汽車零部件生產信息追溯系統研究

倪海濤

摘要：汽車制造企業越來越重視產品質量及其相關信息的保存，更要求其零部件供應商也能提供自身的零件生產制造信息，針對汽車零部件制造企業生產數據采集手段落后、質量信息獲取不完備以及無法實現質量追溯等問題，該系統是對單個零件生產過程信息追溯的深入研究，利用c≠≠軟件開發工具，開發出一套存儲汽車零部件生產過程信息的管理程序，通過使用條碼識別技術和工業設備數據采集與傳輸的方法，將生產信息保存在數據庫服務器，能夠快速有效地實現產品質量信息追溯，在對汽車質量要求越來越高今天，有著非常重要的實用價值。

關鍵詞：c#；汽車零部件；質量追溯；數據采集

1引言

在全球汽車市場不斷擴大的同時，汽車質量安全問題導致的召回事件也日漸增多，涉事企業不乏豐田、通用、大眾、福特等大型汽車制造公司，這也為全球汽車市場安全敲響警鐘，因此有效地確保汽車的質量安全已經成為國家質量監督檢驗部門與生產企業的迫切需求。汽車制造企業在重視自家產品質量信息的同時，更要求其零部件供應商也能提供自身的零件生產制造信息，針對汽車零部件制造企業生產數據采集手段落后、質量信息獲取不完備以及無法實現質量追溯等問題，而在汽車及其零部件生產過程中搭建一個產品生產信息追溯系統是解決汽車質量安全問題行之有效的方法。

2質量追溯系統設計

2.1系統總體架構設計

本系統的總體技術設計是為后續的開發工作提供參照，針對系統所需硬件設備的研究、通訊網絡的建立以及軟件的開發等工作的順利進行具有指導作用。通過分析追溯系統的總體技術要求，由可編程邏輯控制器負責設備動作與模擬信號采集，采用條碼識別技術與網絡通訊技術對信息進行采集傳輸，并編寫程序關聯與控制各類復雜的設備，利用數據庫技術對信息進行存儲，工業控制計算機用來人機交互，最終達到對生產信息進行收集、整理、存儲、查詢的目的。

整個追溯系統按照不同功能劃分，又可將其結構分為三層：數據采集層、中間控制層、整體管理層，數據采集層是基礎，中間控制層是核心，整體管理層是關鍵。

數據采集層為生產追溯系統提供最基本的服務，也對追溯系統質量好壞的決定性意義，因為系統的其它上層服務全依托于數據采集層提供準確實時的信息。

中間控制層是包含了追溯系統的核心技術。在該層中，追溯系統的設備管理子系統對掃描器以及控制器進行管理，將采集到的數據過濾、分組，通過網絡傳輸給系統服務器，后臺的信息管理子系統實時監控著各工位產品的加工信息與整條生產線的狀態信息，并將些信息展現在系統客戶端。通過追溯系統的中間控制層，生產管理部門可以隨時獲取生產線上的最新信息、實時掌握生產動態。

整體管理層是追溯系統的最頂層，也是銜接產線外部系統的窗口，對企業生產管理的優化起著關鍵性的作用。透過整體管理層，追溯系統可接入企業級的信息系統，企業領導與管理層可以通過企業級信息網絡進入到追溯系統內部，查詢相關生產信息，并根據相關質量標準對生產狀況進行把控。如此一來，企業領導可在任何時候了解現場的生產信息如當前產量、當前良率、當天計劃完成率等，如果發現任何問題，可以在較短的時間內調整生產計劃或及時采取其它應對措施，以確保生產迅速恢復正常狀態。

2.2追溯系統的數據流分析

追溯系統所用的主要硬件包括：PLC、掃描器、工業控制計算機、數據庫服務器。追溯系統要實現收集每個工位信息的功能需要在每個工位安裝掃描器以識別標簽與錄入數據，并能判別加工工序的順序：如果在某個工位沒有對工件進行掃描，則下一個工位發出警告信息；如果某個工件已經加工過，追溯系統相應地也會發個警告信息。因此掃描器在糾錯加工工序方面有著重要作用。工業控制計算機運行追溯系統的主程序及其監控程序，數據庫服務器運行系統數據庫。

追溯系統收集生產過程中的數據流程如下：

（1）每個加工工位的設備啟動時，觸發設備內的固定掃描器開始掃描置入工件表面的條碼，通過網絡傳輸給追溯系統的數據采集程序。

（2）每個加工工位的PLC收集相應工位上產品的加工過程信息，暫存在PLC數據存儲器內。

（3）追溯系統的數據采集程序，先將各工位的PLC中暫存的追溯所用數據進行采集，再結合上步收集到的條碼信息、加工時間、生產工位等信息按照相應規則一并存儲在追溯系統數據庫中。

2.3系統的功能模塊設計

為了能夠對系統開發流程進行管理，保證系統的穩定性以及后期的可維護性，從而對該追溯系統的軟件開發按照一定的準則進行模塊的劃分。由于系統模塊較多，現主要針對汽車零部件生產信息追溯系統的以下五個功能模塊進行設計：系統維護、追溯系統的基礎數據管理、生產管理、信息查詢、報表設計。具體的功能模塊如圖1所示。

2.3.1系統維護

其主要的功能是為不同的用戶使用本追溯軟件提供界面功能設置、用戶定義、用戶密碼修改及用戶權限管理等設置。該追溯系統的權限用于對不同用戶權限進行設置，其主要的功能將由系統管理員來實現。

2.3.2基礎數據管理

該模塊主要有員工信息管理、操作工信息管理、供應商信息錄入、零件管理、產品管理、設備工位設置、物料BOM設置、工藝流程設置以及數據字典和生產節拍設置。

2.3.3生產管理

生產管理模塊包括材料入庫、材料出庫、不良產品信息錄入、返修后產品操作、產品下線裝箱和產品信息設置。在產品管理的過程中，生產線上的操作人員對重要物料的批次、數量、標號、供應商信息由ERP系統導入到該汽車零部件生產信息追溯系統中。

2.3.4信息查詢

信息查詢模塊為汽車零部件生產信息追溯系統核心部分，其完全可作為一個獨立的可執行程序，包括查詢條件的設定、查詢操作和查詢結果顯示輸出三部分，信息查詢模塊的工作流程如圖3所示。信息查詢模塊包括材料入庫查詢、材料出庫查詢、產品下線入庫查詢、庫存查詢、不良產品信息查詢、產品信息追溯及工位狀態查詢。針對產品生產過程中所有相關聯的信息，提供按標識碼進行查詢的查詢功能。其查詢結果可顯示產品標識碼、操作類型（過程數據/裝箱信息）、時間、操作員、操作狀態等信息，如圖2所示。

2.3.5報表設計

報表設計模塊具有產品生產信息統計功能。報表設計模塊包括設備利用率分析、效率分析、不良率分析及產品良率統計分析。根據追溯系統中提供的設備利用率來將設備停止運行的時間細分為計劃停止、調試停止和故障停止等不同的狀態。

3追溯系統實例

本文研究的生產信息追溯系統已經成功運行在某汽車濾清器生產企業M的生產線上。該企業作為汽車主機廠開發伙伴以及知名汽車零部件供應商之一，主要生產各種直接參與向發動機供應空氣的濾清類產品，通過導入生產信息追溯系統，實現了實時采集生產數據、監控生產狀況、加強目視化管理、追溯單產品信息等功能。

4結語

本文主要是根據汽車零部件制造企業的質量要求，開發了一種基于復雜設備條件下汽車零部件生產信息追溯，并且已經在某汽車油霧分離器制造企業的生產線上投入使用。本文提出的生產信息追溯系統方案，可以實現對在制品的生產過程實時監控與成品的的質量信息追溯，彌補了汽車零部件企業質量信息不及時的缺陷，使得對產品的制造過程管理更加精細，也能夠實現生產與上層信息系統的高度集成。本系統的成功運用不但達到了企業的生產控制與信息管理的要求，也為我國離散型制造企業推廣與完善質量信息管理起到示范作用。