Andon系統(tǒng)架構(gòu)及應(yīng)用

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545000）

Andon系統(tǒng)（也稱為“暗燈”）最早起源于日本豐田汽車公司，用以生產(chǎn)線質(zhì)量響應(yīng)管理，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)“立即暫停”生產(chǎn)線，以及時(shí)解決質(zhì)量問(wèn)題，最終做到“不接受、不制造、不傳遞”的質(zhì)量“三不”原則。同時(shí)，Andon系統(tǒng)也是汽車工廠生產(chǎn)信息管理和控制系統(tǒng)的重要組成部分，用以收集生產(chǎn)線設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、產(chǎn)品下線質(zhì)量FTQ（一次下線合格率）和物料需求等信息，并將此類信息時(shí)時(shí)目視在現(xiàn)場(chǎng)不同區(qū)域的看板上，部分信息還附加語(yǔ)音和燈光報(bào)警提示。Andon系統(tǒng)現(xiàn)已成為汽車完整生產(chǎn)線不可缺少的重要組成部分，在四大工藝車間——沖壓、車身、涂裝、總裝，以及發(fā)動(dòng)機(jī)工廠裝配線都得到廣泛應(yīng)用。

Andon系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)是可以減少由于裝配質(zhì)量或設(shè)備問(wèn)題引起的生產(chǎn)線停線。當(dāng)出現(xiàn)裝配質(zhì)量問(wèn)題或設(shè)備問(wèn)題時(shí)，操作工拉下Andon呼叫拉繩，提醒并呼叫班組長(zhǎng)或者設(shè)備維修人員立即到現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題，如果質(zhì)量或設(shè)備問(wèn)題能在拉下Andon拉繩后生產(chǎn)線未運(yùn)行到FPS（Fixed Position Stop,定點(diǎn)停）點(diǎn)之前被解決，那么生產(chǎn)線不會(huì)停線，Andon系統(tǒng)給予了問(wèn)題解決的時(shí)間，不至于每次質(zhì)量或設(shè)備問(wèn)題都要停線。這樣一來(lái)就大大減少了因裝配質(zhì)量問(wèn)題或設(shè)備問(wèn)題引起的生產(chǎn)線停線，從而很好地提高了生產(chǎn)效率。本文目的在于介紹Andon系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用。

1 Andon系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 硬件組成

Andon的硬件組成包括控制元器件、網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)、看板等，如圖1所示。

圖1 Andon系統(tǒng)硬件構(gòu)成

現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程WEB客戶端主要用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障監(jiān)控。

辦公室遠(yuǎn)程WEB客戶端主要用于ANDON數(shù)據(jù)查詢及數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

ANDON服務(wù)器主要是收集現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反饋信息，包括設(shè)備故障反饋及生產(chǎn)線暗燈停線，收集反饋信息后進(jìn)行信息處理，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障報(bào)警顯示及暗燈數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

現(xiàn)場(chǎng)PLC主要是可編程邏輯控制器，通過(guò)編程控制生產(chǎn)線設(shè)備按照要求運(yùn)行來(lái)滿足生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊用于收集并反饋現(xiàn)場(chǎng)傳感器的實(shí)時(shí)信號(hào)。

LED顯示器及看板主要用于生產(chǎn)線信息目視，包括設(shè)備停線時(shí)間、生產(chǎn)線暗燈停線時(shí)間、暗燈位置、生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量等信息。

工廠設(shè)備以太網(wǎng)為整個(gè)系統(tǒng)的信息交互通道。

1.2 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)架構(gòu)包括服務(wù)器、工程運(yùn)行軟件、信息處理和客戶端訪問(wèn)等。采用集成現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)總線、DeviceNet總線和10/100M（100/1000M）高速以太網(wǎng)總線的混合三層體系結(jié)構(gòu)，支持基于瀏覽器的C-S結(jié)構(gòu)體系。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示：

圖2 ANDON系統(tǒng)構(gòu)架圖

現(xiàn)場(chǎng)的IO模塊收集所有的工位呼叫按鈕或拉繩開(kāi)關(guān)信息，通過(guò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)（DeviceNet總線網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)）將信息傳遞給設(shè)備控制器PLC，PLC進(jìn)行邏輯信息處理后將信息傳遞并目視到現(xiàn)場(chǎng)Andon看板。同時(shí)，Andon服務(wù)器通過(guò)工廠設(shè)備以太網(wǎng)從PLC里讀取點(diǎn)狀態(tài)信息，再經(jīng)服務(wù)器上的工程軟件完成數(shù)據(jù)處理后發(fā)布數(shù)據(jù)報(bào)表到網(wǎng)上。用戶可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)查看或?qū)С鯝ndon報(bào)表。

2 Andon系統(tǒng)應(yīng)用

Andon系統(tǒng)的應(yīng)用包括質(zhì)量控制、生產(chǎn)信息管理和物料供應(yīng)系統(tǒng)管理三大應(yīng)用，是汽車制造工廠必不可少的信息系統(tǒng)。

2.1 質(zhì)量控制

Andon系統(tǒng)在質(zhì)量控制方面的應(yīng)用在于精益生產(chǎn)管理的“三不”原則，即“不接受缺陷、不制造缺陷、不傳遞缺陷”，很好地保障了產(chǎn)品質(zhì)量。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

（1）工位操作員工發(fā)現(xiàn)裝配質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，拉下質(zhì)量Andon拉繩，觸發(fā)Andon系統(tǒng)。此時(shí)Andon看板上會(huì)顯示問(wèn)題工位號(hào)且呈黃色，同時(shí)Andon音樂(lè)或者呼叫聲響起，以提醒班段長(zhǎng)及時(shí)響應(yīng)。

（2）班段長(zhǎng)到達(dá)問(wèn)題工位后，立即著手解決質(zhì)量問(wèn)題，問(wèn)題解決后再次拉下該工位的Andon拉繩觸發(fā)Andon系統(tǒng)解除質(zhì)量Andon呼叫。此時(shí)看板上的工位號(hào)消失，音樂(lè)或呼叫聲停止。

（3）如果生產(chǎn)線運(yùn)行到FPS點(diǎn)（定點(diǎn)停）時(shí)質(zhì)量問(wèn)題還未得到解決，那么生產(chǎn)線自動(dòng)停線，Andon板上黃色工位號(hào)變成紅色，等待問(wèn)題解決。這樣就保證了質(zhì)量問(wèn)題不會(huì)傳遞下去，確保問(wèn)題在本工位解決。

（4）當(dāng)質(zhì)量問(wèn)題解決后，拉下該工位的Andon拉繩觸發(fā)Andon系統(tǒng)解除質(zhì)量Andon呼叫。此時(shí)看板上的工位號(hào)消失，音樂(lè)或呼叫聲停止。生產(chǎn)線恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.2 生產(chǎn)信息管理

Andon系統(tǒng)在生產(chǎn)信息管理方面的應(yīng)用主要包含：生產(chǎn)信息目視和報(bào)表統(tǒng)計(jì)。

（1）生產(chǎn)信息目視

生產(chǎn)信息包括了生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)產(chǎn)量（目標(biāo)和實(shí)際產(chǎn)量）、FTQ（一次下線合格率）、工位信息、停線時(shí)間統(tǒng)計(jì)以及設(shè)備故障等信息。

生產(chǎn)線是否正常運(yùn)行，從Andon看板上可以直接看出，生產(chǎn)線停線是由于設(shè)備故障還是空滿位、設(shè)備超限位或者Andon停線。Andon看板上還顯示了當(dāng)班次的目標(biāo)產(chǎn)量和當(dāng)前的實(shí)際產(chǎn)量；某個(gè)工位Andon拉了該工位號(hào)就會(huì)在看板上顯示出來(lái)，及時(shí)提醒班段長(zhǎng)響應(yīng)；當(dāng)班次的生產(chǎn)線停線時(shí)間也會(huì)時(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)顯示在看板上。以上Andon板上顯示的生產(chǎn)信息對(duì)于生產(chǎn)是十分重要的，有助于減少停線，提高生產(chǎn)效率。

（2）報(bào)表統(tǒng)計(jì)

Andon系統(tǒng)除了能夠目視一些生產(chǎn)信息以外，還能對(duì)每日生產(chǎn)運(yùn)行情況，包括生產(chǎn)線設(shè)備故障停線時(shí)間、停線設(shè)備、停線頻次、拉暗燈的次數(shù)及工位等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行分類生產(chǎn)報(bào)表。生產(chǎn)線班段長(zhǎng)可以每日通過(guò)Andon數(shù)據(jù)報(bào)表對(duì)當(dāng)日當(dāng)班次的停線進(jìn)行分析，以進(jìn)一步改善生產(chǎn)工位的線平衡墻，提高生產(chǎn)效率。以此同時(shí)，設(shè)備管理人員還可以通過(guò)Andon數(shù)據(jù)報(bào)表對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行掃選和統(tǒng)計(jì)分析，以便對(duì)設(shè)備制定相應(yīng)的設(shè)備TPM和PM工作，從而提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低設(shè)備故障率，做到設(shè)備隱患早發(fā)現(xiàn)，早防止，將重大設(shè)備故障扼殺在“搖籃”里。

3 物料供應(yīng)系統(tǒng)管理

物料Andon系統(tǒng)在生產(chǎn)線旁安裝物料需求呼叫按鈕，或者物料請(qǐng)求HMI觸摸屏界面，并在物料配送和物料存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置物料信息顯示看板。當(dāng)生產(chǎn)線某個(gè)工位的物料接近配送需求數(shù)量時(shí)，操作員工按下物料需求請(qǐng)求按鈕或者在HMI上選擇物料，此物料需求信息就會(huì)在物料配送和物料存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)的看板上顯示出來(lái)，顯示某條生產(chǎn)線某個(gè)工位某種物料達(dá)預(yù)警值，需盡快送料。于是物料配送人員就會(huì)按照看板信息配送對(duì)應(yīng)的物料送到需求工位。物料從物料存儲(chǔ)區(qū)配送到現(xiàn)場(chǎng)的同時(shí)，物料Andon系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)該物料的庫(kù)存量，是否達(dá)到庫(kù)存預(yù)警值，一旦達(dá)到物料預(yù)警值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向物料供應(yīng)商的物料配送系統(tǒng)發(fā)送物料預(yù)警信息，物料供應(yīng)商就會(huì)根據(jù)預(yù)警物料進(jìn)行配送補(bǔ)庫(kù)。此外，物料Andon系統(tǒng)還會(huì)統(tǒng)計(jì)每個(gè)工位物料需求的時(shí)間、數(shù)量及每日配送數(shù)量，此統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以幫助物料管理人員分析每個(gè)工位的物料消耗和實(shí)際物料需求之間的差量，以此對(duì)物料產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析。

物料Andon系統(tǒng)還可以將生產(chǎn)線車輛信息在車輛排序點(diǎn)就同步發(fā)送到物料供應(yīng)商的配料系統(tǒng)，以便供應(yīng)商可以提前根據(jù)主機(jī)廠的生產(chǎn)需求來(lái)進(jìn)行物料生產(chǎn)儲(chǔ)備，減少過(guò)多庫(kù)存和過(guò)度生產(chǎn)浪費(fèi)，做到“有需求必有儲(chǔ)備，有生產(chǎn)必有供應(yīng)”的物料零浪費(fèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

Andon系統(tǒng)是一種集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理、物流物料拉動(dòng)以及質(zhì)量控制功能于一體的管理系統(tǒng)，能夠適應(yīng)不同的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和要求，是一種通用性很強(qiáng)、使用很廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)。Andon系統(tǒng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控，并對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在減少生產(chǎn)停線的同時(shí)還利于設(shè)備優(yōu)化。Andon系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)信息進(jìn)行管理，有助于發(fā)現(xiàn)工藝崗位瓶頸并進(jìn)行優(yōu)化，大大提高生產(chǎn)效率。Andon系統(tǒng)對(duì)物流物料的管理能夠很好地控制物料庫(kù)存，避免過(guò)多物料生產(chǎn)和浪費(fèi)，同時(shí)也能夠高效地調(diào)配物料配送，減少運(yùn)輸成本。目前，Andon系統(tǒng)在除了汽車生產(chǎn)廠以外的很多領(lǐng)域都得到推廣和運(yùn)用，系統(tǒng)本身的內(nèi)容和功能也在日趨完善和豐富。