淺析發(fā)動機(jī)裝配線質(zhì)量信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
摘 要：現(xiàn)代化汽車發(fā)動機(jī)裝配線既能實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn) ， 又能實(shí)現(xiàn)不同類型產(chǎn)品的裝配 。為了有效地管理整個(gè)裝配過程 ， 進(jìn)行了汽車發(fā)動機(jī)裝配線質(zhì)量信息管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 。
關(guān)鍵詞：自動化監(jiān)控系統(tǒng);質(zhì)量信息管理系統(tǒng);SPC;
傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機(jī)裝配線往往只適用于通用型產(chǎn)品裝配�，F(xiàn)代化裝配線則要求既能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動化生產(chǎn)，又能實(shí)現(xiàn)不同類型產(chǎn)品裝配的柔性化生產(chǎn)。要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)柔性化，對信息系統(tǒng)的處理是必不可少的。只有實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝配過程的信息化管理，才能更好的實(shí)現(xiàn)裝配線的自動化生產(chǎn)。信息系統(tǒng)記載裝配中不同型號產(chǎn)品相應(yīng)的流程工藝，產(chǎn)品裝配后將裝配記錄存到信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配的全程監(jiān)控 。
一、質(zhì)量信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想
整個(gè)汽車發(fā)動機(jī)裝配線質(zhì)量信息管理系統(tǒng)分為兩部分，即發(fā)動機(jī)裝配線自動化監(jiān)控系統(tǒng)和質(zhì)量管理系統(tǒng)。裝配線自動化監(jiān)控系統(tǒng)是利用WinCC實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)線上的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和對線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將采集后的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中。質(zhì)量管理系統(tǒng)是使用 SPC(S tatistical P rocess Con-tro l)技術(shù)，對從數(shù)據(jù)庫中提取的質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析 。
二、發(fā)動機(jī)裝配線自動化監(jiān)控系統(tǒng)
(一)WinCC 概述
WinCC是一個(gè)集成的人機(jī)界面 (HMI)系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，是結(jié)合西門子(SIEMENS)公司產(chǎn)品、過程自動化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微機(jī)軟件技術(shù)的強(qiáng)大產(chǎn)品系列。它包括圖形設(shè)計(jì)器、報(bào)警記錄、變量記錄、報(bào)表、全局腳本、用戶管理等功能，使其具有高性能的過程耦合、快速的畫面更新、可靠的.數(shù)據(jù)管理，它在 Win dowsNT 或 Window s 2000標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中提供所有功能，并確保安全可靠地控制生產(chǎn)過程。
(二)發(fā)動機(jī)裝配線自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
在監(jiān)控系統(tǒng)之前用戶需求分析是必不可少的。分析主要包括監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊、與現(xiàn)場設(shè)備交換數(shù)據(jù)的標(biāo)簽數(shù)目、現(xiàn)場工業(yè)設(shè)備的連接形式、對網(wǎng)絡(luò)性能的要求 。
該監(jiān)控系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集及實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警的采集及顯示、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的顯示。監(jiān)控系統(tǒng)由大功能模塊組成：總成裝配線、缸蓋總成裝配 線 、總體報(bào)警、LED顯示、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和用戶登陸。
總成裝配線模塊顯示整個(gè)發(fā)動機(jī)裝配線主線的所有工位，并顯示部分工位的狀態(tài)。界面中工位的狀態(tài)均有機(jī)床上電、下料堵塞 、上料無件、工位生產(chǎn)、技術(shù)中斷和循環(huán)開始狀態(tài)，若總成裝配線上某個(gè)工位的狀態(tài)為下料堵塞、上料無件或技術(shù)中斷，則相應(yīng)工位的工位號將閃爍顯示。點(diǎn)擊對應(yīng)工位區(qū)域，彈出該工位詳細(xì)信息窗口。分別顯示該工位的工位狀態(tài) 、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和工位報(bào)警 。
缸蓋總成裝配線模塊顯示整個(gè)缸蓋總成裝配線的所有工位 ， 并顯示部分工位的狀態(tài)。 缸蓋總成裝配線的狀態(tài)顯示規(guī)則與總成裝配線一致，同樣點(diǎn)擊相應(yīng)的設(shè)備的工位號即可查看該工位詳細(xì)的狀態(tài)以及報(bào)警等。
報(bào)警信息包括三部分 ：實(shí)時(shí)信息顯示 ， 短期歸檔和長期歸檔。實(shí)時(shí)信息顯示當(dāng)前的報(bào)警信息或事件;短期歸檔可以保存最新的1000條報(bào)警信息記錄;長期歸檔保存最近一段時(shí)間發(fā)生的報(bào)警記錄。在報(bào)警記錄表中，通過報(bào)警信息文本可以知道發(fā)生了何種報(bào)警，何時(shí)發(fā)生的，以及何時(shí)消失等;還可以分類查詢和按時(shí)間查詢等。
LED顯示模塊顯示大屏幕內(nèi)容：當(dāng)前以下線、日計(jì)劃產(chǎn)量、月累計(jì)產(chǎn)量和年累計(jì)產(chǎn)量 。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模塊顯示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通訊連接狀態(tài) ，當(dāng)相應(yīng)PLC顯示紅色時(shí)表示該工位連接斷開，若無則表示通訊正常 。
三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)庫是某個(gè)研究領(lǐng)域、研究對象所涉及的數(shù)據(jù)的綜合。它不僅反映數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，而且反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。
質(zhì)量信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的主要功能是接收從WinCC采集到的數(shù)據(jù)，并將它拆分成便于質(zhì)量管理系統(tǒng)調(diào)用的數(shù)據(jù)。因此，在建立表時(shí)根據(jù)功能可分為原始表和拆分后的表。原始表主要有合格質(zhì)量數(shù)據(jù)原始表、不合格質(zhì)量數(shù)據(jù)原始表、報(bào)警原始表 、機(jī)床狀態(tài)原始表。相對應(yīng)拆分后的表有合格質(zhì)量數(shù)據(jù)表、合格質(zhì)量數(shù)據(jù)文本表、不合格質(zhì)量數(shù)據(jù)表、不合格質(zhì)量數(shù)據(jù)文本表、報(bào)警開始表、報(bào)警結(jié)束表、機(jī)床狀態(tài)開始表和機(jī)床狀態(tài)結(jié)束表。
四、質(zhì)量管理系統(tǒng)
質(zhì)量管理系統(tǒng)采用五層體系構(gòu)架，即Web層、業(yè)務(wù)實(shí)體層、數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)外觀層、業(yè)務(wù)規(guī)則層。
Web層為客戶端提供對應(yīng)用程序的訪問;業(yè)務(wù)外觀層用作隔離層，它將用戶界面與各種業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)隔離開來;業(yè)務(wù)規(guī)則層包含各種業(yè)務(wù)規(guī)則和邏輯的實(shí)現(xiàn) ;數(shù)據(jù)訪問層為業(yè)務(wù)規(guī)則層提供數(shù)據(jù)服務(wù) 。軟件分層的優(yōu)點(diǎn)是 ：良好的透明和封裝 ;高內(nèi)聚 、低耦合 ; 于擴(kuò)易展、維護(hù)和重用;開發(fā)調(diào)用易于分工，提高開發(fā)效率 。
質(zhì)量管理系統(tǒng)共有七大模塊組成：質(zhì)量數(shù)據(jù)分析、機(jī)床狀態(tài)分析 、OEE 指標(biāo)、返工記錄、報(bào)警分析、用戶管理和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。
質(zhì)量數(shù)據(jù)分析模塊主要功能是完成對發(fā)動機(jī)質(zhì)量數(shù)據(jù)的查詢和生成趨勢圖、正態(tài)分布圖以及報(bào)表。包括：質(zhì)量數(shù)據(jù)查詢、質(zhì)量數(shù)據(jù)趨勢圖、質(zhì)量數(shù)據(jù)分布圖 、生成報(bào)表和不合格數(shù)據(jù) 。
機(jī)床狀態(tài)分析模塊主要功能是完成對機(jī)床狀態(tài)的查詢、統(tǒng)計(jì)和生成圖形。包括：機(jī)床狀態(tài)統(tǒng)計(jì) 、機(jī)床狀態(tài)圖形 、機(jī)床頻次統(tǒng)計(jì)和機(jī)床時(shí)間統(tǒng)計(jì)。OEE 指標(biāo)查詢通過時(shí)間、自動線和工位進(jìn)行篩選，顯示實(shí)際時(shí)間、計(jì)劃時(shí)間、生產(chǎn)數(shù)量和合格數(shù)量 ， 并可態(tài)圖形 、機(jī)床頻次統(tǒng)計(jì)和機(jī)床時(shí)間統(tǒng)計(jì) 。
OEE 指標(biāo)查詢通過時(shí)間、自動線和工位進(jìn)行篩選，顯示實(shí)際時(shí)間、計(jì)劃時(shí)間、生產(chǎn)數(shù)量和合格數(shù)量，并可以將數(shù)值以圖形的形式顯示出來 。
返工記錄模塊主要功能是對返工上線的發(fā)動機(jī)不合格數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和錄入。包括 ：返工記錄查詢和返工記錄錄入 。
報(bào)警分析模塊主要功能是對工位機(jī)床和線體的報(bào)警的查詢、統(tǒng)計(jì)和圖形生成。包括：報(bào)警查詢 、報(bào)警統(tǒng)計(jì)和報(bào)警圖形 。用戶管理模塊主要功能是增加、修改和刪除用戶和給用戶分配各種權(quán)限。包括 ：用戶管理和權(quán)限分配。該功能模塊只有管理員可以操作 �；A(chǔ)數(shù)據(jù)管 理模塊主 要功能是對質(zhì)量數(shù)據(jù)理論值、上限值和下限值的設(shè)置和大屏幕日計(jì)劃產(chǎn)量的設(shè)置 。包括：質(zhì)量數(shù)據(jù)維護(hù)和大屏幕設(shè)置 。
汽車發(fā)動機(jī)裝配線質(zhì)量信息管理系統(tǒng)能夠及時(shí)得監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的工作情況，準(zhǔn)確地采集各種數(shù)據(jù)，有效地對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。同時(shí)，汽車發(fā)動機(jī)裝配線質(zhì)量信息管理系統(tǒng)中的質(zhì)量管理系統(tǒng)采用Web方式，能夠使得企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門之間信息可以相互交流，使得企業(yè)更加便于管理 ， 大幅度提高企業(yè)的生 產(chǎn)效率。
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