汽车装配制造执行系统（MES）的功能设计与描述

孙鹏飞　任亚杰

[摘 要]MES系统即制造企业生产过程执行管理系统，是应用于制造公司内部的生产信息化管理系统，该系统涉及到制造数据分析、计划安排、生产调度、库存数据、质量监控、人资管理、设备管理、采购等管理模块。随着“中国制造2025”的提出，更多的企业将制造业信息化技术进行广泛的应用，而MES理论及系统的研究已经成为社会各界共同关注的热点，在汽车企业应用MES系统并结合车间生产现场管理流程，将先进的管理方法以信息技术的方式应用到实际的生产过程中，对不断提高我国汽车生产效率和质量有着极大的意义。

[关键词]汽车装配；MES系统；功能设计与描述

中图分类号：F407.471 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0338-01

对于一个汽车制造企业来讲，汽车生产装配技术的重要性不言而喻。各大厂商不断加大对汽车现场生产装配控制技术的投入与研发，不断提高汽车的整体质量。为了更好地提升生产效率，在各车间建立相关制造执行系统，提高生产效率和产品质量很有必要。

1、MES系统概述

上个世纪90年代初，美国AMR公司首创MES系统并运用于公司的车间现场控制过程，以完善MRP计划的执行力度。该系统通过相关接口的设置，将提供生产控制设施的厂商联系起来，用于控制生产进度、库存数量和车间操作管理，大大提升了公司的生产效率，产品的质量也有了很大地提高。

2、汽车装配车间的可视化生产

2.1 基于网页的可视化技术分析

在网络信息技术的运用中，可以通过对用户的需求进行分析，可以实现较高的操作性，可以运用网页的软件系统，这项操作流程并不复杂，而且界面比较友好，界面非常的直接。用户在浏览的过程中非常方便，功能非常容易满足。

2.2 建立可视化的模型

可视化的生产的基础就是可视化模型的建立，通过可视化模型的建立，人们可以发挥出丰富的想象力，从而可以将一些抽象的事物以直观的形状表示出来，便于人们的理解。在汽车行业，可以建立装配线的可视化的模型，可以完善企业的信息化水平。

2.3 车间可视化模型的建立

在汽车生产车间建立可视化的模型，可以完善车间的生产效率，并且为企业带来更多的经济效益。所以，要完善可视化的生产，最主要的是建立可视化的车间模型，在建立模型的过程中，应该分析不同的方面，通过逻辑建模的方式，如果车间形成一个矩形的规模，那么，应该在确定好坐标原点的前提下，建立横坐标轴和总坐标轴，然后应该对各个方面的因素进行综合的考虑。通过对车间的物理结构进行分析，从而可以确定汽车装配线的具体的位置，确定工作人员的方位。

2.4 车间生产管理看板的实施

车间可视化最直接的反应就是车间生产管理看板系统的实施。MES车间生产管理看板系统通过实时监控车间生产状况和设备，标准化的报告和图表直观反映当前或过去某段时间的生产状态或设备状况，使公司对车间生产信息一目了然。并且及时将管控指令下发车间，实时反馈执行状态。

3、系统构成和概述

焊装车间MES系统主要功能：具有车间生产指挥调度功能；实时监控整车车身焊接线及各个分焊线的生产；通过关键点的数据采集提供整个生产过程的数据分析；提供质量的在线跟踪控制和预警提示；实现与车间底层控制系统（传送系统、工艺系统）的有机集成；与上层ERP（Oracle）数据库实现无缝连接。

3.1 车间信息系数据库服务器

信息系统数据库服务器和工厂ERP进行数据交互，对系统各功能模块的数据进行记录、汇总并产生报表，同时向用户提供数据查询和打印功能。系统特点如下：设置两台服务器作为单独的车间级域服务器来管理和控制网络，该服务器将设置在车间中控室中。采用Microsoft SQL Server 2000作为后台数据库；采用GE Fanuc公司的RSSQL软件作为实时数据和统计数据的接口，RSSQL作为统一平台，将所有重要实时数据直接采集进数据库系统中。

3.2 车间监控系统

在MES系统中，需要监控并采集数据的设备通过工业以太网联接起来，并在中控室中设立计算机监控工作站从而实现统一的监控平台，同时对于一些系统采集到的重要信息如：生产线停线信息、车身焊接信息、车身质量数据等还将传送到MES系统后台数据库进行长期保存。系统的监控软件和通讯软件分别使用了GE-FANUC的CIMPLICITY PE监控软件和CIMPLICITY ME通讯软件。同时系统还具有WEB支持功能。监控系统工作站包括在中控室内的终端和车间现场终端。

3.3 ANDON系统

ANDON系统由一台GE 9030PLC为主控制器，下挂6个现场控制子站并控制着分布在现场装配线上65个拉杆箱、5块灯箱式ANDON显示板、若干现场按钮盒和3套音乐播放装置等，每套装置由音乐控制板、功放和4个定向高音喇叭组成。ANDON系统的上位控制计算机由MES系统在中央控制室的计算机担任，平时操作时可通过2台服务器或3台浏览器中的任何一台来进行。

3.4 AVI系统

车身自动识别系统，其英文缩写为AVI（Automatic Vehicle Identification）作为MES（生产制造执行系统）的重要组成部分，主要功能将包括以下几方面：监视车体在重要区域的移动，并根据生产计划、向控制缓冲线的PLC发出命令，决定车体的下一步加工路径；同时通过一系列的自动化和信息设备，自动的对车身进行识别，同时对车身在各个不同工艺段间的操作信息进行存储，以方便形成唯一车身的生产信息档案.

3.5 PMC系统

PMC通过对生产设备监视，系统能读取生产设备的状态、各设备的生产参数和报警、故障等信息。有了这些基础信息便可达到对生产过程的监控，并可进行统计分析，及时提供数据报告，建立设备运行档案，维护档案等。并根据设备运行情况调整生产作业计划。有了PMC系统，原本单一、相对独立的设备个体变成了一个整体（系统）。平时在控制室的浏览器上便能看到在线设备的工作状态和工作数据，所有的数据在MES系统服务器内均由收集和查询。现场设备和上级管理计算机（或服务器）主要通过网络相连接。从上面往下看设备，基本就是3种类型，计算机、PLC和硬接线直接相连的设备。

3.6 物料求援系统

系统由一台服务器、物料求援触摸屏、LED显示屏、打印机等硬件组成。其中，服务器为原MES系统服务器，触摸屏由扫码站兼物料求援触摸屏和专用物料求援触摸屏组成。

服务器即为MES系统服务器，物料求援仅作为其中的一项功能，在这里它负责监控车间所有物料求援触摸屏的概况。如触摸屏与服务器通讯情况、触摸屏是否处于正常工作状态、各触摸屏求援的零件情况、配置各触摸屏对应的零件代码等。另外，把每次物料求援信息（如求援时间、求援物料代码、名称）存于数据库，以备日后查询，打印报表。

结语

汽车行业的发展越来越快，近年来，汽车已经走进了人们的生活中。汽车的外观设计非常重要，人们的审美水平在逐步地提升，很多汽车销售行业越来越重视生产装配技术，MES技術在装配中发挥着重要的作用，是汽车行业发展的重要方向。

参考文献

[1] 于福升，郭闯.汽车总装线MES技术之我见[J].科技创新与应用，2016（7）：103.