發(fā)動機(jī)裝配線MES實施過程中關(guān)鍵問題控制策略

摘 要：本文針對發(fā)動機(jī)裝配線在實施MES過程中的幾種關(guān)鍵問題提出解決方案及控制策略，在此基礎(chǔ)上開發(fā)MES系統(tǒng)能使其更加適應(yīng)發(fā)動機(jī)裝配線的運(yùn)作需求。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)裝配線；MES；控制策略

生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（簡稱MES）是一種實時、集成化的生產(chǎn)管理平臺，實時監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)，采集關(guān)鍵質(zhì)量數(shù)據(jù)，對品質(zhì)進(jìn)行控制，服務(wù)于廠內(nèi)制造、物流及質(zhì)量等。

在發(fā)動機(jī)裝配線上需要對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，而一些關(guān)鍵的工位需要MES的參與運(yùn)行才能保證生產(chǎn)線的自動化和數(shù)據(jù)采集的完整性，對于防錯和返修等問題也需要MES提供相應(yīng)的控制策略。

本文結(jié)合某發(fā)動機(jī)公司實際在MES開發(fā)實施過程遇到的關(guān)鍵問題的解決方法進(jìn)行總結(jié)，提出相應(yīng)的控制策略。

一、數(shù)據(jù)采集控制

（一）產(chǎn)品隊列跟蹤策略。由于裝配線部分工位沒有配備RFID讀寫頭，MES無法根據(jù)每個工位的電子標(biāo)簽中的發(fā)動機(jī)號實現(xiàn)整個裝配線發(fā)動機(jī)隊列的完整再現(xiàn)，針對該問題，可通過以下方案解決：1、MES系統(tǒng)可將整條裝配線劃分為n個隊列跟蹤區(qū)域，每個裝配區(qū)域配置一個起始隊列跟蹤點和一個終止隊列跟蹤點（RFID控制點）。2、當(dāng)發(fā)動機(jī)經(jīng)過第i個隊列跟蹤區(qū)域終止隊列控制點時刷新第i個和第i+1個隊列跟蹤區(qū)域，根據(jù)信號檢錯出對應(yīng)的工位，并將獲得的工位、產(chǎn)品ID、產(chǎn)品狀態(tài)等寫入數(shù)據(jù)庫對應(yīng)數(shù)據(jù)表中，更新隊列序號，監(jiān)控畫面中實時顯示出裝配線的生產(chǎn)狀態(tài)、在制品隊列、在制品所處位置等信息。

（二）取決前道工序的裝配工位數(shù)據(jù)采集方案。對于需要經(jīng)過電子標(biāo)簽向下一個工位傳送計算數(shù)據(jù)的工位，設(shè)備對于自治性要求非常高，不允許存在較多的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)。1、對于工位的參數(shù)計算和工位測量等需要前道工位的計算參數(shù)，設(shè)備廠商一般選擇的傳遞方式是電子標(biāo)簽，讀寫頭控制和線體控制由設(shè)備廠商自行控制，避免傳輸過程中數(shù)據(jù)的誤傳導(dǎo)致選配和測量的不準(zhǔn)。2、對于完全依靠PC設(shè)備的工位，且其測量值直接判定發(fā)動機(jī)是否合格。托盤到位，MES發(fā)送發(fā)動機(jī)號給設(shè)備，設(shè)備將測量結(jié)果與發(fā)動機(jī)號綁定存入本地及MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)將結(jié)果反饋給線體后寫入電子標(biāo)簽合格位，并將檢查值和發(fā)動機(jī)號綁定存儲，流經(jīng)合格判定位可直接判定是否需要下線返修。

（三）基于數(shù)據(jù)庫的采集方式。對于檢查數(shù)據(jù)較多的設(shè)備，如冷試設(shè)備、熱試設(shè)備等，MES系統(tǒng)PLC無法將檢測值全部保存到PLC中進(jìn)行實時采集，因此可通過本地數(shù)據(jù)庫存儲解決該問題；1、托盤到位，設(shè)備讀取托盤電子標(biāo)簽發(fā)動機(jī)信息，自動選擇相應(yīng)程序。2、測量結(jié)束后，將設(shè)備檢查值與發(fā)動機(jī)ID號綁定存入設(shè)備數(shù)據(jù)庫中。3、MES系統(tǒng)讀取設(shè)備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中檢測數(shù)據(jù)，并將已抓取的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識，防止重復(fù)抓取。

（四）基于PLC的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集。對于整機(jī)加油、泄漏量檢測等一次性檢查數(shù)據(jù)較小的工位，采用基于PLC的檢測數(shù)據(jù)實時采集方案。該方式需配置PLC檢測數(shù)據(jù)采集項配置工位檢測值參數(shù)為依據(jù)，應(yīng)具備一次性全配置和基于配置參數(shù)的柔性組態(tài)，根據(jù)工藝需求選擇需要采集的質(zhì)量數(shù)據(jù)，通過MES系統(tǒng)PLC與設(shè)備PLC的實時交互，最終完成基于PLC的質(zhì)量數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)實時采集。

二、防錯及返修控制策略

（一）擰緊機(jī)重復(fù)擰緊解決方案。由于發(fā)動機(jī)返修下線或者再上線后到達(dá)擰緊機(jī)工位時經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)擰緊的現(xiàn)象，該問題導(dǎo)致發(fā)動機(jī)二次擰緊，影響裝配質(zhì)量，可通過MES防止該問題發(fā)生：1、電子標(biāo)簽中規(guī)劃擰緊機(jī)操作位，用以標(biāo)識當(dāng)前發(fā)動機(jī)在該工位已經(jīng)進(jìn)行了擰緊操作；2、當(dāng)發(fā)動機(jī)在擰緊結(jié)束后，MES系統(tǒng)根據(jù)所傳送的信息將當(dāng)前發(fā)動機(jī)所對應(yīng)的托盤TAG中的工位擰緊機(jī)操作狀態(tài)修改為1；3、當(dāng)發(fā)動機(jī)下線返修時，MES系統(tǒng)對當(dāng)前發(fā)動機(jī)所對應(yīng)的電子標(biāo)簽中所有發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，返修合格上線時，MES系統(tǒng)根據(jù)員工手動輸入的發(fā)動機(jī)號，將當(dāng)前返修發(fā)動機(jī)對應(yīng)的數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)移到托盤TAG中。4、當(dāng)返修發(fā)動機(jī)流經(jīng)擰緊機(jī)，擰緊機(jī)判斷本工位是否已操作，如果為1，擰緊機(jī)停止并報警和提示，在手動模式下，人員可以進(jìn)行操作，操作結(jié)束后也要寫入合格到電子標(biāo)簽中。

（二）電動擰緊工具數(shù)據(jù)采集及防錯方案。相同套筒針對不同機(jī)型所要求的擰緊參數(shù)不同是電動擰緊工具采集和防錯的難點，通過在MES中設(shè)定機(jī)型與程序的對應(yīng)關(guān)系，在上線時將相應(yīng)工位的電動擰緊工具的程序號寫入到TAG，托盤到位后，線體將發(fā)動機(jī)ID和程序號發(fā)送給電動工具，擰緊結(jié)束后，將擰緊值和ID號綁定存儲到數(shù)據(jù)庫，MES到數(shù)據(jù)庫中取數(shù)據(jù)。

（三）產(chǎn)品補(bǔ)號及補(bǔ)號上線策略。在裝配過程中因各種原因?qū)е掳l(fā)動機(jī)需要重新上線進(jìn)行二次拆卸和裝配，為了不影響現(xiàn)有正在執(zhí)行任務(wù)單執(zhí)行情況，MES系統(tǒng)采用如下方案：1、對于正在執(zhí)行任務(wù)單的發(fā)動機(jī)需要重新補(bǔ)號上線，直接進(jìn)行補(bǔ)號即可，MES系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動機(jī)序列最小號原則對已經(jīng)補(bǔ)號的發(fā)動機(jī)進(jìn)行操作。2、對于不屬于正在執(zhí)行任務(wù)單的發(fā)動機(jī)需要補(bǔ)號時，MES系統(tǒng)在缸體上線模塊提供“補(bǔ)號模式”操作功能，員工只需要一鍵切換界面，在“補(bǔ)號模式”下操作即可。3、補(bǔ)號結(jié)束后，一鍵切換至“正常模式”MES系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)序列最小號原則對已經(jīng)補(bǔ)號的發(fā)動機(jī)進(jìn)行上線操作。

（四）售后機(jī)處理流程。發(fā)動機(jī)號是發(fā)動機(jī)裝配過程和出廠的唯一標(biāo)識，售后機(jī)信息和發(fā)動機(jī)第一次裝配信息屬于重復(fù)，如何區(qū)分發(fā)動機(jī)售后機(jī)信息和發(fā)動機(jī)第一次裝配是關(guān)鍵所在。1、售后機(jī)數(shù)據(jù)采集方案，從電子標(biāo)簽中獲取發(fā)動機(jī)號和售后機(jī)標(biāo)識，如果當(dāng)前發(fā)動機(jī)是售后機(jī)，則將該售后機(jī)在不同工位的裝配數(shù)據(jù)用售后機(jī)標(biāo)識位區(qū)分。2、掃碼槍或手動錄入發(fā)動機(jī)號，MES系統(tǒng)需要判斷數(shù)據(jù)庫中同一個發(fā)動機(jī)號是否存在多條記錄，如果有多條，以序號最大原則判斷發(fā)動機(jī)號為售后機(jī)，并將所裝配的關(guān)鍵件標(biāo)識為售后機(jī)關(guān)鍵件。3、售后機(jī)質(zhì)量數(shù)據(jù)采集，由于質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集方式采用同一發(fā)動機(jī)號不同狀態(tài)下的全部質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)全保存的方式，并使用新舊對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識，系統(tǒng)提供同一發(fā)動機(jī)號檢測數(shù)據(jù)按最新數(shù)據(jù)和全部數(shù)據(jù)的顯示方式，方便查詢。

三、總結(jié)

本文結(jié)合實際的MES項目在發(fā)動機(jī)裝配線上的實施過程中遇到數(shù)據(jù)采集控制問題、防錯控制問題、返修控制問題等進(jìn)行總結(jié)分析并提出相應(yīng)的解決方案，對MES實施具有指導(dǎo)性建議。