智能化汽車零部件制造執行系統研究及應用

陸彬

博西華電器(江蘇)有限公司 江蘇省南京市 210046

1 引言

隨著國內科技的發展，美國AMR公司提出了制造執行系統的概念，這種執行系統能夠為汽車零器件制造生產中出現的數據收集困難、器械通訊能力較弱、安裝工程缺乏秩序化和零件質量追溯難等問題進行有效解決，同時能夠確保汽車零部件制造車間擁有較好的工作效率，為智能化汽車零部件制造行業提供良好的技術支持，推動現代汽車零部件制造業的內部改革與發展經營。本文基于此展開研究，對制造執行系統相關的知識展開研究，最終提出智能化汽車零部件制造執行系統的應用，希望能對相關人員提供參考性幫助。

2 制造執行系統的特點與結構

2.1 制造執行系統的特點

制造執行系統具備全程監控與數據上傳的功能，可以讓公司深度提升生產效益，根據國內專家的相關實驗可知，MES系統可以減少公司庫存積壓，提升產品的生產質量，對生產物品的周轉率進行有效控制[1]。MES的特點在于精準性與實時性，系統所進行的延遲反應具有超強的精準性，制造執行系統的精準功能可以為公司生產項目決策提供準確的數據與判斷結果，系統時效性的特性讓公司各部門都對制造執行系統廣泛應用并大受好評，這種制造執行系統具備以下優勢：

第一，能夠精密制造，將生產鏈，物料鏈和工藝鏈都實現自動化和智能化，通過對終端索取信息數據能夠制定出科學正確的規劃并由各個組織執行完成，這種制造執行系統擁有完整的信息數據控制流程，為公司實現高效率生產控制和精密制造提供良好基礎。

第二，讓生產過程透明化，制造執行系統能夠對車間工作人員實施全方位無死角的監控，通過對工作人員、物料和設備的監管實現生產過程透明化的管理特點，讓每個生產的流程中產品出現質量問題都可進行追溯性管理，提升車間的生產質量。

第三，能夠對物料進行程序化的管理，制造執行系統擁有對物料鏈的高效管理能力，能夠對內部結構復雜的物料實施有效管理和控制，讓物料管理更加科學有效。

第四，可以提升生產質量，車間內部零部件的質量決定智能化汽車零部件制造車間的經濟收益與信譽口碑，制造執行系統擁有完善的質量管理程序可以對每一道流水線每一條工序實施有效的監控并且能夠擁有高效率的質量問題追溯功能，為車間零部件制造的質量關進行有效控制。

2.2 制造執行系統的結構

制造執行系統的結構分別由供應系統管理、銷售和服務系統管理、公司資源規劃、產品制造流程和控制管理構成。這其中制造執行系統與公司控制系統通過接口端程序完成信息傳輸，通過對供應系統管理的控制進行有效監督控制，通過對公司資源規劃管理的控制完成制造反饋和公司規劃管理，通過對銷售服務系統管理的控制完成售后服務維護，通過對產品制造流程系統的控制完成公司資金成本預估，通過控制管理系統下達生產指令執行與設備數據采集的命令。

3 智能化汽車零部件制造執行系統的設計

3.1 設計目標與原則

以物聯網應用技術為基礎創建的物聯網智能制造執行系統，可以對傳統制造執行系統存在的不足之處進行改良，這種職能制造執行系統的內在是由智能器械與制造執行系統和物聯網數據技術組成。為了讓制造執行系統能夠起到監控車間產品質量及運營的效果，制造執行系統的設計原則如下：

第一，具備實用性和多變性。系統的本質是為了協助人類完成任務，因此在界面設計和內部設計的設計結果后必須具備實用性，同時為了思考如何便利用戶完成操作，該系統必須具備多變性。

第二，運維便捷性。系統運維是系統設計的根本原則之一，系統運維存在的目的是為了確保系統能夠常規運行并且提供相應的技術支持，增設運維機制、運維流程、運維服務評估制度來確保系統能夠常規運行。在系統內部設計過程中應當充分考慮系統信息之間的依賴性，讓系統內部結構充滿簡潔性，同時要增設系統日志，為運維功能提供便利。

第三，穩定性。系統需要長久運行就必須具備系統穩定性，只有穩定運行的系統才會確保日常的系統運行，避免出現數據丟失、系統報錯和系統中斷等故障。同時系統穩定性也能夠為系統數據運輸和數據存儲提供基本保障，讓制造執行系統具備應有的作用。

第四，系統規范性。系統內部程序設計和建立初期就建立的系統開發能力和數據儲存能力進行標準規范，讓系統能夠程序化的按照標準規范執行指令，為項目管理提供便利。

3.2 設計的理論與方法

制造執行系統的開發是通過ASP、JSP、ASP.NET等Web服務器端腳本連接客戶端叫和數據庫來完成，在開發模式過程中，應用層對業務層發送請求，業務層經過數據處理后會將邏輯數據發送到數據庫，最終通過數據庫運輸到客戶端系統，完成運行，這種內部運行方式具備較高的響應速度和安全穩定性[2]。

制造執行系統需要根據軟件工程學進行設計，該系統的設計流程中需要利用到瀑布模型和快速原型聯合設計，在設計瀑布模型期間需要采取層層遞減的設計方式，在設計快速原型模型是需要按照客戶需求進行快速設計，最終得到理想的系統模型，這種快速原型模型的特點就是根據客戶的需求進行改變，不斷的自我完善系統，最后滿足客戶需求[3]。

4 智能化汽車零部件制造執行系統的應用

4.1 機臺系統報修

機臺系統開啟報修功能的過程為：設備內部開始故障報警，這時制造臺上的工人能夠通過機臺系統上具備的“設備維修”功能進行報警，工人可進一步判斷設備是否需要維修。當按下“是”的時候，只需要提交報修設備編號，系統就會自動對設備維修工程師發送消息，要求維修工程師對設備展開維修工作，同時記錄設備故障原因，維修工程師的維修過程、維修結果，當維修工程師完成維修后才會關閉報修系統，并且將維修工程師的維修過程中采取的解決手段以及維修結果上傳數據庫，報修流程宣布結束。

4.2 廣播系統報修

廣播系統開啟報修功能的過程為：利用車間內部的廣播系統進行呼叫，申請報修的過程中會進行錄音，之后將錄音內容發送到相關部門工作人員，由該工作人員負責接收與記錄，最終向工人發送語音通話，通過通話內部的撥號功能確認工人可進一步判斷設備是否需要維修，有人工客服進行接聽并且與工人溝通。如果確定需要報修工人會提交報修設備編號，并且由智能客服向設備維修工程師撥號，并且將語言錄音播放給維修工程師，命令維修工程師對設備展開維修工作。同時，由維修工程師記錄設備故障原因，維修過程與維修結果，當維修工程師完成維修后才會關閉報修系統，并且將維修工程師的維修過程中采取的解決手段以及維修結果上傳數據庫，報修流程宣布結束。

4.3 設備亮燈報修

設備系統開啟報修功能的過程為：當工人確定設備出現故障后可以拍擊設備的報警燈，這種報警信號和報警數據會上傳到制造執行系統。由數據庫和終端進行判斷，最終會開啟設備維修工作，數據終端會對設備維修工程師發布任務。再由設備維修工程師按照制造執行系統所提供的設備位置與設備編號尋找到該設備，對設備進行維修工作。在這期間設備維修工程師會將設備發生的故障原因、設備維修方案和設備是否能夠維修以及維修結果上傳到制造執行系統數據庫，由數據庫對此類維修數據進行整合并儲存，為其余設備維修工程師提供成功案例與失敗案例，提升設備維修工程師的維修能力。

4.4 監控系統報修

監控系統開啟報修功能的過程為：當判定設備出現故障時會進行周期性抓取產品照片上傳到數據庫，數據庫內部會進行照片核對，判斷拍攝的故障設備照片與無故障設備照片是否符合，如果與無故障設備照片符合，就會自動關閉報修程序。如果與無故障設備照片不符合，就會開啟報修程序，會由制造執行系統數據庫終端創建報修工單，同時會通過一系列方式通知設備維修工程師，為維修工程師頒發設備維修任務，最終會由維修工程師記錄設備故障原因，與詳細的維修過程，當維修工程師提交維修完畢后會關閉報修系統，報修流程宣布結束。

5 結語

先進實用的制造執行系統可以實現對車間各部門以及工序細節的有效監控，通過物聯網應用技術的理論知識完成的制造執行系統被廣泛應用在智能化汽車零部件制造車間中，通過機臺系統報修，廣播系統報修，設備亮燈報修和健康系統報修等相關應用對智能化汽車零部件制造車間起到良好的幫助作用，提升汽車零部件產業的制造產品效率與質量。并且，能夠解決汽車零部件企業所面臨的大部分問題，如數據收集困難、器械通訊能力較弱和零件質量追溯難等車間常見問題，同時能夠對智能化汽車零部件公司整體提供有效管理和控制。因此，可見制造執行系統在智能化汽車零部件制造車間中起到至關重要的作用，應當廣泛加以應用，促進智能化汽車零部件產業的發展。