AVI&RC综合系统在汽车厂的开发应用

冯艳立　崔维国

摘 要 随着柔性化生产的理念在汽车业不断深入，自动化、信息化不断提高，MRP与实际物流配送之间的信息交互越来越复杂，从而对中间层的MES（制造执行系统）的依赖越来越大。在这个趋势下，AVI&RC综合系统的应用逐步扩大起来，成了车间生产中不可或缺的一部分。文章详细阐述的AVI&RC综合系统在汽车厂中实现了移动识别、计划排产、信息联锁等作用，从而提高了生产的自动化效率，节省了人力物力，保证了车间的生产。

关键词 移动识别；计划排产；信息联锁

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0078-02

1 AVI&RC综合系统开发背景

国内许多汽车厂为了满足不断扩大和多样化的市场需求，纷纷建造多车型共线生产的高自动化工厂。这样同一个汽车生产线可以同时生产多种不同类型的车型，进而灵活地匹配丰富多样的客户订单，达到缩短产品交货期、提高顾客满意度的目的。同时，随着市场不断增长，企业为了抢占市场份额，车间产量大幅度提升，而质量保证下降，产品返修率提高。这种花样多、产量大、返修率高的现状使得在单一车型生产平台下原有的生产信息流（即PDCA—计划、控制、反馈、调整）模式被打破。

生产信息流中的“控制”与“反馈”两个环节变得不够“发达”使得计划与生产实绩产生了较大差异，进而影响了MES系统在生产活动中对产品的品质管理强化，原料库存降低，人力与工时良好地平衡的职能。在这种日渐费力费时的生产活动中，车间管理者与生产操作人员不断地总结经验和探索发现，慢慢的对AVI&RC综合系统的需求越来越大，于是AVI&RC系统的应用在汽车厂中逐步扩大。

2 AVI&RC综合系统简介

2.1 AVI&RC综合系统的定义

AVI&RC即是车体识别AVI（Automatic Vehicle Identification System）与路由控制RC（Road Control）的有机结合，从而实现对车间生产件的识别、校对、指示、反馈，并结合ERP等管理系统传送的生产计划等信息支配输送路线、物料调配，同时向物料管理、质量保证以及其他部门传送相关信息。

2.2 AVI&RC系统架构

AVI&RC系统采用“集中监测、分散控制”的典型控制模式，依据这一原则，将车间生产设备的控制系统分为二层网络（工业以太网和现场总线），三个层次（监控层、控制层和设备层）。

1）监控层。监控层主要由IBM X3650M2+ MSCS机架式服务器作为采集服务器（冗余热备）、数据库服务器，IBM台式机M6000T作为监控计算机（中央监控室、生管物流办公室、WBS库区、PBS库区各一台，分配不同权限）；通过标准工业以太网络对车间生产实绩进行集中监测、数据存储、报表分析。

2）控制层。控制层由型号为ControlLogix 1756-L63的CPU以及1个1756-ENBT的以太网模块、4个1756-DNB的总线模块、1个1756-IB16的输入模块、1个1756-OB16E的输出模块组成了整个控制单元，它是整个设备电控系统的核心，在整个电控系统中起着“承上启下”的作用。它通过网络系统接受现场发来的数据信息，经过控制程序的运算与处理后，发出相应的指令（输出信号）对现场设备进行控制。

3）设备层。设备层在整个设备电控系统的金字塔形结构中处于底层，是整个电控系统的关键环节，主要包括现场操作站（配有型号为2711P-T10C4D2的触摸屏、1734-ADNX的总线模块以及IO模块、操作按钮若干）、识别装置（包括DATALOGIC DS6400自动扫描枪、DATALOGIC D8330手动扫描枪、EMS HMS150HT载码体、EMS HF-CNTL-DNT读写控制器）、现场其他输入设备等，直接或通过现场总线、以太网等与控制层中的PLC相联系，将输入信号发送给PLC和执行PLC的指令。

3 AVI&RC系统功能应用

3.1 移动读写

车体识别、跟踪是AVI&RC系统最基本也是最基础的功能。目前，在国内的汽车厂中主要采用静止读写的方式进行识别。在此种方式下，车体在输送过程中要在设立读写站点的位置进行到位停止，在读写成功后发送离位信号，输送机构执行。对于我天津一期工厂在65s的生产节拍（0.923 m/s）下，我们对这种方式观察和考量发现，无论是摩擦输送、积放链输送、滑撬输送在转接工位或是升降机处由于静止识别而造成的设备停止加紧机构的加紧和放松动作使得整体生产节拍下降。通过测算，整体节拍降低5S左右，尤其在人工室体入口，滚床与积放带交接过程中严重影响车体节距，造成生产加班，针对这一生产状况，我们通过对AVI&RC系统与机运系统的信息联锁逻辑修改、更换型号为EMS HF-ANT-3030的天线以及对读写控制器相关参数的调整完成了移动识别。移动读写的实现，大大缓解了输送机构的节拍压力，使得生产在不间断、不停顿的状态下顺利进行。

3.2 计划排产

路由控制是AVI&RC系统中的核心功能，在双线或多线生产不同步造成生产精准率低下、计划与生产差异上升，物料配送压力逐步增大的环境下，发挥着离线复位和计划序列调整的作用。其基本原理是：

1）利用自身的识别功能与计划序列进行校对，并将排序信息进行记忆。

2）通过服务器进行路由处理并将路由指令下达到PLC，由PLC控制现场的执行机构对车辆进行调整排序。

3）对离线车辆进行计时标记，设定路由。在生产活动中，缓存区的排序调整使打乱的生产队列又恢复到计划统筹的范围内，大大缓解了物料配送的压力，提高生产的可动率，降低了人力和物力的浪费。

3.3 信息联锁

在天津一期的规划初期，我们对AVI&RC系统与其他系统的一些联锁小功能并不太重视，但在后期的生产中发现这些小功能对生产起到了不小的推动作用，通过天津一期项目举几个例子。如：1）与上层质量模块的联锁完成人工检查工位作业指示票的自动打印，降低了人工工位作业量。2）与机器人系统联锁完成车体信息的批量传送和信息校验等防错机制，节省人工作业量且避免单系统误差。3）与机运系统的联锁完成了对节距调节的校验，避免单系统误差。这些联锁机制的建立从提高自动化效能、节省人力物力、提高防错机制等各方面都起到了巧妙的效果。

3.4 其他功能

AVI&RC系统还包括生产统计、报表和撬体清理等功能。生产统计和报表结合统计生产过程中的不良品和由此产生的跳号车以及其复位情况，通过这些信息来帮助生产管理人员对生产实际出现的问题进行剖析，找到问题真因。撬体清理和报表结合可以对经过喷涂段的撬体得到及时的清洗，对人力物力的投入进行合理化的控制调配。

综上所述，AVI&RC系统将生产活动中出现的“混乱”重新进行了恢复，并及时的将无法恢复的情况进行反馈，使得计划统筹能够有效的指导生产，从而改变了新型的柔性化生产中出现的PDCA循环失衡的现状，提高了生产效率、降低了物流库存及浪费、节省了人工工时、保障了计划生产的精准率。

4 总结与展望

面对汽车产业不断扩大的市场前景，AVI&RC系统的路由功能和计划反馈功能将为新建车间生产初期的混乱带来力挽狂澜的治理效果，在生产稳定的情况下，也能以它的自动化给生产操作员带来轻松闲余。我们有理由相信在越来越多的汽车企业认可MES系统给生产带来实效的前景下，AVI&RC系统凭借着它的移动识别、计划排产、信息联锁等功能定能得到越来越多的应用。

参考文献

[1]彭清祥，李培堂.基于ControlLogix5550的汽车生产过程控制实现[J].工业控制计算机，2007（05）.endprint