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MES在汽车制造中的应用之业务篇(10)——料架防错

发布时间:2018-01-16 作者:张涛云  来源:e-works
关键字:MES 汽车制造 
本章节将分为13部分,全面介绍MES在汽车制造中的应用之业务篇,通过将MES的功能从业务需求的角度予以拆解,并重点介绍汽车制造业务所特有的功能。在具体介绍业务功能点的同时,结合工艺和架构进行分析。本节为第10部分:MES在汽车制造中的应用之业务篇——料架防错。
    在上一章节,介绍了乘用车、商用车、发动机、变速器的关键制造工艺,并结合各业务需求与MES的应用进行分析。本章节将分为13部分,全面介绍MES在汽车制造中的应用之业务篇。汽车制造MES涵盖了计划、生产、质量、物流、设备等诸多职能领域,它和ERP、WMS、PLM等应用系统有高度集成,和PLC、RFID等自动化设备高度集成,功能繁多,涉及的流程也非常复杂。
 
    为了帮助读者从整体上理解,我将这些功能从业务需求的角度予以拆解,从业务入手,结合流程分析和架构解析,当读者对这些逻辑较为独立的功能点有了理解,慢慢地对整个系统的总体功能就有了综合的印象。
 
    同时,为了突出汽车制造MES的特殊性,本部分将不介绍MES的一般功能,而重点介绍汽车制造业务所特有的功能。在具体介绍业务功能点时,同时结合工艺和架构进行分析。本节主要介绍MES在料架防错中的应用。
 
    在汽车、发动机、变速器的装配车间,要执行大量的装配作业,由于生产现场拥挤、柔性、快速,因此给我们带来了很多管理上的挑战:
 
    -工人忘记装配某个零件怎么办?
 
    -工人装错零件怎么办?
 
    -输送线怎么知道工人的装配完成、可以放行了?
 
    为了应对这些挑战,我们可以在MES中设计一个料架防错模块,并通过传感器、PLC等和自动化设备结合,从而实现自动、柔性的防错过程。
 
    下面我们以发动机工厂的例子说明整个料架防错的过程。
 
    首先我们要对BOM进行扩展。
 
    通常研发部门在发布一个产品时,会一起发布产品的工程BOM和制造BOM。
 
    工程BOM主要体现产品的成品和半成品、零件的关系。
 
    如产品A由半成品A11、A12组成,而这2个半成品又包含了零件A21、A22若干:
 
MES在汽车制造中的应用之业务篇(10)——料架防错
 
    从工程BOM中我们可以看到装配关系和数量比例。
  
    但是对于制造过程来说,BOM还不够精细,通常我们会进一步设计制造BOM。
 
    制造BOM区分了哪些半成品是外购件,哪些半成品是自制件,同时对于零件,进一步指定了装配工位和数量,如下图所示,我们可以看到半成品A11下面的零件A22被拆分到1002、1003这2个工位进行装配:
 
MES在汽车制造中的应用之业务篇(10)——料架防错
 
    制造BOM已足以指导普通的采购、生产作业,但对于料架防错来说信息还不够充分:我们还需要知道每个料的存储位置,因此需要对制造BOM进行进一步的扩展,从而得到工艺BOM:
 
MES在汽车制造中的应用之业务篇(10)——料架防错
 
    MES拆解工艺BOM,得到各工位的料架防错信息(料架编号和数量),通过OPC下载到工位PLC上,因而PLC在逻辑上就知道了本工位要装配的零件放在第几号料架上、数量是多少,从而形成了料架防错的依据。
 
    接下来由PLC负责执行具体的防错过程。
 
    首先我们要在料架上加装灯和传感器,此传感器能够侦测到光线在近距离内是否被遮挡,并反馈信息给PLC,详细结构如图2.10-1:

 料架防错过

图2.10-1 料架防错过

 
    具体过程为:
 
    1)发动机进入工位,PLC通过RFID获取发动机编号,并发送给MES。
 
    2)MES解析工艺BOM,得到此工位的料架防错指令,并通过OPC将指令下发给PLC;PLC解析指令后,点亮对应的料架灯。
 
    3)当工人从料架上取料时,工人的手臂遮住了传感器,因而传感器向PLC发送信号,PLC理解成一次有效的取料动作;当某个零件的取料次数达到工艺配置数量时,该料的防错完成,对应的料架灯熄灭;当本工位所有零件的防错完成时,PLC向MES发送防错完成信号,并允许发动机放行。
 
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