紧密结合生产管理流程 开发经济实用的网络管理系统

陈刚    130012 长春一汽轿车股份有限公司工厂服务部

摘 要 安东系统是目前国内外流行的，适用于密集流水化生产制造过程的现场信息管理系统。在传统的以声光手段为主，集视觉、听觉为一体的安东系统基础上，结合网络技术、自动化技术、音频技术及企业管理流程，有效地进行拓展，开发出一套适合于汽车装配生产现场的高性价比的网络信息系统。

关键词 安东系统 以态网总线 准时化生产 闭环管理

1 结合流水生产准时化管理需要，创造性地拓展安东信息系统

为了加强HQ3总装车间生产组织过程的管理，适应汽车产业流水生产准时化管理需要，本着利用网络信息平台以提高管理效率为核心的主导思想，在规划系统时，提出相关信息做到目视化，传递做到快捷化，工序过程透明化，管理控制闭环化的“四化”思路。并在此基础上建立该系统。

1．1生产过程信息目视化——重要信息的准时化发布

所谓生产信息目视化，就是把生产过程大家关心的重要信息，如生产计划、产量完成情况、现场需求、设备状态、质量问题、物流状态等与生产过程直接相关的，应该在第一时间展示给生产管理人员的相关信息，以电子目视板、大屏幕、信号灯等多种方式展示出来。目视点的布置，即有现场，也有办公环境，从而实现信息的快速获取和直观发布，有效地推动生产组织过程。

1．2信息传递的快捷化——需求、异常信息的准时化传递

结合准时化生产的需求，系统的规划尽量做到有效的生产过程信息实时快速传递。为了达到这个目的，拟采取如下措施：

（1）利用“目视化”的手段，实现第一时间的信息直观公示。

（2）利用计算机网络，把各类信息直接送到办公室的计算机终端。

（3）设计自动播音系统，对生产过程中的需求和重大事件，由系统进行实时同步播音发布。

有了以上几个手段，生产重要过程信息、异常状态、需求等可以在第一时间内通知到生产相关部门及所有相关人员。

1．3工序过程透明化——为准时化管理提供实时的过程信息

以往的操作工序，需要人员的流动巡查和流动性信息传递，或者利用电话、对讲机等手段来进行信息交流，基本上工序状态是不透明的。我们的系统通过自动采集工人呼叫（需求）、设备状态、质量问题、物流配货状态等方式，通过网络信息化手段，动态显示在所有的计算机终端、电子目视板上，使得工序过程透明化。这就可以使管理人员对生产现场状态随时把握，获得快速反应的能力。

1．4管理控制闭环化——为准时化管理改善提供决策依据

一个好的系统，决不仅仅是看在技术上使用了多少新技术、新产品，而是看和企业管理流程结合得是否紧密，是否有助于提高管理效率。

我们的系统，除了在以上方面做出有效规划，同时，对采集到系统的信息和数据，做储存、分类、检索、分析，以提供管理决策和问题分析的历史数据依据。管理人员可以通过系统分析，找到生产过程中的问题点，并进行改善，以最终实现对生产效率的提高。

该系统作为生产全过程组织的一个辅助工具，能实现快速的申请呼叫、信息传递、实时显示、设备控制、质量防错、配货提示、统计分析、报表生成等，就工序作业、设备状态、质量问题、供应情况等过程进行实时的信息传递和管理，对生产全过程构成支持。

2 系统结构设计

2．1系统硬件设计

系统硬件结构采用三层网络拓扑结构。

信息层：采用工业以太网，TCP/IP协议。这一层主要由服务器和所有办公终端、大屏幕控制终端、与其它网络数据交互终端组成，并通过适配器连接设备底层的S7-300可编程控制器。

控制层：采用Profibus-DP总线，在S7主控制器之下，连接所有触摸操作屏、电子看板、物流子系统PLC，并通过总线转换器连接设备底层AS-i总线。

设备层：采用AS-i总线，充分发挥其组态自由的优势，连接现场所有工序呼叫拉线、工艺设备实时信号、物流调度看板、节拍器等最底层的I/O信号。

信息层采用工业以太网以实现信息的长距离传输和有效缩短网络传输时间。控制层采用Profibus-DP总线，这种总线尽管拓扑结构不够灵活，但传输距离长，抗干扰能力强，协议开放性好，用于解决生产现场分散的底层控制设备的连接是不错的选择。AS-i总线传输距离比较短，但拓扑灵活，用于最底层设备的信号采集。

图1所示为系统的网络拓扑图。

2．2软件结构设计

服务器操作系统使用Windows 2003 Server。

数据库使用SQL Server 2003及Access数据库。

组态软件使用WebAccess，该软件的特点是可以通过网页形式进行访问，没有客户端数量限制，价格相当于国内低端组态软件，且有比较好的稳定性。配置规模3000点。

在这个平台上开发了如下系统：

（1）组态环境：系统的计算机终端管理界面、现场实时状态界面、数据库存取及服务器和现场信息交互与控制等。

（2）数据库：存储系统采集的数据和状态信息，并进行分类、检索、分析、打印。

（3）设备底层控制：主要是S7-300主控制器、S7-200物流子系统控制器、底层设备采集接口等控制程序（三菱、丰田工机）与组态。

（4）触摸屏幕：所有11个触摸屏幕画面设计。

（5）大屏幕管理：借助于成型的大屏幕支持环境，简单开发大屏幕播放程序。

（6）与ERP接口：从ERP获取生产计划、产量完成情况等信息。

3 安东系统功能设计

3．1大屏幕显示系统

本子系统指大屏幕及相关网络接口、上位控制软件等，能提供生产计划、开动率与停线时间、宣传标语、日期时钟等信息。

3．2生产呼叫系统

用于生产过程中，操作工人的实时支援呼叫，包括呼叫班长、维修、品质、工艺、物流五类人员。可以实现呼叫信息的快速传递，减少求助时间，对准时化生产作业构成支持。

3．3电子看板系统

该系统包括3条主线的3块安东看板及相关控制系统，用于直观显示拉线呼叫工位、呼叫类型、重要设备状态、输送线状态等信息。

3．4自动播音系统

包括调音控制、均衡器、功率放大、麦克风、现场60个音箱及相关控制系统。用于实现自动呼叫播音、计划定时播音、异常播报及人工麦克风呼叫。

3．5配货管理控制系统

包括8块物流屏幕、12套拉线、2套情报中心提示灯及相关控制系统。可实现生产对物流的呼叫、停线、生产线节拍显示，发货请求、发货延迟提示及办公室对配货的实时监控。

3．6品质防错系统

包括9台对品质有特殊要求的重要设备与安东系统的接口及控制。用于当装配过程出现不合格时，自动控制停线及进行广播播音，通知相关人员到位。

这9台设备是：冷媒加注机、刹车液加注机、防冻液与洗窗液加注机、轮胎扳手（2台）、前后悬挂扳手（2台）、燃气泄漏检测仪、传动轴校准QL扳手。

3．7机械化联控系统

包括3条线的硬、软件接口、4个节拍屏与相关控制。提供电子看板显示机械化系统状态、节拍进程、启动提示、发货时间基准等。

3．8上位监控系统

包括5台终端、组态软件、控制及应用软件系统。用于在办公室实时监视现场情况。

3．9数据统计、分析、图表

包括服务器、应用程序、数据库等系统。主体系统数据储存于服务器中，可以在服务器及各终端提供各类生产“事件”的历史记录、检索、图表分析及打印。

4 系统构建过程的技术要点

4．1系统上位功能

（1）状态监视画面。有主画面、输送线运行、拉线、物流配货、品质控制单机、安东看板、物流灯箱等，用于现场状态的远程监视。

   （2）管理画面。有系统管理、维修管理、生产计划、播音管理、物流配货等。用于管理系统工作方式及相关参数。

    （3）报表。提供数据查询、统计、分析及打印。

4．2系统出现过的主要问题及处理一览表

系统设计、调试过程中，出现的主要问题、原因分析及处理见表1。

表1 系统设计调试主要问题一览表

5．结语

上述系统投入使用后，在推动生产的快速组织和反应，管理体系分析方面提供了有力的硬件支持和真实的生产过程数据，对生产的准时化管理、保证生产计划有效完成起到了重要作用。