1 應(yīng)用背景 　　上海通用汽車有限公司（以下簡(jiǎn)稱SGM）是由上海汽車工業(yè)（集團(tuán)）總公司和美國(guó)通用汽車公司共同出資組建的、迄今為止國(guó)內(nèi)最大的中美合資制造企業(yè)。作為轎車生產(chǎn)商和全面的銷售服務(wù)提供者，SGM始終致力于中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的振興和發(fā)展，并不斷為用戶提供體現(xiàn)世界先進(jìn)技術(shù)的高質(zhì)量產(chǎn)品和快捷高效的產(chǎn)品服務(wù)。繼生產(chǎn)和銷售別克GL、別克GLX、別克新世紀(jì)三款轎車之后，SGM又推出了與別克轎車共線生產(chǎn)的別克GL8公務(wù)商務(wù)旅行車、賽歐緊湊型轎車，其產(chǎn)品體現(xiàn)了當(dāng)今世界先進(jìn)技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。SGM不但引進(jìn)了國(guó)際上最先進(jìn)汽車制造工藝和設(shè)備，而且同時(shí)引進(jìn)了通用汽車公司先進(jìn)的管理方法。在國(guó)內(nèi)取得長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí)，SGM還積極拓展國(guó)際市場(chǎng)、開(kāi)展國(guó)際合作和參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，成功實(shí)現(xiàn)了別克GL10公務(wù)商務(wù)旅行車的出口，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)中高檔轎車出口首次真正的零的突破。 　　上海通用汽車有限公司的目標(biāo)就是：建立一套完整的、具有世界先進(jìn)水平的信息系統(tǒng)，將企業(yè)的物流、資金流和信息流統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行管理，對(duì)企業(yè)所擁有的人力、資金、材料、設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)、信息和時(shí)間等各項(xiàng)資源進(jìn)行綜合平衡和充分考慮，最大限度地利用企業(yè)的現(xiàn)有資源取得更大的經(jīng)濟(jì)效益，科學(xué)有效地管理企業(yè)人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷等各項(xiàng)具體業(yè)務(wù)工作。并逐漸向電子商務(wù)方向發(fā)展。 　　SGM北盛是上海通用汽車公司在沈陽(yáng)的生產(chǎn)基地，此次項(xiàng)目的目的就是要在SGM沈陽(yáng)廠區(qū)的總裝、車身及油漆車間分別設(shè)計(jì)、制造和安裝一套QAS系統(tǒng)，以更好更好地支持上海通用汽車有限公司業(yè)務(wù)快速發(fā)展的要求。 　　QAS系統(tǒng)全稱為質(zhì)量ANDON系統(tǒng)，是利用聲音和視覺(jué)顯示當(dāng)前生產(chǎn)線工作狀態(tài)的信息系統(tǒng)。它提醒與某個(gè)工位上所發(fā)生的問(wèn)題相關(guān)的組員，班組長(zhǎng)，維修人員和管理人員及時(shí)作出響應(yīng)。作為一種尋求幫助的工具。QAS具有請(qǐng)求幫助、防錯(cuò)和傳遞信息的功能。QAS系統(tǒng)的質(zhì)量管理功能支持同步生產(chǎn)的原則，即制造產(chǎn)品時(shí)采用在線維修的方法而不是采用制造完成后維修的方法。QAS的質(zhì)量管理功能讓每一個(gè)操作員有能力完成他們對(duì)制造產(chǎn)品的貢獻(xiàn)，防止質(zhì)量問(wèn)題傳到下一個(gè)工位。當(dāng)問(wèn)題在操作員的工位內(nèi)解決了，生產(chǎn)線重新運(yùn)行。 　　項(xiàng)目包括系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)，系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)，設(shè)備采購(gòu)，制造安裝和調(diào)試。項(xiàng)目也包括系統(tǒng)所需的所有網(wǎng)絡(luò)及總線電纜及其橋架、系統(tǒng)所需電源設(shè)施。對(duì)系統(tǒng)使用、維護(hù)和管理的培訓(xùn)以及遞交符合SGM系統(tǒng)開(kāi)發(fā)規(guī)范的整套項(xiàng)目文檔也是項(xiàng)目的一部分。 2 客戶需求 　　Andon，也稱“暗燈”、“安燈”等，原為日語(yǔ)的音譯，日語(yǔ)的意思為“燈”、“燈籠”。我們現(xiàn)在的Andon系統(tǒng)不僅僅是“燈光”，而是一個(gè)聲光的、多重的、多媒體的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。它是一套專門為汽車生產(chǎn)、裝配線設(shè)計(jì)的信息管理和控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為汽車生產(chǎn)線完整的一部分，系統(tǒng)能夠收集生產(chǎn)線上有關(guān)設(shè)備及質(zhì)量管理的信息，加以處理后，控制分布于車間各處的燈光和聲音報(bào)警系統(tǒng)。Andon系統(tǒng)現(xiàn)已成為汽車行業(yè)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。在汽車四大工藝車間中的總裝、車身（焊裝）、涂裝中廣泛被使用。 　　質(zhì)量ANDON系統(tǒng)支持在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下、同步制造產(chǎn)品的原理，即采用在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)解決產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，而不是在產(chǎn)品制造的最后質(zhì)檢工序中解決產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題。質(zhì)量ANDON系統(tǒng)提示每一個(gè)操作員在其工位上完成產(chǎn)品制造的正確工序，防止將制造中的過(guò)失傳遞到下一工序。 　　質(zhì)量ANDON系統(tǒng)由可編程控制器為核心，通過(guò)PROFIBUS和AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線連接分布在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)傳感器、拉桿信號(hào)、ANDON顯示板而構(gòu)成。 　　質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)述如下： 　　· 在相應(yīng)的工位安裝拉桿/拉繩，操作員就近拉下拉桿/拉繩發(fā)出請(qǐng)求幫助信號(hào) 　　· 操作員請(qǐng)求幫助的的信息將顯示在車間特定區(qū)域的ANDON板上 　　· 對(duì)于每個(gè)工段播放特定的音樂(lè)，來(lái)提示本工段的幫助請(qǐng)求信息和其他質(zhì)量問(wèn)題 　　· 在車輛到達(dá)FPS之前，如果問(wèn)題還沒(méi)有解決，傳送鏈就會(huì)停在特定的位置。當(dāng)傳送鏈停下來(lái)的時(shí)候，播放“停線”音樂(lè)。車間可以選擇單一顏色或多種顏色的ANDON板。當(dāng)傳送鏈停下來(lái)的時(shí)候，單一顏色的ANDON板的某個(gè)區(qū)域會(huì)閃爍;而多色板則會(huì)變成紅色 　　· 生產(chǎn)線開(kāi)始工作之前（換班前，工間休息后，午飯后），系統(tǒng)會(huì)播放音樂(lè)一分鐘，提示車間的所有人員生產(chǎn)即將開(kāi)始 　　· 對(duì)于每一個(gè)拉桿/拉繩的I/O所對(duì)應(yīng)的ANDON板上的顯示位置和音樂(lè)曲調(diào)，系統(tǒng)提供柔性化的配置方法允許生產(chǎn)管理人員動(dòng)態(tài)完成配置 　　· 顯示各類計(jì)數(shù)器，如目標(biāo)產(chǎn)量、實(shí)際產(chǎn)量、趨勢(shì)計(jì)數(shù)器和停機(jī)時(shí)間 　　生產(chǎn)線上的Andon系統(tǒng)，允許操作者在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)得到幫助和支持，能夠用來(lái)幫助生產(chǎn)線上的工人在規(guī)定生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)、完成質(zhì)量可靠的汽車裝配任務(wù)。因此，Andon系統(tǒng)的主要功能就是完成生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量自動(dòng)化監(jiān)控。 3 解決方案 　　3.1 系統(tǒng)概述 　　我們?yōu)镾GM北盛每個(gè)車間設(shè)計(jì)的質(zhì)量ANDON系統(tǒng)都是相對(duì)獨(dú)立的，由以下四大部分組成： 　　1） 操作部分：在每個(gè)工位一般均設(shè)置有拉桿或按鈕盒，操作人員在需要時(shí)，通過(guò)它們發(fā)出信息，以便及時(shí)得到所希望的支持和幫助。 　　2） 顯示部分：為讓人們通過(guò)視覺(jué)了解發(fā)生的事件。一塊或幾塊Andon顯示牌能簡(jiǎn)單、直觀地反映事件信息。同時(shí)各工位的報(bào)警指示燈則表明了事件發(fā)生或有所需求之處的區(qū)域和具體位置。 　　3） 聲音部分：通過(guò)聲音或音樂(lè)，也可以了解到事件發(fā)生的大致地點(diǎn)、事件的類型、性質(zhì)和該誰(shuí)去處理事件等信息。另外還可以播放上下班、休息等輔助信息。 　　4） 記錄部分：對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的拉桿事件、設(shè)備事件、操作事件等進(jìn)行記錄，提供給管理人員作為分析、改進(jìn)、研究的依據(jù)。系統(tǒng)架構(gòu) 　　3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　3.2.1 總裝車間系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　總裝車間一共有內(nèi)飾線，底盤線和最終裝配線三條主線和內(nèi)飾分裝線、底盤分裝線等三條分裝線，每條主線由各自的機(jī)運(yùn)線控制器控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。我們?cè)诳傃b車間Andon系統(tǒng)在控制結(jié)構(gòu)上采用了分布式控制，主控制器使用美國(guó)通用電氣GEFanuc的9070系列大型PLC，向下以Profibus總線聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)Versamax從站（I/O站、音樂(lè)箱、質(zhì)量檢測(cè)臺(tái)）和條碼掃碼槍，向上通過(guò)以太網(wǎng)與上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相聯(lián)并向LED屏傳送顯示信息，從而構(gòu)成完整的Andon控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)Profibus總線傳送到主控PLC，PLC程序會(huì)根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的參數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行一系列處理，完成對(duì)Andon系統(tǒng)的邏輯控制。同時(shí)，在總裝車間一共有35個(gè)工位具有QCOS點(diǎn)，為了考慮柔性化控制的思想，我們采用AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線將分布在現(xiàn)場(chǎng)的QCOS點(diǎn)和PULLCORD接入到ANDON系統(tǒng)中。同時(shí)通過(guò)具有PROFIBUS接口的I/O模塊實(shí)現(xiàn)與機(jī)運(yùn)線的硬連接從而實(shí)現(xiàn)ANDON系統(tǒng)與機(jī)運(yùn)系統(tǒng)的互聯(lián)。 　　在總裝車間的3條主線的起始工位安裝300×400mm的單色LED文本顯示屏，用來(lái)顯示最近5輛車的車型信息。顯示屏通過(guò)以太網(wǎng)連接，LED屏通過(guò)以太網(wǎng)從AndonPLC中讀取車型信息將相關(guān)信息實(shí)時(shí)顯示在LED顯示屏上 　　3.2.2 油漆車間質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 　　經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，認(rèn)為可以充分利用現(xiàn)有油漆車間的質(zhì)量ANDON系統(tǒng)，即保留現(xiàn)有的所有現(xiàn)場(chǎng)按鈕盒，用VERSAMAXI/O模塊取代原有的FLEXI/O模塊，用LED顯示板替換所有的ANDON顯示板。以S9030控制器為核心，通過(guò)PROFIBUS總線與分布在現(xiàn)場(chǎng)的I/O模塊和音樂(lè)箱構(gòu)成ANDON系統(tǒng)。S9030控制器通過(guò)DH+-以太網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)與生產(chǎn)線PLC通訊，監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)采集并向生產(chǎn)管理人員提供ANDON系統(tǒng)的配置界面和報(bào)表。同時(shí),在油漆車間增加6個(gè)防爆按鈕，分別為中涂噴房2個(gè)、色漆噴房2個(gè)、清漆噴房2個(gè);另外需添加2個(gè)拉線開(kāi)關(guān)，分別為電泳打磨下線2個(gè)，增加2個(gè)光電開(kāi)關(guān)用于產(chǎn)量計(jì)數(shù)。 　　在油漆車間安裝4塊LED文本顯示屏，用來(lái)顯示產(chǎn)量信息，在噴房?jī)?nèi)的1塊需要與暗燈板分開(kāi)，其余3塊與暗燈為一體。LED屏通過(guò)以太網(wǎng)從AndonPLC中讀取產(chǎn)量信息將相關(guān)信息實(shí)時(shí)顯示在LED顯示屏上。 　　在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，一共9塊ANDON板和6個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O箱（用來(lái)連接現(xiàn)場(chǎng)的按鈕和驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)按鈕盒的燈）。所有的ANDON板盒現(xiàn)場(chǎng)I/O箱都是用REMOTEI/O總線連接，同時(shí)，老系統(tǒng)的ANDONPLC采用DH+網(wǎng)絡(luò)與機(jī)運(yùn)線的生產(chǎn)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 　　3.2.3 車身車間質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 　　車身車間一共有調(diào)整線&門蓋區(qū)域、底板&右側(cè)圍區(qū)域、總拼&左側(cè)圍區(qū)域三條線。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。我們?cè)贏ndon系統(tǒng)在控制結(jié)構(gòu)上采用了分布式控制，主控制器使用美國(guó)通用電氣GEFanuc的9070系列大型PLC，向下以Profibus總線聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)Versamax從站（I/O站、音樂(lè)箱），向上通過(guò)以太網(wǎng)與上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相聯(lián)并向LED屏傳送顯示信息，從而構(gòu)成完整的Andon控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)Profibus總線傳送到主控PLC，PLC程序會(huì)根據(jù)上位機(jī)設(shè)定的參數(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行一系列處理，完成對(duì)Andon系統(tǒng)的邏輯控制。現(xiàn)場(chǎng)一共有拉線開(kāi)關(guān)56個(gè)，我們考慮全部采用ASI總線，因此將所有的現(xiàn)有拉線開(kāi)關(guān)和相應(yīng)的控制信號(hào)線換成ASI總線。 　　3.2.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 　　3.3 系統(tǒng)功能 　　整個(gè)質(zhì)量ANDON系統(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)環(huán)境中，采用GEFanucCIMPLICITYPEHMI和CIMPLICITYSQLServer。 　　CIMPLICITYPEHMI是一套廣泛用于汽車行業(yè)的人機(jī)界面監(jiān)控軟件，可以采集現(xiàn)場(chǎng)控制器（如：PLC）或網(wǎng)絡(luò)中另一臺(tái)運(yùn)行CIMPLICITY軟件的計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)畫(huà)面和生產(chǎn)報(bào)表的形式顯示在屏幕上。 　　CIMPLICITYSQLServer是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MicrosoftSQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)軟件包，該軟件包負(fù)責(zé)管理登錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)記錄，并生成生產(chǎn)報(bào)表，供管理人員做進(jìn)一步的分析。 　　質(zhì)量ANDON系統(tǒng)提供了：用戶管理、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)配置、報(bào)表生成等一系列的功能。 　　系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)用軟件是基于CIMPLICITYPE開(kāi)發(fā)的典型的監(jiān)控軟件。它通過(guò)用戶圖形界面實(shí)時(shí)的顯示了質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括ANDON板的顯示、車型隊(duì)列顯示、報(bào)警信息等。 　　系統(tǒng)配置應(yīng)用軟件是基于Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)的軟件，通過(guò)它對(duì)ANDON系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行配置和更改，用戶可以對(duì)質(zhì)量暗燈、機(jī)運(yùn)鏈聯(lián)鎖等等進(jìn)行配置，指定相關(guān)的ANDON單元，質(zhì)量ANDON板上被點(diǎn)亮的區(qū)域，音樂(lè)曲調(diào)，以及輸入/輸出網(wǎng)絡(luò)地址等等。軟件提供口令保護(hù)，以預(yù)防未經(jīng)授權(quán)的用戶更改配置。 　　當(dāng)用戶需要更改質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的設(shè)置和相關(guān)參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)配置軟件能在線實(shí)時(shí)完成而不需要停線，這就給用戶帶來(lái)極大的方便，同時(shí)也體現(xiàn)了GEFANUC對(duì)質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的柔性化設(shè)計(jì)思想。 　　系統(tǒng)配置軟件提供了對(duì)以下功能的配置要求： 　　· 質(zhì)量拉桿配置 　　· 音樂(lè)箱配置 　　· 機(jī)運(yùn)鏈配置 　　· ANDON板配置 　　· 質(zhì)量操作臺(tái)配置 　　· 自動(dòng)事件配置 　　· 工具配置 　　· 工位配置 　　· 工具越位及復(fù)位配置 　　· 班次開(kāi)始及停止時(shí)間配置 　　友好的中文用戶界面使用戶能輕松完成以上配置。 4 實(shí)施結(jié)果 　　質(zhì)量ANDON系統(tǒng)的成功實(shí)施，通過(guò)其獨(dú)特的聲光系統(tǒng)、停線方式、物料系統(tǒng)及BYPASS功能實(shí)現(xiàn)WIP（Work-In-Process）：在本工作站中修理而不是末端修理以保證整車質(zhì)量，大大提高了上海通用汽車有限公司北盛基地總裝、車身及油漆車間的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)線的停線時(shí)間;同時(shí)通過(guò)所收集的大量生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，為分析生產(chǎn)瓶頸和制定相應(yīng)的解決方案提供了有力的支持和幫助。從而使上海通用汽車有限公司北盛基地對(duì)車間設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的管理能力躍升到一個(gè)嶄新的階段。