AVI&RC綜合系統在汽車廠的開發應用

馮艷立　崔維國

摘 要 隨著柔性化生產的理念在汽車業不斷深入，自動化、信息化不斷提高，MRP與實際物流配送之間的信息交互越來越復雜，從而對中間層的MES（制造執行系統）的依賴越來越大。在這個趨勢下，AVI&RC綜合系統的應用逐步擴大起來，成了車間生產中不可或缺的一部分。文章詳細闡述的AVI&RC綜合系統在汽車廠中實現了移動識別、計劃排產、信息聯鎖等作用，從而提高了生產的自動化效率，節省了人力物力，保證了車間的生產。

關鍵詞 移動識別；計劃排產；信息聯鎖

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0078-02

1 AVI&RC綜合系統開發背景

國內許多汽車廠為了滿足不斷擴大和多樣化的市場需求，紛紛建造多車型共線生產的高自動化工廠。這樣同一個汽車生產線可以同時生產多種不同類型的車型，進而靈活地匹配豐富多樣的客戶訂單，達到縮短產品交貨期、提高顧客滿意度的目的。同時，隨著市場不斷增長，企業為了搶占市場份額，車間產量大幅度提升，而質量保證下降，產品返修率提高。這種花樣多、產量大、返修率高的現狀使得在單一車型生產平臺下原有的生產信息流（即PDCA—計劃、控制、反饋、調整）模式被打破。

生產信息流中的“控制”與“反饋”兩個環節變得不夠“發達”使得計劃與生產實績產生了較大差異，進而影響了MES系統在生產活動中對產品的品質管理強化，原料庫存降低，人力與工時良好地平衡的職能。在這種日漸費力費時的生產活動中，車間管理者與生產操作人員不斷地總結經驗和探索發現，慢慢的對AVI&RC綜合系統的需求越來越大，于是AVI&RC系統的應用在汽車廠中逐步擴大。

2 AVI&RC綜合系統簡介

2.1 AVI&RC綜合系統的定義

AVI&RC即是車體識別AVI（Automatic Vehicle Identification System）與路由控制RC（Road Control）的有機結合，從而實現對車間生產件的識別、校對、指示、反饋，并結合ERP等管理系統傳送的生產計劃等信息支配輸送路線、物料調配，同時向物料管理、質量保證以及其他部門傳送相關信息。

2.2 AVI&RC系統架構

AVI&RC系統采用“集中監測、分散控制”的典型控制模式，依據這一原則，將車間生產設備的控制系統分為二層網絡（工業以太網和現場總線），三個層次（監控層、控制層和設備層）。

1）監控層。監控層主要由IBM X3650M2+ MSCS機架式服務器作為采集服務器（冗余熱備）、數據庫服務器，IBM臺式機M6000T作為監控計算機（中央監控室、生管物流辦公室、WBS庫區、PBS庫區各一臺，分配不同權限）；通過標準工業以太網絡對車間生產實績進行集中監測、數據存儲、報表分析。

2）控制層。控制層由型號為ControlLogix 1756-L63的CPU以及1個1756-ENBT的以太網模塊、4個1756-DNB的總線模塊、1個1756-IB16的輸入模塊、1個1756-OB16E的輸出模塊組成了整個控制單元，它是整個設備電控系統的核心，在整個電控系統中起著“承上啟下”的作用。它通過網絡系統接受現場發來的數據信息，經過控制程序的運算與處理后，發出相應的指令（輸出信號）對現場設備進行控制。

3）設備層。設備層在整個設備電控系統的金字塔形結構中處于底層，是整個電控系統的關鍵環節，主要包括現場操作站（配有型號為2711P-T10C4D2的觸摸屏、1734-ADNX的總線模塊以及IO模塊、操作按鈕若干）、識別裝置（包括DATALOGIC DS6400自動掃描槍、DATALOGIC D8330手動掃描槍、EMS HMS150HT載碼體、EMS HF-CNTL-DNT讀寫控制器）、現場其他輸入設備等，直接或通過現場總線、以太網等與控制層中的PLC相聯系，將輸入信號發送給PLC和執行PLC的指令。

3 AVI&RC系統功能應用

3.1 移動讀寫

車體識別、跟蹤是AVI&RC系統最基本也是最基礎的功能。目前，在國內的汽車廠中主要采用靜止讀寫的方式進行識別。在此種方式下，車體在輸送過程中要在設立讀寫站點的位置進行到位停止，在讀寫成功后發送離位信號，輸送機構執行。對于我天津一期工廠在65s的生產節拍（0.923 m/s）下，我們對這種方式觀察和考量發現，無論是摩擦輸送、積放鏈輸送、滑撬輸送在轉接工位或是升降機處由于靜止識別而造成的設備停止加緊機構的加緊和放松動作使得整體生產節拍下降。通過測算，整體節拍降低5S左右，尤其在人工室體入口，滾床與積放帶交接過程中嚴重影響車體節距，造成生產加班，針對這一生產狀況，我們通過對AVI&RC系統與機運系統的信息聯鎖邏輯修改、更換型號為EMS HF-ANT-3030的天線以及對讀寫控制器相關參數的調整完成了移動識別。移動讀寫的實現，大大緩解了輸送機構的節拍壓力，使得生產在不間斷、不停頓的狀態下順利進行。

3.2 計劃排產

路由控制是AVI&RC系統中的核心功能，在雙線或多線生產不同步造成生產精準率低下、計劃與生產差異上升，物料配送壓力逐步增大的環境下，發揮著離線復位和計劃序列調整的作用。其基本原理是：

1）利用自身的識別功能與計劃序列進行校對，并將排序信息進行記憶。

2）通過服務器進行路由處理并將路由指令下達到PLC，由PLC控制現場的執行機構對車輛進行調整排序。

3）對離線車輛進行計時標記，設定路由。在生產活動中，緩存區的排序調整使打亂的生產隊列又恢復到計劃統籌的范圍內，大大緩解了物料配送的壓力，提高生產的可動率，降低了人力和物力的浪費。

3.3 信息聯鎖

在天津一期的規劃初期，我們對AVI&RC系統與其他系統的一些聯鎖小功能并不太重視，但在后期的生產中發現這些小功能對生產起到了不小的推動作用，通過天津一期項目舉幾個例子。如：1）與上層質量模塊的聯鎖完成人工檢查工位作業指示票的自動打印，降低了人工工位作業量。2）與機器人系統聯鎖完成車體信息的批量傳送和信息校驗等防錯機制，節省人工作業量且避免單系統誤差。3）與機運系統的聯鎖完成了對節距調節的校驗，避免單系統誤差。這些聯鎖機制的建立從提高自動化效能、節省人力物力、提高防錯機制等各方面都起到了巧妙的效果。

3.4 其他功能

AVI&RC系統還包括生產統計、報表和撬體清理等功能。生產統計和報表結合統計生產過程中的不良品和由此產生的跳號車以及其復位情況，通過這些信息來幫助生產管理人員對生產實際出現的問題進行剖析，找到問題真因。撬體清理和報表結合可以對經過噴涂段的撬體得到及時的清洗，對人力物力的投入進行合理化的控制調配。

綜上所述，AVI&RC系統將生產活動中出現的“混亂”重新進行了恢復，并及時的將無法恢復的情況進行反饋，使得計劃統籌能夠有效的指導生產，從而改變了新型的柔性化生產中出現的PDCA循環失衡的現狀，提高了生產效率、降低了物流庫存及浪費、節省了人工工時、保障了計劃生產的精準率。

4 總結與展望

面對汽車產業不斷擴大的市場前景，AVI&RC系統的路由功能和計劃反饋功能將為新建車間生產初期的混亂帶來力挽狂瀾的治理效果，在生產穩定的情況下，也能以它的自動化給生產操作員帶來輕松閑余。我們有理由相信在越來越多的汽車企業認可MES系統給生產帶來實效的前景下，AVI&RC系統憑借著它的移動識別、計劃排產、信息聯鎖等功能定能得到越來越多的應用。

參考文獻

[1]彭清祥，李培堂.基于ControlLogix5550的汽車生產過程控制實現[J].工業控制計算機，2007（05）.endprint