譜系,與裝配設備集成 與ERP集成 與CRM集成 與PDM集成 統(tǒng)計查詢 生產線性能分析 大屏幕 基礎數據維護,2006年3月28日星期二,11 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配作業(yè)計劃管理,要解決的問題人、設備、物料協(xié)調一致工作 總裝與分裝同步 編碼一致性產品條碼、機體標識碼、 銘牌、 合格證、廠家規(guī)定的條碼生成 同生產計劃編碼一致性問題、唯一性問題 裝配作業(yè)計劃與物料配送一致性問題 與工裝的一致性 異常時的處理,2006年3月28日星期二,12 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配作業(yè)計劃管理,難點 “

5、輪裝” 計劃順序與實際作業(yè)順序一致 “混裝” 計劃順序與實際作業(yè)順序不一致 “混裝” 帶來順序的隨意性 緊急定單的插入 生產異常 解決問題的要點 在裝配生產作業(yè)計劃規(guī)定的順序的大前提下，以實際上線的機體排列順序作為真正的執(zhí)行順序,2006年3月28日星期二,13 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配作業(yè)計劃管理,具體實現方案 在裝配生產總成線上的上線、下線、打條碼、打標識、打合格證工位和各個分裝工位及物料配送工位等同步點配置計算機，用于接收裝配作業(yè)計劃信息以及實際上線的機體順序，確保整條生產線的所有工位按統(tǒng)一的計劃進行工作。 當計劃出現變更時，實時下達到相關工位。 同時配置的計算機還可用

6、于其他管理工作。,2006年3月28日星期二,14 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配作業(yè)計劃管理,管理內容 裝配作業(yè)計劃編制 指令下達與調度 上線工位管理 下線工位管理 打標工位管理 打銘牌工位管理,打條碼工位管理 合格證打印工位管理 裝配工位 質量檢測工位 返修工位管理 包裝工位管理,2006年3月28日星期二,15 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能物料配送管理,要解決的問題 在多種型號的產品共線生產的前提下，確保在正確的時間、按正確的順序、將正確的物料送到正確的工位。 同時能夠對生產線上的各種異常缺、漏、廢物料情況作出實時的相應。,2006年3月28日星期二,16 中國科學

7、院沈陽自動化研究所,問題與功能物料配送管理,難點 送什么 送多少 送到那（工位、料位） 什么時候送 怎么送 現狀是人工憑經驗,零部件數量多 產品變型多 工位數多 錯送、漏送,2006年3月28日星期二,17 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能物料配送管理,特殊要求 固定搭配 按比例投料 指定供應商,2006年3月28日星期二,18 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能物料配送管理,具體實現方案 建立裝配BOM（物料清單） 依據裝配作業(yè)計劃及BOM進行查找決定“送什么” 依據裝配作業(yè)計劃及BOM進行計算決定“送多少” 依據裝配作業(yè)計劃及BOM進行計算決定“送到哪” 什么時候送？ 怎么送？,

8、2006年3月28日星期二,19 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能物料配送管理,2006年3月28日星期二,20 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配工藝管理,要解決的問題 怎么裝，裝配工藝給出操作要求及標準 當共線生產多個型號的產品， 特別是存在多種變形 變速箱 10多個系列 2000多種產品,2006年3月28日星期二,21 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配工藝管理,具體實現方案 將裝配操作步驟及裝配圖存入計算機中； 將裝配線上設備操作所需的工藝技術參數存入計算機中； 在裝配生產線上的工位（關鍵）配置計算機； 在各個關鍵裝配工位，系統(tǒng)將所對應待裝型號產品的裝配工藝顯示

9、在工位計算機上，指導裝配操作。,2006年3月28日星期二,22 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配質量管理,要解決的問題 裝得怎么樣,2006年3月28日星期二,23 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配質量管理,實現方案 實時在線質量檢測控制 盡可能多的采集裝配線上設備工作時的各種 性能數據；實時與規(guī)定的工藝參數進行比對； 發(fā)現問題時在工位計算機上給出實時報警信息。 實時在線進行 SPC分析 事后質量統(tǒng)計分析 找出影響產品質量的原因，進行裝配過程的改進 質量問題追溯,2006年3月28日星期二,24 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配生產過程追蹤,要解決的問題 MES

10、系統(tǒng)自動記錄下每一件產品 在那一條生產線 經過哪些裝配工位 由誰 在什么時間（開始、結束） 用了什么物料 在什么工藝條件下 經過什么樣的檢測 生產出來的,2006年3月28日星期二,25 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配生產過程追蹤,作用其他管理基礎 生產指揮調度 當出現質量問題時的追溯責任人 質量原因分析（人、設備、物料） 隨機追蹤卡 為生產統(tǒng)計、查詢打下基礎 為效率分析提供基礎數據,2006年3月28日星期二,26 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能裝配生產過程追蹤,實現的技術手段 條碼技術 RFID 盡可能采用自動化的手段， 減輕現場人員的工作量,2006年3月28日星期二

11、,27 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能數據采集,采集的內容 人員數據采集。 產品生產過程數據采集 工藝參數采集。 物料數據的采集 在制品輸送數據的采集,2006年3月28日星期二,28 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能數據采集,實現技術手段 利用工位計算機輸入 條碼 RFID 無線PDA AGV、RGV OPC 考慮到效率、節(jié)拍， 盡可能利用自動化的手段采集,2006年3月28日星期二,29 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能防錯漏裝,要解決的問題 防止裝配過程中發(fā)生的錯裝、漏裝現象 多學科、綜合性問題 高投入,2006年3月28日星期二,30 中國科學院沈陽自動化研究所,問

12、題與功能防錯漏裝,防錯的途徑 加強管理，提高人員的責任信 裝配零部件的實時提示 裝配操作步驟、裝配圖的實時提示 物料分揀、配送控制 發(fā)生型號切換時進行聲光提示 采集物料條碼與裝配BOM進行比對,2006年3月28日星期二,31 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能防錯漏裝,防錯的途徑 智能料架取料提示與控制 裝配動作控制Poka-yoke 日本豐田汽車Shigeo Shingo 提出 其基本思想是：將一個完整的裝配操作過程分解為一個個基本的裝配動作，這些動作能夠采用機械的或自動化的方式自動進行檢測以判斷其是否正確完成。 專用設備。 機器視覺應用。,2006年3月28日星期二,32 中國科學院

13、沈陽自動化研究所,問題與功能產品譜系,產品譜系 產品的零部件構成 生產廠商 生產日期 批次號 唯一編號 多階分總成,2006年3月28日星期二,33 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能產品譜系,要解決的問題物料追溯 減少與退貨和產品召回相關的風險， 保修依據 產品質量分析 供應商評價 跟蹤&追溯整個供應鏈上的信息 法規(guī)的強制性要求,2006年3月28日星期二,34 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能產品譜系,實現技術手段 基于條形碼技術 計算機+條碼采集 PDA（有線、無線） 基于RFID 通用性 價格 占地空間,2006年3月28日星期二,35 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能

14、產品譜系,采集方式 線旁采集（單件碼、量大） 出庫采集（批次碼、量?。?2006年3月28日星期二,36 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能與裝配設備集成,要解決的問題 1、數據采集的需要 2、管理控制的需要 沒有通用的解決方案,2006年3月28日星期二,37 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能與裝配設備集成,集成過的設備 與電動擰緊工具的接口 與間隙測量設備的接口 與測漏設備的接口 與智能料架設備接口 與性能檢測系統(tǒng)的接口,與壓機設備的接口 與打號機的接口 與打標機的接口 與AGV的接口 ,2006年3月28日星期二,38 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能與其他系統(tǒng)集成,與E

15、RP 與PDM 與CRM 與在制品輸送系統(tǒng) （AGV） 與立庫,2006年3月28日星期二,39 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能統(tǒng)計查詢,產量報表 人員工作量報表 工時成本報表 ,2006年3月28日星期二,40 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能生產線性能分析,利用裝配過程追蹤記錄信息，可進行準確、及時地進行生產線運行效率分析。幫助管理人員分析出提高生產效率的關鍵點所在，進行裝配過程的改進，提高整個變速器裝配生產線的工作效率。 生產線停線原因分析 生產線瓶頸工序分析 生產線效率分析 廢品率分析,2006年3月28日星期二,41 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能大屏幕信息顯示

16、,生產作業(yè)計劃與執(zhí)行情況 主意事項與警告 車間通知等信息向車間現場發(fā)布 歡迎信息,2006年3月28日星期二,42 中國科學院沈陽自動化研究所,問題與功能,提示：依據實際情況進行選擇,2006年3月28日星期二,43 中國科學院沈陽自動化研究所,實現技術路線MES應用軟件開發(fā),第一種：購買商品化軟件 第二種：基于通用開發(fā)工具 前臺VB/VC/VB.net/VC.net/PB 后臺Sql server /Oracle /Sybase 第三種：在一個MES開發(fā)平臺進行開發(fā),2006年3月28日星期二,44 中國科學院沈陽自動化研究所,實現技術路線三種技術路線比較表,2006年3月28日星期二,45

17、 中國科學院沈陽自動化研究所,實現技術路線,結論是：在用戶投入許可的前提下 建議基于專用于MES地開發(fā)平臺進行開發(fā)。,2006年3月28日星期二,46 中國科學院沈陽自動化研究所,共性MES實現技術,技術需求一：數據采集 能夠實時采集到現場的各種設備產生的各種過程生產數據。穩(wěn)定、可靠 技術需求二： 對過程數據的存儲于檢索提供支持 對數據的緩沖處理 iHistorian 技術需求三：生產過程建模與運行監(jiān)控,2006年3月28日星期二,47 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現軟件總體結構,數據采集與監(jiān)控（OPC）,過程數據的管理,作業(yè) 計劃 管理,效率 分析,產品 譜系 建立,。,質量 管理,生

18、產過程建模與運行,2006年3月28日星期二,48 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現GE Fanuc的MES平臺,使用了GE Fanuc Plant Application Proficy 全套產品： iFix 數據采集平臺 iHistorian 過程數據管理 Proficy Production Management 模塊 Proficy Product Management 模塊 Proficy Quality Management模塊 Proficy SDK 開發(fā)包,2006年3月28日星期二,49 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現數據采集,采用了 iFix 平臺上，連接了 西門

19、子 PLC 200、300 三菱PL。 電動擰緊工具 AGV控制系統(tǒng) 壓裝機 間隙測量設備 測漏設備 噴涂系統(tǒng)控制臺 涂膠機 ,2006年3月28日星期二,50 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現過程數據管理,使用 iHistorian 解決了過程數據的持久性存儲 對重要邏輯數據的緩沖處理 擴展了系統(tǒng)的處理能力,2006年3月28日星期二,51 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（1）,采用了Proficy MES 平臺的工作思路可以概括為： 首先建立起工廠（車間）的設備構成描述及設備工作狀態(tài)描述， 同時給出工廠要生產的產品描述，在此基礎上，結合工藝要求給出產品加工所

20、需經過的設備及順序的描述，以及產品加工生產過程所需的物料移動規(guī)則的描述。,2006年3月28日星期二,52 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（2）,在此基礎上，定義了各種工廠事件，來描述生產過程中發(fā)生的、有著實際物理意義的、需要進行業(yè)務處理的特定時刻，如開工、完工，上料，下料等。 如生產事件、產品事件、物料移動事件、質量事件、廢品事件等,2006年3月28日星期二,53 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（3）,其次，我們需要給出各種工廠事件與設備工作狀態(tài)之間的對應關系。 或者說，給出那些種類生產設備信息源及信息特定值可以產生特定工廠事件。,2

21、006年3月28日星期二,54 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（4）,當生產活動開始后，基于生產設備狀態(tài)的不斷變化，會源源不斷地產生各種工廠事件，。 通過建立事件之間的關聯，并將這種關聯記錄下來，即可以在計算機中同步模擬出一個工廠的實際運行過程，實現了生產過程的跟蹤。同時也實現了產品譜系的建立。,2006年3月28日星期二,55 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（5）,在得到產生的工廠事件后，不同的行業(yè)、不同的企業(yè)會按自己的需要、按不同業(yè)務處理規(guī)則進行業(yè)務處理。 形成面向不同行業(yè)的各種應用模塊。,2006年3月28日星期二,56 中國科學院

22、沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（6）,考慮到實際的運行模式， Proficy 可以將在服務端產生的各種工廠事件，實時、自動傳送到客戶端。 通過Proficy SDK，用戶可在自己的應用客戶端程序中接受到產生的事件，完成應用處理邏輯。 同時，客戶端應用程序通過Proficy SDK，產生相關的工廠事件，實時、自動傳送到服務器端，服務器端據此進行相應業(yè)務處理。,2006年3月28日星期二,57 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現生產過程建模與運行監(jiān)控（7）,2006年3月28日星期二,58 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,開發(fā)案例圖片,2006年3月28日星期二,59

23、 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,60 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,61 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,62 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,63 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,64 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,65 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,66 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,67 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,68 中國科學院沈陽自動化研究所,系統(tǒng)實現案例,2006年3月28日星期二,69 中國科學院沈陽自