装配生产车间制造执行系统的设计

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1、装配生产车间制造执行系统的设计

2、第1...一引言以市场为导向，对装配制造企业的生产和管理提出了越来越高的要求，管理、控制和信息技术的应用得到广泛的认同，越来越多的制造企业开始建设自己的制造执行系统。制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem,MES)的概念形成于20世纪80年代末，90年代逐步完善并得到迅速发展。美国先进制造研究机构AMR(AdvancedManufacturingResearch)将MES定义为:“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层

3、的管理信息系统”，它为计划的执行而跟踪所有资源(人、设备、物料)的当前状态。AMR提出的企业集成模型(图1)，简单地描述了MES在企业系统中的重要地位。MES处于一个承上启下的中间地位，强调计划的执行，将MRPⅡ/ERP等企业资源管理系统与车间生产现场设备的控制有机地集成起来。本文结合大型汽车变速箱装配线MES系统的设计与开发实践，对MES系统的体系、功能结构及相关技术进行介绍。二装配生产线配置分析装配生产车间的设备系统主要包括以下四类:装配生产线、装配线料架、物料仓库和送料系统。根据企业确定的系

4、统设计目标，追踪当前技术发展趋势，建设一个自动化程度高的装配生产车间，相关设备选用了先进的装配生产线、智能料架、智能立体仓库和智能送料小车，并通过制造执行系统将各类设备和系统有机地集成起来，达到生产过程的高度自动化。1装配生产线包括流水线装配小车、装配工具和设备，装配小车采用新型的轨道导向小车(RailGuidedVehicles,RGV)和自动导向小车(AutomaticGuidedVehicles,AGV)，取代配置相对复杂而且机动性差的输送机系统。2装配线料架采用智能料架管理，实现各个工位主

5、要零部件的上料、用料、存储的自动计数等功能，以便于物料的申请与配送，提高供料自动化程度。3零部件仓库存放零部件的堆场有:主仓库、部件装配车间、自制件仓库等。其中，主仓库采用智能化的立体仓库，实现自动化出料。4物料配送系统采用激光导向小车(LaserGuidedVehicles,LGV)进行物料配送。激光导引方式与电磁、光学、惯性导引方式相比，具有停止精度高，自主性强，智能化程度高，适应性、灵活性强，路径的扩充和更改更为方便，安装成本低，运行可靠性高等优点。三装配生产物流、数据流分析1系统主要物流为

6、了设计出合理的MES系统功能结构，需要分析装配车间物流变化，主要包括以下几个环节:1)制订装配生产计划:计划部门根据市场需求等情况制订装配计划。2)仓库进货、备料:为保证装配计划的实施，采购部门采购零部件并进货人库。3)仓库出料:按装配生产任务，从智能仓库中以一定的节奏出料到配送中心。4)小车送料:运料LGV小车将零部件从配送中心运到相应装配工位，上料架。5)工位装配:各个工位按装配工艺将相应零部件进行装配。6)下线入库:完成装配并经检测的产品下线，入成品缓存区。7)销售出库:按生产订单，将相关的

7、成品出库运出生产车间。2系统主要数据处理流程与物流对应的主要数据处理流程如图2所示。四MES系统软件功能设计MES是用来辅助生产管理人员收集现场资料，并控制现场制造流程的应用软件，是企业改善制造流程、提高生产效益的工具。1系统设计基本原则为搞好MES系统的设计开发，确定下列设计基本原则:1)以最大限度符合用户需求为目标:系统设计中，充分了解用户需求，掌握系统业务流程与各项资源;2)树立全局观点，局部适应总体，注重系统的协调性;3)注意系统安全性和可靠性;4)注意系统的可扩展性，预留相关系统接口;5

8、)不盲目追求新技术，尽量做到实用:一个好的系统首先应该是一个可用的系统;6)用户操作界面友好，直观明了，操作简便。2软件功能模块MES主要有以下几大功能，与企业的其它各个系统之间的关系如图3所示。3软件功能简述1)装配计划管理:包括总成年度、月度、三日滚动和当日装配计划的编制和调整;总成三日滚动、当日装配计划下达、执行和计划进度跟踪。装配计划与ERP系统等的接口。2)装配工艺管理:包括装配生产线的各个工位的工序、装配的零部件、装配时间等的管理，以及装配工艺改进、工位装配工艺浏览人机界面。3)物料配

9、送管理:根据总成当日装配计划、工位智能料架记录合理配送各个工位料架的物料，并提供物料消耗情况及配送批次跟踪。4)质量在线管理:根据质量标准，对所采集的数据进行自动判断，超标情况进行报警，实现质量在线控制和统计分析。5)设备维护管理:装配车间设备运行和维修记录管理;包括设备故障信息、设备例行检修项目和设备的定期例行检修(维护、保养、点检和润滑计划管理)和生成维修备件领料单和清单。6)车间考核和管理:根据装配追踪过程记录的信息，对每个工位、每个工人、每个工班进行考核(质量、消耗、产量、