無線暗燈系統(tǒng)在試制車間的應(yīng)用

耿一飛 馮昊 王昉

上汽通用汽車有限公司 上海市 201201

1 引言

隨著國內(nèi)汽車行業(yè)開發(fā)周期的日益縮短，汽車新技術(shù)與新工藝的競爭日益激烈，樣車試制作為研發(fā)活動中的實車驗證環(huán)節(jié)，對新項目的影響力越來越大。試制過程中，制造車間與實驗認證、產(chǎn)品開發(fā)、制造工程、項目管理、工廠launch團隊都有密切接觸，如何提升試制車間運作效率，保證各方協(xié)同效果成為了一項重要課題。

Andon系統(tǒng)最早起源于日本豐田汽車公司，主要用于實現(xiàn)車間現(xiàn)場的目視化管理[1]，目前被各主機廠廣發(fā)采用。結(jié)合樣車試制的諸多特點，我們基于暗燈理念開發(fā)了特色的無線暗燈系統(tǒng)，極大程度提升了目視化效果，并通過大數(shù)據(jù)積累與分析實現(xiàn)效率優(yōu)化。

2 無線暗燈的定義

2.1 基于5GHz WIFI的無線暗燈系統(tǒng)

工廠傳統(tǒng)的暗燈系統(tǒng)布線成本高、周期長、柔性差，記錄及顯示的信息有限，與試制的變化頻繁、狀態(tài)多樣的特征不匹配。無線暗燈系統(tǒng)基于5GWIFI網(wǎng)絡(luò)建立，與pad、顯示屏等終端設(shè)備共同展示更為豐富多變的工位狀態(tài)，實現(xiàn)信息的傳遞與存儲，并方便與其他數(shù)字化工廠系統(tǒng)的對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，見圖1。

圖1 新舊暗燈架構(gòu)對比

無線暗燈系統(tǒng)基于三處終端展現(xiàn)，分別是PAD端（操作人員暗燈拉動）、訪客互動屏端（外來人員參觀訪問）以及大型顯示屏端（管理人員狀態(tài)觀察與暗燈響應(yīng)），以友好的界面展示車間各工位、項目、車輛狀態(tài)，提升各方人員的支持效率，也便于管理人員掌控車間整體情況，見圖2。

2.2 暗燈特色定義

在試制車間，暗燈定義同樣和量產(chǎn)工廠有很大差異。對于生產(chǎn)穩(wěn)定、流程穩(wěn)定的量產(chǎn)工廠，暗燈停線問題影響產(chǎn)量，影響設(shè)備開動率和CPU，是唯一的關(guān)注點。而試制車間處于產(chǎn)品驗證階段，試制問題頻發(fā)，工位也會產(chǎn)生各種狀態(tài)，具體來說主要遵從以下特點：

圖2 無線暗燈主頁面

1.停線問題非常普遍：尤其對于全新產(chǎn)品，在項目前期停線時間可能達到整個試制過程的50%以上，且原因分布于工程、物流、設(shè)備、工藝等各個方面。

2.上下游環(huán)節(jié)銜接中易出現(xiàn)等待浪費：由于變化頻繁，資源有限，上下游銜接并不能保證穩(wěn)定與順暢，由此誕生車輛狀態(tài)切換或交接過程中的等待浪費，即工位有已完成車輛，但無法進行任何下步操作的占用狀態(tài)。

3.缺料預(yù)警問題時常發(fā)生：試制物料狀態(tài)同樣不如量產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定，且試制過程中沒有工位順序的強制要求，因此遇到缺料問題，如在不影響正常進度，會拉動缺料預(yù)警暗燈尋求幫助。

4.試制階段的正常工作狀態(tài)應(yīng)該包含裝車、現(xiàn)場培訓(xùn)、問題記錄與分析、返工、看板會、車輛檢查與記錄、物料清點等工作。

基于以上特點，我們因地制宜地變更暗燈狀態(tài)，劃分為試制時間和非試制時間，通過大數(shù)據(jù)積累、分析實現(xiàn)優(yōu)化，見表1。

3 暗燈大數(shù)據(jù)分析

3.1 暗燈數(shù)據(jù)記錄與導(dǎo)出

基于以上暗燈分類，整個試制車間每年可產(chǎn)生的暗燈數(shù)據(jù)可達10萬條。在暗燈系統(tǒng)后臺頁面，可以拉取任一時間段的暗燈數(shù)據(jù)進行分析，數(shù)據(jù)庫中記錄內(nèi)容包括暗燈類型、始末時間、工位、項目、車輛號、狀態(tài)描述、原因、措施和責任方等，方便進行各緯度的數(shù)據(jù)分析。

3.2 班組層面數(shù)據(jù)驅(qū)動

班組層面基于工位暗燈數(shù)據(jù)反映工位車輛/人員狀態(tài)，判斷人員與項目負荷。

核心數(shù)據(jù)：工位利用效率/暗燈使用頻次/工位裝配時間/車輛在班組滯留時間等。

暗燈使用頻次：暗燈使用頻次能夠體現(xiàn)操作員工對工位狀態(tài)的掌握情況，在試制環(huán)境中，較少次數(shù)的暗燈切換可能是較低的暗燈使用意愿或者較低的工作負荷。通過柱狀圖和均線可以清晰判斷各班組的暗燈使用意愿或工作負荷，便于車間管理人員酌情調(diào)整。而從獲得的實際數(shù)據(jù)也表明，高頻使用暗燈的工位所積累的暗燈數(shù)據(jù)與我們的認知相符程度更高（如56號工位數(shù)據(jù)如HPV、工位停線時間比例等大致符合車間既定理論值），如圖3。

工位利用效率：通過各個工位不同類型的暗燈時間積累，可以得出各工位一定周期內(nèi)的利用效率，尋求改進空間。圖4為例（注：綠色表示正常工作，藍色表示工位占用），47號工位工位占用時間明顯高于其他，調(diào)查發(fā)現(xiàn)該工位裝配零件變化點較少，裝配順利，導(dǎo)致該工位較長時間處于占用狀態(tài)。措施：立即聯(lián)系工藝工程師優(yōu)化線平衡。

圖4 各工位利用率

3.3 車間層面數(shù)據(jù)驅(qū)動

車間層面基于所有暗燈數(shù)據(jù)反應(yīng)車間運轉(zhuǎn)過程中的浪費。

核心數(shù)據(jù)：工位占用TOP問題/工位等待TOP問題等。

舉例：收集工位占用數(shù)據(jù)，高頻原因顯示為BUCK車輛無法及時領(lǐng)取導(dǎo)致現(xiàn)場工位資源的占用，措施：項目經(jīng)理牽頭優(yōu)化BUCK交付流程，及時釋放車間工位資源。（BUCK：只裝配部分零件的用于滿足實驗需求的車輛或四門兩蓋），見圖5。

3.4 部門內(nèi)部數(shù)據(jù)驅(qū)動

部門層面基于所有內(nèi)部停線問題尋求改進空間。

核心數(shù)據(jù)：部門內(nèi)部問題導(dǎo)致的停線數(shù)據(jù)等。

圖5 工位占用TOP原因

舉例：部門內(nèi)部因物料問題導(dǎo)致每當量車12min的停線，分析原因為缺乏缺料預(yù)警機制，項目經(jīng)理無法提前進行計劃調(diào)整，措施：物料開發(fā)缺料預(yù)警模板，每周群發(fā)相關(guān)人員，見圖6。

圖6 內(nèi)部停線問題責任方分布

3.5 外部門數(shù)據(jù)驅(qū)動

驅(qū)動外部門，拉動資源同樣需要停線數(shù)據(jù)。

核心數(shù)據(jù)：各項目、各SMT導(dǎo)致的停線時長。

舉例：每周review當月停線TOP項目，向項目/平臺尋求相應(yīng)的支持或資源，推動改善各SMT看板會出勤情況及問題響應(yīng)速度。

暗燈數(shù)據(jù)的應(yīng)用還可進一步挖掘，如低頻暗燈分析、車間暗燈使用效率分析、異常數(shù)據(jù)分析等等，在資源拉動和問題改進方面，用數(shù)據(jù)說話最為簡單有效。

4 后續(xù)功能擴展與系統(tǒng)對接

4.1 功能擴展

無線暗燈系統(tǒng)在試制車間的開展僅僅是一個開始，在智能化工廠的趨勢下，無線暗燈有著充分的擴展?jié)摿托枨螅韵聝煞矫婀δ芡卣拐陂_發(fā)當中：

數(shù)據(jù)分析功能：根據(jù)數(shù)據(jù)分析邏輯建立數(shù)據(jù)自動分析功能，并通過dash board呈現(xiàn)給車間管理層。數(shù)據(jù)自動分析功能應(yīng)包括節(jié)假日數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)的剔除。

暗燈推送：根據(jù)問題類型、停線時間推送消息給相應(yīng)的響應(yīng)方，推送方式可以是pad端的聲音報警、郵件的提示、手機短信等，進一步提升暗燈的響應(yīng)效率和自動化程度。

4.2 系統(tǒng)對接

作為數(shù)字化車間的主力和數(shù)據(jù)資產(chǎn)的重要提供方，無線暗燈系統(tǒng)還將與其他系統(tǒng)完成對接。

與試制排產(chǎn)系統(tǒng)對接，考慮暗燈問題對試制排產(chǎn)的影響，通過暗燈記錄及時調(diào)整排產(chǎn)計劃。

與物料拉動系統(tǒng)對接，根據(jù)工位狀態(tài)與排產(chǎn)計劃實現(xiàn)物流的JIT到料。

與問題看板系統(tǒng)、E-buildbook對接，實現(xiàn)暗燈問題與零件信息、看板數(shù)據(jù)的交互共享，見圖7。

圖7 暗燈與其他系統(tǒng)對接

5 結(jié)束語

在智能制造的大背景下，結(jié)合試制車間問題頻發(fā)，變化頻繁等特點，無線暗燈系統(tǒng)已經(jīng)從簡單的尋求支持的工具轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芄S的入門引導(dǎo)圖，并逐步完善成為車間管理者的眼睛和效率提升工具。無線暗燈的使用極大程度提升了試制車間與各方的協(xié)同效率，也必將在未來的跨系統(tǒng)對接中起到越來越重要的作用。