发动机生产线MES系统研究与规划

近年来，随着智能制造、工业4.0概念的不断发展，MES系统在众多制造型企业得到迅速地发展和普及，越来越多的制造型企业进行MES系统实施。

制造业的类型目前按照生产方式，大致可分为离散型制造和流程型制造。对于不同类型的制造行业，由于制造工艺、装备、物料组成等有差别，因此MES系统的功能内容和实现方式也会不同。在离散型制造业中，汽车制造业是非常典型的离散型制造，而且在汽车行业中，MES系统很早就得到了应用，如今发展也比较成熟。

1.发动机工厂的组成

重卡发动机工厂主要由生产区域和物流区域两部分组成。生产区域包括缸体线、短装线、主装配线、悬挂链输送区、热试区、喷涂区、终装线；制造工艺涵盖了发动机从缸体的初始上线开始，到装配、热试、喷漆，并在终装线结束整个发动机的制造，进行打印质量合格证的全过程。这些区域涉及的业务都是MES系统需要进行管控的。发动机缸体的机加工、零部件的加工并不在发动机工厂生产工艺范围之内，区域中也不包括这些部分的制造。此外，发动机工厂的物流区域涉及了原料、半成品、成品的立体仓储、线边库等。物流区域所涉及的各种业务流程和功能统一由SAP的物流模块进行管理。

2.MES系统的功能规划与实现

MES系统的基础功能如权限管理、主数据等较为通用。但各个业务功能模块对于不同项目、不同行业则相差较大，其需要基于前期的功能需求调研，并结合实现方式去综合考虑和设计。除了软件功能之外，MES系统的硬件以及系统网络拓扑也需要合理设计规划。

2.1平台配置化工具与主数据

MES系统的主数据主要包括了工厂的物理布局组成信息、班次信息、基础设置相关信息等。其中，工厂的物理布局组成信息包含了区域、工位、工具(设备)、操作等概念；班组信息包含了各个班次的上下班、休息时间等；基础设置相关信息则包含了打印操作指导书、合格证信息等。主数据的信息都是通过配置化工具来配置实现的。

2.2用户权限管理

用户权限管理也是信息系统基础功能。发动机工厂的MES系统的用户权限管理是由专门的服务应用来完成的。其能够实现不同角色的创建，并且不同的角色关联不同的组别，而不同的组别则可以个性化定制不同功能的各种系统功能、操作等权限限制。

2.3生产计划指派

发动机工厂的MES系统接收来自SAP系统的生产计划，每个发动机为一个生产订单，包含了上线预估时间，并按照时间先后顺序排列。在缸体线的第一个工位的客户端，操作工可以选择并开始排在最前的订单；除此之外，工程师或班组长权限可以根据实际现场设备和物料的情况调整订单顺序。每个订单的操作指导书和物料清单会在第一个工位订单开始生产时由打印机打印出来。

另外，在分装线工位的客户端上(以缸盖分装线为例)，MES系统可以根据缸体上线的顺序以及当前所在的工位，提前下达生产计划，以保证分装线的生产顺序和生产时间提前量，确保了主生产线的订单物料正确性和生产节拍。分工位的操作指导书和物料组成信息也会在下达生产计划时由相应配制的打印机打印出来。

2.4生产执行

生产执行主要包括了MES系统对于发动机装配过程中人与设备操作的工艺顺序、工艺要求的严格执行。主要为拧紧工具的使能信号发出、扭矩的结果监控与记录。生产执行中的所有操作，都可以由班组长或更高权限级别的人员进行手动取消、重做、跳过、人工设置结果等。因此，大部分工位采用了触屏一体机来满足要求。

2.5物料管控

MES系统能够接受来自SAP系统每个发动机订单的BOM，并提供查看功能。在各个工位上，操作工需要对关键零部件进行扫描，MES系统根据BoM中的物料类别号与实际扫描部件号进行比对，防止出现错误。

2.6质量管理与返修

发动机工厂在各个质黾门工位进行发动机的质：鞋检查、缺陷记录和后续质撤操作功能。操作工由于在质量检查过程中需要移动查看发动机各个检查项要求的部位，因此检查项和图片需要在手持平板上显示和人工确认。而缺陷记录，则需要提供操作工标准统一的缺陷代码，并且可以添加描述，因此除了支持质疑部门缺陷代码的导入之外，在质j矗门提供了台式机，用于打字录入描述。

2.7生产路线管控

MES系统对于生产路线管控的对象主要是AGV小车和悬挂链小车，其实现了对象进入工位、完成操作后离开工位、后续工位路线去向的管控。以悬挂链区域MES客户端界面为例，操作工能够选择后续发动机所去的工位，当选择去向之后，悬挂链小车能够直接去往选定工位，而在路线经过的工位不做停留。

2.8可视化与报表

(1)Andon看板

安灯看板的数据来源于MES系统，包括了各个区域的当日产量信息、班次/休息信息、当前生产的发动机型号、计划完成率、产品合格率等。另外，物料缺料声音报警和提示信息也会出现在安灯看板上。

(2)统计报表查询

MES系统的一些相关统计信息、各个订单的生产执行信息都由报表系统查询和展示。报表系统是B/S架构的，可以根据不同条件(如不同操作、不同时间段)筛选，进行发动机制造的定制化查询。

3.结语

通过MES系统在重卡发动机工厂的实施应用。其功能很好地满足了生产过程所涉及的业务功能的管控需求；同时，系统实现了发动机制造工艺和质量的严格管控、生产效率的提升，满足了工厂对于生产全过程的透明化管理要求。