質量·產能·設備綜合診斷管理系統
——過程可視系統

★賀毅，鄧榮龍（廣州明珞汽車裝備有限公司，廣東 廣州 510530）

★應成，薛吉（上海電器科學研究院，上海 200063）

質量·產能·設備綜合診斷管理系統
——過程可視系統

★賀毅，鄧榮龍（廣州明珞汽車裝備有限公司，廣東 廣州 510530）

對生產線體的產品質量，線體產能和設備運行狀態進行統一管理，綜合診斷；能有效監控產品質量，預報線體故障，監控工位/線體節拍平衡，提升線體運行OEE；智能管理備品備件，減少呆滯庫存；與工廠MES，ERP系統無縫對接，實現線體智能化生產。

PVS；故障預報；產能提升；設備監控；質量監控

1 項目背景

在生產力和生產資料越來越發達的今天，設備在生產過程中承擔著越來越重要的角色。如何將設備維護保養好，使其生產能力完全發揮出來，傳統的方法是培養屬于自己公司的維護保養團隊，二十四小時不間斷巡查，保養設備。這種方式不但浪費大量稀缺的技術人力資源，而且對于公司來說，技術人才的短缺與流失，技術經驗得不到有效傳承等因素都值得生產管理者長期去思考。

2 PVS原理簡介

類似于人類的心電圖診斷技術，通過儀器檢測出我們的心電圖，醫生根據我們心電圖的趨勢及變化能有效判斷出身體各器官部件是否健康，是否正常，是否有發生病變的風險，以及在將來如何更好地保養和使用我們的身體。同樣的道理，我們的設備和生產線也存在一個固有的機器心電圖。通過對這個機器心電圖的準確檢測及實時解讀，可以判斷出我們的設備以及生產線各個設計功能是否正常運行，是否存在停機的風險，某些特殊執行功能件（如氣缸、電機、傳感器等）是否需要及時更換。PVS就是這樣一種對機器設備和生產線的心電圖檢測及診斷技術。PVS使得機器設備運行過程中的每一個動作和事件都可視化。輸出準確的機器心電圖。這個機器心電圖能夠展現給我們實時的動作信息，告訴我們怎樣去減少無計劃停機和節約節拍，從而達到增加產能，減少浪費的目的。

圖1 PVS原理

3 PVS系統創新點

PVS是一款全新理念的設備維護管理工具。它從統計的角度實時告訴我們此刻哪里有問題？哪里將會出現問題？生產線隱藏的產能在哪里？

圖2 PVS創新點

3.1 基于工藝的設備管理，

將工藝樹巧妙地植入到系統中，允許用戶從工藝的角度觀察設備的運行狀態，出現故障或潛在問題時能有效產生預警，確保生產線長期穩定運行。

圖3 PVS工藝顯示界面

3.2 與PLC同步的掃描周期[1]

通過專利技術的使用，我們系統采集數據的周期保持與PLC同步，確保系統能捕捉到任何細微的變化。

圖4 故障預警原理

3.3 自動生成PLC程序

系統能自動生成PLC程序包，通過與原有程序的合并，能方便快速地導入系統，大幅度縮減導入周期。

圖5 PLC程序自動生成

3.4 完善的報表系統

支持用戶自主編輯的報表開發系統，可以根據客戶不同的需求創建不同的報表模板。

圖6 報表樣例

4 使用案例及效果分析

下面以某汽車主機廠側圍線為例分析線體在系統使用后能給我們帶來的效果。

4.1 線體LAYOUT

側圍線分為左右各5個工位，以下的分析以左側圍為例。

圖7 線體LAYOUT

4.2 工位節拍總覽

從五個工位的統計數據可以看出：各個工位的最小節拍值是理想的，也就是規劃初期比較好，但是節拍平均值較高且離散，說明設備穩定性不夠。

圖8 工位節拍總覽

4.3 人工上件工位分析[2]

我們抽取出其中一個人工上件工位進行分析，從圖9中可以看出：該工位的理想完成節拍是≤18s，但是，可能由于我們操作員工未經過培訓或操作不熟練，導致整個平均節拍為22s。

圖9 上件工位統計

4.4 機器人抓放件分析

抽取其中一臺機器人的抓放件動作時長分析，如圖10所示。

圖10 機器人工位統計

4.5 氣缸的不同步性分析

同一組氣缸的打開時長相差0.5s。

圖11 氣缸組動作一覽

4.6 優化結論評估

在不增加任何硬件的情況下，整線Cycle預計可以由原來的172.46s，提升到149.76s，提升比率為13%，通過適當的硬件增加，預計整線節拍提升空間可達111.17s，提升比例為35%。

圖12 優化評估一覽

5 系統應用總結

傳統的HMI采用的是事后報警系統，也就是只有當故障發生了之后，才能發現并指導維護人員現場處理。這樣帶來的弊端很明顯：（1）故障發生了意味著停機，帶來直接的產能浪費；（2）設備、線體是否運行在健康狀態，無從知曉；（3）設備、線體產能是否充分發揮，有沒有提升的可能性，無法判斷；（4）設備、線體各工位是否平衡，無法判斷。

PVS系統的導入，以上問題都迎刃而解：（1）故障預報功能，有效避免非計劃停機；（2）設備、線體健康診斷，能使其延長使用壽命；（3）各工位線體平衡性分析，判斷，能有效提升線體當前產能并預測線體產能提升空間。

[1] David Wang, Daisy Red, Ivan Nausley. Automation management system and method. US 8843221 B2, 2014，9.

[2] 賀毅. 基于Microsoft VB和PLC的工業設備自動化軟件設計[J]. 可編程控制器與工廠自動化, 2011, ( 8 ) ： 1 - 4.

Quality · Capacity · Equipment Integrated Diagnostics and Management System——Process Visibility System (PVS)

Integrated diagnostics and management of quality, capacity, equipment operating status in production line can effectively monitor product quality, pre-alarm of production line breakdown, monitor JPH balance of station and line and promote equipment OEE in production line. Moreover, they can also contribute to intelligent management of spare parts and reduction of inactive stocks. In this way, this system can build seamless connections with factory MES and ERP systems, making intelligent production line come true.

PVS; Pre-alarm; Capacity promotion; Equipment monitoring; Quality monitoring

The Synchronous Instruction Based on PLC

★應成，薛吉（上海電器科學研究院，上海 200063）

B

1003-0492(2017)01-0100-03

TP273

賀毅（1980-），男，湖南益陽人，中級工程師，碩士，現就職于廣州明珞汽車裝備有限公司，主要研究方向自動化控制與系統集成。