IPS系统在System filling数据统计上的应用

孟凡龙

(华晨宝马汽车有限公司，辽宁 沈阳 110143)

0 引言

IPS系统的全称是International Production System，是一种广泛应用于汽车工业领域的生产监控系统，该系统功能强大，扩展灵活，互相结合构成一个强大的生产监控网络，在车间日产量的监控方面，具有不可替代的作用。该系统主要由三部分组成:即IPS-L、IPS-T和IPS-Q。现分别介绍各系统的功能如下:

IPS-L系统是生产订单控制系统，L是Logistic的缩写［1］，为实现零库存，车间的日产量根据客户的订单来安排，各种车型的日产量及每辆车的参数配置都由此系统发出指令来完成。此系统还可以实时查询各个区域的缓存情况。

IPS-T系统是生产监控系统，T是Technique的缩写［2］，该系统主要接收来自PLC的实时生产数据，主要包括产量、节拍、KPI等，并通过网页的形式显示出来。

IPS-Q系统主要是质量检测系统，Q是Quality的缩写，此系统主要用作整车质量检测。

在system filling的计算中，以往一般选择PLC作为数据源，此方法简单易行，但缺点是有些区域PLC无法计算，这样导致结果与实际值存在很大的误差，对生产控制造成很大的影响。

IPS-L系统的数据库中存储大量的生产信息，通过它可以精确的查询到各个区域的缓存数据，且数据精准无误。但该系统使用起来比较复杂，往往仅限于专业人士使用，而且很难通过图形界面显示出来，这给它的应用造成了一些困难。而IPS-T系统恰好能弥补IPS-L这方面的不足，它能很好地把数据通过图形界面显示出来。据此，我们设想在计算system filling时，可以选择从IPS-L读取数据，由IPS-T来实现输出，这样既精准又方便监控。相比于以往的以PLC作为数据源，从IPS-L取数精度很高，能够很好的满足生产控制的需求。

1 方案设计

该方案主要由三部分组成:即采集单元、统计与存储单元、显示单元。

采集单元负责把需要统计的各个区域的源数据采集出来，要求数据准确，不能有死区，这部分主要由IPS-L系统来完成。

统计与存储单元负责把采集单元传送过来的数据进行累加求和，并存储到IPS-T数据库当中，以便可以查询到历史数据，这部分主要由IPS-T系统来完成。

显示单元是输出部分，负责把计算结果通过IPS-T的网页显示出来，形成人机界面。此单元主要由两部分组成，一是图形设计部分，由Legato公司提供的专用软件 Designer［3］来实现;二是图形显示部分，即把设计好的图形上传到IPS-T的网页上面，这样我们就可以直观的监控系统system filling的数据，进行有效的生产控制。

三个单元之间各自独立，紧密配合，共同完成对系统缓存的统计工作，如图1所示。下面将详细介绍各单元的具体实现过程。

图1 方案设计构成图

2 方案实施

现在以车身车间下车身至精整线这一区域为例，讲述各单元实现过程。

2.1 采集单元

下车身至精整段工艺如图2所示。

图2 下车身-精整段工艺流程图

从图2可以看出，下车身至精整线分为若干区域，这些区域分为两种类型，一类是工作站区域;一类是传送链区域，它位于两个工作站之间。这两类区域都存有工件缓存，在计算system filling的时候都需要计算在内，采集单元的任务就是把这两类区域中每一部分的缓存计算出来，然后传送给统计与存储单元。两类区域的计算原理都是一样的，下面以下车身和下车身至螺柱焊段传送链为例进行说明:

采集单元主要由IPS-L系统来完成，IPS-L计算工件缓存的原理是在每个区域起始位置设置一个checkpoint点，也就是检测点，当工件通过这个检测点时，在系统中就以这个检测点来标识此工件，这样在一段时间内有多少个工件通过这个检测点，系统就能通过检测点标识准确的计算出来工件的数量，而当此工件向前传送至下一个新checkpoint时，它又以新的checkpoint点来标识，每个工件在同一时刻只以一个唯一的checkpoint点来标识，这样就能有效的避免工件被重复计算，IPS-L系统就是通过此原理来完成工件的计数。

在车身车间，IPS-L系统给下车身分配的 checkpoint点为CP1210，给下车身至螺柱焊传送链段分配的 checkpoint点是CP1210950，然后通过 SQL 的专用指令 SELECT COUNT(*)［4］，就能计算出通过各个checkpoint点的工件数量，也即各个区域的缓存数量。

2.2 统计与存储单元

IPS-L把计算出来的缓存先放在IPS-L的数据库中，再把它输出给IPS-L客户端，由IPS-L客户端把数据传送给IPS-T客户端，IPS-L客户端与IPS-T客户端之间通过Gateway IPS-L建立连接，如图3所示。IPS-T客户端开辟一段存储区域用来存储这些数据，而这些数据还可以存储在IPS-T的数据库中进行归档，以便日后查询历史数据时使用。

图3 IPS系统通讯配置图

这里，我们开辟PPE001区域用来存储从CP1210传送来的数据，也即是下车身的缓存数量，开辟PPE002区域用来存储从CP1210950传送来的数据，也即是下车身至螺柱焊传送链段的缓存数量。以此类推，一直到精整线，然后再把这些数值在IPS-T的客户端累加起来，这样求出的和就是我们最后要的system filling，下面把全部区域的checkpoint点及对应的PPE存储区列表显示如表1所示。

在表1中，我们按照规则，给每一个区域分配一个英文缩写，在下面的显示单元就以此英文缩写来显示。

2.3 显示单元

显示单元用来把得到的数据以图形的形式显示出来，它包括两部分内容，即图形编辑和图形显示。这两部分都是通过Legato公司出品的软件Designer与Website来实现的，Designer用来制作编辑画面，它是一个与IPS系统相关联的画图软件，图形为SVG格式［5］，画面中的变量即是PPE001～019。Website是网页显示系统，做好的画面上传到该网页系统之后，这样我们只需打开Website就能实时监控到system filling的数值了，非常方便控制生产状态。根据生产的需求，我们把各个不同的车型也给显示出来了。

表1 checkpoint点映射表

3 调试阶段

在调试阶段，有三点需要注意。第一，在统计各区域的工件缓存时，有些工件由于抽检原因需要临时下线，或者有些工件焊接质量不合格需要返修或直接报废，对于这类工件，不应该计算在内。当工件出现以上诸情况时，PLC向IPS-L系统发送报文，报告此工件状态，IPS-L系统收到报文后会在系统中特殊标识此工件，标识位置是工件号的最后一个字母，如字母E代表下线，字母A代表返修，字母D代表报废，在编写SQL语句时需要把持有此类标识的工件号从语句里删除，这样就避免了将其计算在内。第二，工件不能被重复计算，一个工件同一时刻只能隶属于一个区域，即同一个checkpoint点不能出现在两条语句中，这一点需要编程人员认真检查，方能避免。最后，经过各部门的配合，顺利完成了调试，监控一段时间后，数据准确，运行稳定，满足了生产控制的要求。调试后的结果如图4所示，UB-MF列就是求和之后我们最终想要的system filling。

图4 调试结果图

4 结束语

本文讲述了以IPS-L作为数据源进行system filling计算的全过程，该方案的重点在于数据采集阶段，合理的选择checkpoint点成为关键，不能出现死区和重叠区域，而且要根据实际的情况进行有效的调试，经过验证，结果与实际值没有偏差，投入使用后运行稳定，满足了生产控制的需求。从IPS-L读取数据开辟了IPS-T应用的新方向，具有重大的意义，由于IPS-L系统中存有大量的有用信息，随着生产需求的不断深入，从IPS-L读取数据将会更加频繁，因此以IPS-L作为数据源采集数据势必获得更加广泛的应用。

［1］IPS-L使用手册［K］.Legato有限公司发行，2011.

［2］IPS-T使用手册［K］.Legato有限公司发行，2011.

［3］Designer设计手册［K］.Legato有限公司发行，2011.

［4］斯蒂芬森.SQL入门经典［M］.北京:人民邮电出版社，2011.

［5］黄凯伟.SVG开发实践［M］.北京:电子工业出版社，2008.