隨著我國汽車行業的快速發展，產品生命周期越來越短，交貨期越來越短，產品的多樣化、小批量、柔性生產勢在必行。汽車生產企業必須通過先進的信息化手段優化產品生產過程，提高企業經濟效益和核心競爭力。生產信息管理系統可以有效地監視并控制生產線和生產過程，提高產品質量和生產效率，是企業生產管理的有效工具。汽車生產企業成功導入生產信息管理系統，對于企業把握商機、提高已有生產裝備的生產運行效率、快速調產、實施精益變革、有效適應市場需要具有重要意義。

系統概述

發動機車間生產信息管理系統是一個完整的生產過程監控、刀具管理、設備維修提示和產品質量管理的生產執行系統。該系統是發動機廠生產執行及信息管理的核心，生產車間的操作人員、設備維修人員、質量檢測人員、物料人員和計劃負責人員等主要通過這套系統來了解生產線的工作狀況及產品質量信息。

系統結構

發動機車間生產信息管理系統是建立在GE Fanuc公司的Proficy軟件模塊和歷經考驗的控制技術基礎上的，該系統具有一個分布式的客戶機／服務器體系結構。網絡中的不同服務器節點不需要額外的配置或編程就可以共享數據信息。從用戶的角度來看，整個系統（包括網絡、服務器節點和終端）是一個虛擬的完整系統，系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構圖
生產信息管理系統在總裝線、缸蓋線、缸體線和曲軸線各設置一臺數據采集計算機（PDU），負責采集加工單元和各臺輔機設備的生產數據并將采集到的數據上傳給服務器。PMC服務器負責開發和運行GE Fanuc CIMPLICITY HMI畫面供現場客戶機訪問。數據庫服務器用于存放各類生產數據，以便系統隨時調用。系統通過以太網絡連接分布在生產線和刀具管理室的設備，采集工件加工數據和刀具信息。系統通過LED顯示屏顯示生產信息及設備故障。LED顯示屏由每條線的PDU進行控制和管理，PDU從現場設備獲取流水線工位的生產狀況，以動態方式顯示在LED屏上。同時，PDU通過質量管理系統（QAS）控制器VersaMax I/O控制音樂板及放大器進行聲音發布。系統所有相關設備均采用以太網進行連接，支持TCP/IP協議。

生產信息管理系統軟件平臺基于Microsoft Windows 2003操作系統，采用GE Fanuc的Proficy HMI / SCADA-CIMPLICITY軟件，以完成采集現場設備層的數據、跟蹤和采集發動機信息的任務，并將這些信息通過SQL 2000數據庫進行存取，用以進行數據處理和報表查詢，系統數據流如圖2所示。

圖2 數據流程圖
系統功能

生產信息管理系統包含以下4個功能：

1.生產過程監控功能

生產過程監控（PMC）是一個廠級的多功能系統，用于實時監控生產狀態。PMC系統的主要目的是用來監視車間自動化生產設備和機運鏈的性能，當設備故障發生時，它將故障信息告知車間維修人員；PMC系統也會記錄一些過程參數，如轉矩值或其他與質量相關的數據等。PMC系統通過以太網與底層的設備通信，將其采集的信息在圖像屏幕上顯示、儲存至數據庫。

生產過程監控主要完成以下任務：車間級通訊和數據采集；圖形界面顯示；產量記數、下線時間統計；設備運行狀態／故障報警及控制；生產數據的統計和分析。

該系統以圖形化的方式，動態顯示車間內流水線及工位的生產狀態、生產信息，為現場操作員提供即時信息，該系統的功能畫面如圖3、圖4、圖5、圖6所示。

圖3 PMC車間總攬畫面

圖4 PMC分裝線總攬畫面

圖5 產量趨勢圖畫面

圖6 設備停機時間畫面
2.刀具管理功能

該系統需要采集CNC刀具信息，包括刀具的壽命信息及刀具的異常報警信息。通過和CNC交換數據表的方式獲得當前設備在線刀具的壽命情況，同時相應的刀具異常報警信息也會通過交換數據表的方式在線端的PDU進行采集，采集的信息將最終保存到系統上位的數據庫中，可生成相應的圖表，進行可視化的管理。功能畫面中顯示每條機加工線各區域的刀具更換信息，包括工位號、工具序列號、可以使用次數、實際使用次數和剩余使用次數，當剩余使用次數低于報警限值時，文字顏色為紅色。監控生產過程中刀具的報警信息，顯示報警的原因。

3.質量管理功能

質量管理包括兩部分功能：在線質量管理和質量呼叫系統功能。在線質量管理的作用是及時、全面地反映現場的質量監測情況，便于管理、決策部門掌握當前產品的質量狀況。每個工位或設備均可通過Proficy平臺定義相應的質量檢驗變量，系統將預定義的質量變量和當前產品的工藝參數范圍進行比較，超過參數范圍系統自動報警。對于不同類型的報警，可以根據報警原因采取相應處理方式。該系統的功能畫面如圖7所示。

圖7 質量呼叫音樂配置畫面
質量呼叫系統是可視聽的生產線狀態通信系統，顯示車間底層的生產狀態。通過質量呼叫系統班組長和管理人員可以及時發現生產過程中存在的問題。質量呼叫系統支持同步生產原理，利用站內維修而不是最終下線維修的方式來確保產品生產質量，使每個操作者能在本工位完成他們的任務，不將缺陷傳遞到下一個操作工序。

質量呼叫系統的功能如下：

（1）在生產線工位旁安裝按鈕和指示燈，操作工可以在需要幫忙的時候，按下按鈕尋求幫助；

（2）請求幫助的信息將顯示在車間特定區域的LED屏上；

（3）對于特定區域播放特定的音樂，提醒該區域的操作工或班組長處理相應的事件；

（4）生產線開線、停線前，系統會播放選定的音樂，相關的信息、設置點將由質量呼叫系統管理；

（5）對于每一個質量按鈕地址、相應位置和音樂曲調，系統提供特定的配置方法。

4.報表查詢功能

系統將提供給用戶基于Web形式的報表，用戶可以按工位條件來查詢各項報警數據，也可以通過選擇不同的機加線來生成曲軸、缸體和缸蓋生產數據報表，以及曲軸、缸體、缸蓋日報、月報和年報，同時系統對曲軸、缸體、缸蓋的每周、每月、每年的生產數據分別進行統計，計算產品合格率。