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Optimize Manufacturing Improve Plant Uptime Reduce Time to Market Drive Regulatory Compliance
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XXXXXX公司
MES方案建议书
罗克韦尔自动化
上海，中国 2008-3-9
1.1.项目背景
XX汽车公司是中国汽车行业的骨干企业，已陆续建成了XX（主要以中、重型商用车、零部件、汽车装备事业为主）、XX（以轻型商用车、乘用车为主）、XX（以乘用车为主）等主要生产基地。主营业务包括全系列商用车、乘用车、汽车零部件和汽车装备。
XX汽车公司自主品牌乘用车XX工厂坐落在XX经济技术开发区，作为XX自主品牌乘用车事业研发、生产的主要基地，总体规划含研发中心和生产工厂两大部分。生产工厂一次性规划，两期实施，主要包括冲压、焊装、涂装、总装四大工艺和发动机及大塑料件生产车间。其中，第一期建设将形成20万辆年生产能力。XX自主品牌乘用车系列产品将覆盖乘用车市场主要份额的Ｂ、Ｃ、Ｄ级车型，首款产品将于2009年初下线。
XX汽车需要快速响应市场变化，才能强占更多的细分市场份额，使企业能抢占市场先机。因此迫切希望在XX工厂构建完整的生产，物流和质量体系，能够快速投入新车型的生产，以满足市场多样化的需求，汽车企业就必须以OTD优化为导向，关注从订单到交付的整个过程中的制造，物流和质量相关业务领域（如下图所示）。其涉及到的业务流程、信息管理对于XX汽车自主品牌汽车的制造是至关重要的。
供应商交货指示零件需求库存管理仓库物流中心生产管理物流管理W1W2W3W4W5收料缓冲区供应商WE车身Repair PAINTWBS涂装RepairGAPBS总装VQ质检生产实绩信息系统车辆状态基础数据ERPMES整车识别防误差整车识别安装指示整车识别质量检验拉动序列件整车跟踪拉动JIT物料工位零件工位指示拉动按灯物料 根据业务发展目标，物流管理、生产控制和质量管理是一个循序渐进的发展过程，MES系统最终达到以下四方面管理要求：
(1)订单制造管理
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包括订单管理、车辆跟踪、路由控制、数据采集、PMC、车辆报交。AVI作为车辆识别功能，它不仅是订单制造管理的基础，更是整个集成制造系统的基础，物料，质量都需要根据车型来控制，所以其覆盖范围应为所有车间及关键点；装配管理主要是指各种辅助装配的单据的打印、钢打、铭牌、电气检测、加注、四轮定位、转毂试验等。AVI，路由控制及现场机运设备大都PLC，PMC以成熟的工业组态软件作为其基本工具，对PLC的数据采集和控制是它的强项，人机界面的设计变得相当容易。
(2)现场物料管理
由于XX汽车的物料管理和派送由第三方物流来负责，现场物料管理主要向第三方物流库发布物料拉动信息模块。送料方式主要有推式和拉式，推式是根据日生产计划分时分批主动送达现场；物料拉动主要有线旁向仓库拉动（KANBAN、物料暗灯二者皆可能），生产线直接向仓库拉动（KANBAN、物料暗灯、排序拉动三者皆可能），由线边到厂内四个库的二次要料请求。
(3)制造质量管理
包含现场质量信息缺陷输入和查询管理、现场整车质量信息缺陷输入和查询管理audit、车辆测试系统及缺陷管理和跟踪系统、车辆流程卡管理系统、车辆电气检测、防错系统。质量数据是非常重要的数据，它包含车辆制造信息，可追溯件信息，缺陷信息及测试信息，基于它的数据报表，分析及应用很多。同时，未来 制造质量会和供应商质量、售后质量数据集成，基于这些数据统计分析，形成贯穿车辆整个生命周期的质量信息系统。
(4)系统管理
系统集成，就是数据的集成。针对系统的集成，就需要集成的管理工具，它主要包含：基础数据管理，PMC，事件控制中心，版本管理，报表中心及用户账户管理等。
基础数据管理：负责所有生产、物料、质量的基础数据维护，保证MES的基础数据统一性和唯一性。
事件控制中心，它是重要的系统运维工具，能帮助IT 支持人员获知系统运行情况，解决系统问题。
版本管理，它是系统更改的管理工具，保证系统版本的一致性，可追溯性。
历史数据查询和报表管理，数据源为集成制造系统的数据，它应能满足各相关业务部门的要求，Rockwell Confidential
它是系统集成后的优势体现。同时历史数据会定时导入历史数据库，连同生产数据库 供查询和形成报表。
根据当前的业务需要，这一阶段的项目应覆盖以下功能需求，包括生产管理、物料管理、质量管理和系统管理四个子系统，整体目标是建立功能全面、集成和稳定的生产、物流、质量控制体系，以适应公司汽车产量快速增长和车型平台增加的需求。该系统能满足订单管理、车辆跟踪、路由控制、物料需求发布、线旁拉动、物料调度、KANBAN卡管理、现场质量缺陷、电气检查、质量追溯管理、整车质量缺陷、检测数据管理、流程卡管理、合格证管理、用户管理、基础数据管理、PMC、数据采集、报表管理、事件控制中心、版本管理、数据备份/迁移管理等模块。
1.2.项目目标
本项目将通过全厂MES系统的建设，建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的生产执行系统，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，满足目前年产20万辆的生产目标，并能支持未来多种车型混线生产年产24万辆的业务运作。系统实施的主要目标如下：
1、XX汽车的MES信息系统全方位的承建，以系统覆盖到冲压、车身、涂装、总装四大车间，能快速建立统一协调的工作平台。
2、全面实现与ERP系统的接口，实现车间与物流和质量系统的全面整合，全面提高企业的生产效率和管理水平，确保物料的及时供给和生产的及时响应。
3、将把国际著名的丰田汽车、通用汽车等企业在MES系统中的成熟的业务流程模式和软件平台资源在XX汽车项目中进行导入，保证XX汽车项目的稳定性和实用性。同时设计方案立足于先进技术，采用最新科技技术水平，使MES的建设达到和具备国际的先进水平和国内的领先地位
4、通过MES系统的实施，将大幅地降低生产零部件的库存，降低整车的库存，减少各部门的人员配置并提高企业生产效率。
5、完成企业级的MES系统的架构建设，为实现集成制造，物流和质量全生命周期管理打下坚实的基础。
6、遵循ISA95和MESA国际标准，可以同时具有良好的开放性，可以和不同厂家的产品能够互操作和互连
7、考虑SOA架构，将MES应用程序功能彼此分开，以便这些功能可以单独用作单个的应用Rockwell Confidential
程序功能或“组件”。这些组件可以用于在企业内部创建各种其他的应用程序，并能迅速修改业务流程模型
8、集成的系统必须降低系统维护的难度和要求，方便用户日后的应用、管理和维护。系统设计完成的同时，必须完成与之相关的可操作的管理维护规定，保证系统的稳定运行
综上所述，为了保证XX汽车的MES系统项目的成功，罗克韦尔自动化（国际最具规模和著名的制造控制和信息系统公司）汽车工程中心全面负责东风汽车项目的实施，对项目实施、成功的上线作出强有力的保证。
1.3.项目实施回报
XX汽车的MES主要包括生产管理系统、物料管理系统和质量管理系统三部分内容，整体目标是建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的支持质量，生产和物流的业务体系，以适应公司产量快速增长和车型平台增加的需求，并能同其他业务和系统整合（如ERP系统）。系统总体网络架构图如下所示：
MES系统网络架构示意图
整个系统实施范围包括：生产管理部分、物料管理部分、质量管理部分。
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1.4.生产管理系统
MES系统的生产管理部分第一阶段控制的范围包括冲压车间、车身车间、WBS、涂装车间、PBS、总装车间和检测线，系统在车身车间将车辆与订单进行绑定，然后对车辆进行跟踪控制直到检测线下线为止。总体需求主要包括以下内容：
订单管理； 生产调度； 生产线信息广播； 自动化集成控制； 生产监控PMC； 数据采集；
车身实时跟踪监控画面图例
在ROCKWELL的设计方案中，各车间生产线上下线处，关键工位设有手动条码扫描枪（或自动扫描枪或RFID）的读写操作站。在关键位置设有触摸屏，它们将是组成读写操作站的一部分，Rockwell Confidential
为现场的操作人员提供AVI系统人机交互操作的功能。通过这些触摸屏给现场的操作和维护人员提供了自动监视AVI系统运行情况和手工进行AVI系统操作的功能。通过触摸屏可实现条码显示，条码扫描报错，手动条码输入等功能。
读写站实例照片
由于在车间现场，设备环境复杂，很难保证网络数据传输时刻保持畅通，因此，在开发调试过程中，我们也特别将中断做特殊考虑，增加了保护措施，尽最大可能保证系统的正常运行，保持整个扫描交互流程的顺畅。主要措施与方法如下：
PLC扫描设备将数据放置于PLC中控服务器上的数据库中。
MES系统的接口程序轮询接口数据表，读取未处理纪录，送向MES系统相应逻辑处理模块。
MES接口程序读取MES逻辑处理模块的返回结果，写入接口数据表中。 PLC接口程序轮询接口表数据，操作PLC设备动作。
总装车间监控主画面图例
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通讯状态监控画面图例
Equipment Report – XXX XXX XXX
车身识别系统将利用设在车间内的条码扫描设备和R&F读写头，并在涂装车间的车身吊具和滑撬上安装R&F载体来构成车体跟踪系统（AVI）。整个AVI系统将由一台上位计算机进行控制并通过其显示器对车体位置、状态进行监控。同时AVI监控计算机也将做为MES或ERP系统的一
部分，可实时接收和反馈生产数据
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AVI工作流程:
1．AVI信 2．AVI产前印工 3．在装码身RF LineControllerPartIDWorkInstruction系统计算机接收从ERP或MES系统传送来的当日生产任务息，经过确认后存入数据库。
系统计算机将根据当日任务，通过设在焊装车围工段的VIN码打印机出车身唯一识别码，并人将VIN码贴在车身上。
焊车间出口处设置一台扫描仪，将经过此处的信息传送到车身缓冲区TAG数据载体上，缓冲
RF TagRS232LineControllerPartIDWorkInstruction生间打由
RS232条车的区计Base的传送链系统将根据生产划和涂装车间的生产状况对车身重新进行分配和排序。
RF Antenna & Tags 4．在前处理工位后；底漆和面漆喷漆室前都将设置RF 读写头用来读写车身上的信息。5．从总装到涂装的缓冲区也将采用同样的方法对车身重新进行分配与排序。
6．总装车间的一些关键工位也将设置一些条码扫描仪工作站，操作工可以通过
它来了解车体信息。
ControlLogix控制系统Rockwell Confidential
ControLogix 系统是一种高性能，易于使用的适合当今控制应用需要的控制平台,它的结构以独特的控制总线（ControlBus）底板作为整个通信系统的基础。控制总线（ControlBus）不采用传统的主－从通讯模式，而采用先进的生产者/消费者（Producer/Consumer）通讯模式，这种通讯模式同样应用于控制网（ControlNet）, 设备网（DeviceNet）和现场总线（FieldBus）。插在该控制总线（ControlBus）底板上的所有模块，包括网络、I/O、CPU 模块都是智能的，从而有了如下特色： 网络之间的通讯不需要处理器干预。
机架中可以任意配置和排列任何数量的CPU、I/O或通讯模块。
任何模块可以带电插拔而不会影响系统中其他模块的工作，这就使得我们维修故障模块时，系统的其余部分能照常工作。
处理器不再巡检I/O，大大减轻处理器负担。
1790 DeviceNet CompactBlock I/O模块
1790 CompactBlock LDX I/O 是一种紧凑型的I/O单元，用于监控远离处理器的I/O设备。每个单元块都具有I/O电路,内置电源和一个内置的设备网(DeviceNet)I/O 适配器。在我方得设计方案将采用这种I/O模块来采集现场拉线开关的信号其具有如下特点: 节省空间
易于组态和维护
通用的灌电流/拉电流输入
扩展能力---最大支持3个扩展数字量模块 网络连接能力---设备网一致性完全测试
高性能---支持轮询,周期性或状态改变的信息传送 I/O类型
DIN标准导轨或面板安装
选择D型插头(方便拆除)或固定的螺钉端子块
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