汽车装配生产车间MES系统设计

一

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(Rail Guided Vehicles， RGV)和自动导向小车(Automatic Guided Vehicles， 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(Laser Guided Vehicles，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。

二

装配生产物流、数据流分析

1.系统主要物流

为了设计出合理的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1所示。

图1 MES系统数据处理流程

三

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)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2所示。

图2 MES功能模块

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、设备)。

7)生产统计分析：根据装配追踪过程记录的信息，生成装配车间的各种统计资料，如班报、日报、月报和年报等。计划完成情况，装配领料与装配成品用料统计比较。

8)装配过程监控：实现对装配线各工位、工序装配信息的实时监控、装配车间设备运行状态监控、装配车间设备报警控制，并通过LED大屏幕显示实时控制信息。这些信息作为质量档案予以保存。

9)数据采集和接口：装配车间各特殊工位的专用设备(压装机、翻转机、拧紧机)控制，以满足相应工位的特殊装配工艺要求；通过PLC控制总站采集现场专用设备(压装机、电动拧紧机、间隙测量机、密封测试机)运行状态。负责总装、分装料架储料实时参数采集。

10)基础数据管理：包括产品结构树、装配工艺控制参数、质量标准、设备基本信息、设备运行参数标准，以及维护保养项目信息维护和查询。

四

MES系统结构设计

1.系统结构

MES系统采用C/S结构与B/S结构相混合的方式，系统结构如下图所示。

图3 MES系统结构图

一部分查询、浏览和工位操作功能采用B/S方式实现，如工位工业平板机上的工艺浏览功能等；其它功能大多采用C/S方式实现。

数据库服务器实现数据管理，接受WEB服务器的数据请求，发送数据给应用程序。Intranet用户通过访问Web服务器来获得处理界面。在工作站上用浏览器进行浏览，在Web服务器上采用ASPAET程序对客户要求进行响应，根据客户要求从数据库中查找数据返回客户端。

五

结束语

MES系统是建立在装配车间生产线各种机械、电子设备基础上的，必然要受到这些设备的制约，设备的自动化程度在一定程度上决定了MES系统功能。MES系统的建设和实施，是企业优化制造流程、进行技术改造、促进生产和管理的一个重要手段。

关注公共号，加入工业4.0智慧工厂