本發(fā)明涉及汽車制造和信息管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性系統(tǒng)及管理方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前利用先進(jìn)的自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)，對制造過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少對資源消耗是所有制造業(yè)的大趨勢。同時隨著世界制造業(yè)的更新?lián)Q代，傳統(tǒng)人工由于技術(shù)缺乏，無法完成更高質(zhì)量，更高級別的加工任務(wù)，正在慢慢地被數(shù)字化的設(shè)備所取代。如何使數(shù)字化的制造橫向貫穿工廠的業(yè)務(wù)流程，并與生產(chǎn)現(xiàn)場的各種異構(gòu)的數(shù)據(jù)源實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和信息傳輸，將執(zhí)行情況反饋給相應(yīng)部門及單位，形成一個閉環(huán)的生產(chǎn)信息流傳輸過程，為生產(chǎn)管理人員和決策者呈現(xiàn)一個真實的生產(chǎn)過程，搭建一個從辦公室到生產(chǎn)現(xiàn)場的綠色通道，從而在第一時間下達(dá)指導(dǎo)生產(chǎn)的正確指令顯得尤為重要。

企業(yè)目前存在sap(systemapplicationsandproducts)、mrp(materialrequirementplanning)、dcs(distributedcontrolsystem)、srm(supplierrelationshipmanagement)等著多套信息管理系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)大都相互獨立，每個系統(tǒng)中都存在著重要的信息資源，各系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)無法得到及時的共享，企業(yè)的信息流沒有完全打通。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性系統(tǒng)及管理方法，通過生產(chǎn)制造現(xiàn)場控制數(shù)據(jù)，三維仿真模型以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集三者聯(lián)立互通，同時通過與外部管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連通實現(xiàn)企業(yè)的信息流的完全打通，有效縮短總裝車間的生產(chǎn)制造預(yù)備時間，提高總裝車間工藝規(guī)劃的效率和質(zhì)量。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明一方面提供一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性系統(tǒng)，包括：信息集成單元，計劃管理單元，生產(chǎn)控制單元，設(shè)備管理單元，生產(chǎn)過程管理單元，物料配送管理單元，信息展示單元；

所述信息集成單元一方面與系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)庫或服務(wù)器進(jìn)行通信，獲取生產(chǎn)計劃、bom和/或成本收集器數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給計劃管理單元；另一方面與現(xiàn)場生產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行通信，用于采集生產(chǎn)過程中各設(shè)備狀態(tài)信息并將其發(fā)送給生產(chǎn)控制單元、設(shè)備管理單元和生產(chǎn)過程管理單元；

所述計劃管理單元收到生產(chǎn)計劃后，根據(jù)車型、焊裝線產(chǎn)能、資源分配情況對計劃進(jìn)行分解，形成一個虛擬的待上線車身隊列，其車身數(shù)量與焊裝線的固化數(shù)量保持一致；

所述生產(chǎn)控制單元與計劃管理單元連接，用于根據(jù)分解后的生產(chǎn)計劃進(jìn)行生產(chǎn)隊列控制、車輛路由控制；

所述設(shè)備管理單元與現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備的控制系統(tǒng)通信，用于根據(jù)計劃管理單元分解生產(chǎn)計劃得到的上線隊列信息、車身信息按照標(biāo)準(zhǔn)的通信格式傳送給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化操作；

所述生成過程管理單元用于實現(xiàn)基于現(xiàn)場實時信息的產(chǎn)品生產(chǎn)過程跟蹤、裝配線各工位生成節(jié)拍計算、裝配線生產(chǎn)跟蹤信息的發(fā)布和產(chǎn)量統(tǒng)計及生產(chǎn)效率統(tǒng)計，包括：根據(jù)生產(chǎn)區(qū)間的不同，系統(tǒng)在建模時配置的分布在現(xiàn)場的多個控制點，多個所述控制點存在上下游關(guān)系和生產(chǎn)路徑，用于確保現(xiàn)場掃描車身時不會出現(xiàn)由于錯掃而發(fā)生隊列持續(xù)錯誤，并用于對車身狀態(tài)校驗，維護(hù)生產(chǎn)隊列的前后一致性；

所述物料配送管理單元與計劃管理單元連接，通過對生產(chǎn)計劃、車身隊列和車身類型的監(jiān)控和識別，獲取車輛生產(chǎn)過程中所需的物料信息并將其傳遞給物料系統(tǒng)；

所述信息展示單元與生產(chǎn)控制單元、設(shè)備管理單元、生成過程管理單元和物料配送管理單元連接，采集生產(chǎn)制造過程中的計劃、生產(chǎn)、質(zhì)量和物料信息，獲取實時和歷史數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)報表以及分析圖表用于展示。

基于上述系統(tǒng)，本發(fā)明另一方面提供一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性管理方法，包括以下步驟：

s1，對工廠進(jìn)行三維建模，對工廠的生產(chǎn)要素進(jìn)行測繪以ug形成三維仿真模型；構(gòu)建工藝線，完成工藝定義、零部件分配、裝配順序、部件規(guī)劃、工時計算、操作平衡、以及裝配驗證；

s2，配置設(shè)備操作終端以及數(shù)據(jù)采集裝置，設(shè)立生產(chǎn)線控制點；所述設(shè)備操作終端、數(shù)據(jù)采集裝置與三維仿真模型進(jìn)行三方聯(lián)立，保證系統(tǒng)運作中三者處于聯(lián)動狀態(tài)；

s3，從sap、mps、dcs、srm系統(tǒng)中獲取生產(chǎn)計劃，并根據(jù)車型、焊裝線產(chǎn)能、資源分配情況對計劃進(jìn)行分解，形成一個虛擬的待上線車身隊列，其車身數(shù)量與焊裝線的固化數(shù)量保持一致；

s4，通過對生產(chǎn)計劃、車身隊列和車身類型的監(jiān)控和識別，獲取車輛生產(chǎn)過程中所需的物料信息并將其傳遞給物料系統(tǒng)，物料系統(tǒng)根據(jù)物料信息向各生產(chǎn)線配送物料；

s5，根據(jù)生產(chǎn)線控制點的數(shù)據(jù)采集分析，對生產(chǎn)過程進(jìn)行質(zhì)量、設(shè)備以及工藝進(jìn)行管理，并用數(shù)據(jù)庫處理仿真過程中的信息流，為用戶提供決策時所需的相關(guān)數(shù)據(jù)與資料。

本發(fā)明的有益效果是：

1、能夠讓用戶通過可視化界面更清楚的看到生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)。

2、可以讓整個生產(chǎn)過程通過仿真的方法呈現(xiàn)給用戶。

3、能夠從上端控制生產(chǎn)的每個部分。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)中質(zhì)量管理單元結(jié)構(gòu)框圖

圖3為本發(fā)明提供的一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性管理方法流程圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：信息集成單元1，計劃管理單元2，生產(chǎn)控制單元3，設(shè)備管理單元4，生產(chǎn)過程管理單元5，物料配送管理單元6，信息展示單元7；

所述信息集成單元1一方面與系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)庫或服務(wù)器進(jìn)行通信，獲取生產(chǎn)計劃、bom和/或成本收集器數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給計劃管理單元2；另一方面與現(xiàn)場生產(chǎn)線設(shè)備進(jìn)行通信，用于采集生產(chǎn)過程中各設(shè)備狀態(tài)信息并將其發(fā)送給生產(chǎn)控制單元3、設(shè)備管理單元4和生產(chǎn)過程管理單元5；

企業(yè)目前存在sap、mrp、dcs、srm等著多套信息管理系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)大都相互獨立，每個系統(tǒng)中都存在著重要的信息資源，各系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)無法得到及時的共享，企業(yè)的信息流沒有完全打通。這樣就催生了企業(yè)應(yīng)用集成(eai)的應(yīng)用，通過eai來疏通企業(yè)的信息流，把分散的系統(tǒng)整合起來，形成打破信息系統(tǒng)的孤島。在制造數(shù)字化柔性系統(tǒng)項目中，通過使用數(shù)字化柔性系統(tǒng)的企業(yè)連接器(enterpriseconnector)和biztalkserver實現(xiàn)了對包括sap、mps、dcs、srm和第三方檢測系統(tǒng)等數(shù)據(jù)源和制造數(shù)字化柔性系統(tǒng)的無縫銜接。信息流分向為接收和發(fā)送兩個方向。

接收的信息：

生產(chǎn)計劃信息－從mrp系統(tǒng)中獲取各個整車廠焊裝線的周上線計劃，計劃包含了車型、批次信息、上線順序、整車物料編號、計劃開始時間等，以及整車入庫計劃等。

產(chǎn)品定義信息－從sap系統(tǒng)中實時獲取每條計劃包含車型的物料清單bom。

成本收集器－從sap系統(tǒng)獲取用于成本結(jié)算的物料信息，在整車總裝完成后通過和成本收集器的校驗，把結(jié)算物料統(tǒng)計后上傳回sap用于財務(wù)結(jié)算。

產(chǎn)品定義信息－從sap和mrp系統(tǒng)獲取每種整車物料類型對應(yīng)的焊裝物料號和涂裝物料號，根據(jù)焊裝、涂裝物料信息獲取在相應(yīng)制造工位的生產(chǎn)指導(dǎo)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)字典信息－包括了產(chǎn)生vin號碼的集成數(shù)據(jù)、顏色編碼、裝配配置表、合格證配置數(shù)據(jù)等。

存儲區(qū)隊列信息－wbs和pbs每個道次的車輛排序信息和車輛路由信息。

發(fā)送的信息：計劃執(zhí)行信息－每個上線計劃的車身上線情況、完工情況，計劃執(zhí)行進(jìn)度，細(xì)化到每臺車身的狀態(tài)信息。

車身隊列信息－從焊裝上線到總裝下線的全流程車身隊列信息，包括每條旱裝線、百車身存儲區(qū)、調(diào)撥區(qū)、返修區(qū)、涂裝線、油漆車身存儲區(qū)、總裝線、檢測線等物理空間的實時和歷史車身隊列，以及車身在每個工位的制造信息。

生產(chǎn)能力信息－集成了現(xiàn)場設(shè)備和機(jī)運鏈的運行狀態(tài)，各個暫存區(qū)的車身數(shù)量，各條產(chǎn)線的加工能力、原材料消耗和總體性能信息。

產(chǎn)品質(zhì)量信息－從焊裝開始就對發(fā)生異常情況的車身進(jìn)行全流程跟蹤，對引起的原因進(jìn)行收集、統(tǒng)計和分析，并通過和檢測系統(tǒng)的接口獲取每輛車的檢測數(shù)據(jù)和合格證打印系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)合格證、免檢單的自動打印。

所述計劃管理單元2收到生產(chǎn)計劃后，根據(jù)車型、焊裝線產(chǎn)能、資源分配情況對計劃進(jìn)行分解，形成一個虛擬的待上線車身隊列，其車身數(shù)量與焊裝線的固化數(shù)量保持一致；

由于大部分生產(chǎn)線都是混流模式生產(chǎn)，如果后續(xù)制造工位不能提前獲取上線車身隊列信息，經(jīng)常出現(xiàn)缺件、誤操作等情況，給生產(chǎn)帶來很大的波動，很難實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)。系統(tǒng)接收到生產(chǎn)計劃后，根據(jù)車型、旱裝線產(chǎn)能、資源分配情況對計劃進(jìn)行分解，形成一個虛擬的待上線車身隊列，其車身數(shù)量與旱裝線的固化數(shù)量保持一致，旱裝線必須按照這個隊列的前后順序進(jìn)行車身上線操作。這樣車間生產(chǎn)人員就可預(yù)知將要生產(chǎn)什么類型的車，需要準(zhǔn)備哪些物料，車身大概在什么時候能夠到達(dá)。同時，生產(chǎn)調(diào)度人員也可以根據(jù)現(xiàn)場情況對計劃進(jìn)行干預(yù)，比如調(diào)整計劃的優(yōu)先級別，插入緊急計劃，計劃狀態(tài)修改等操作。

所述生產(chǎn)控制單元3與計劃管理單元1連接，用于根據(jù)分解后的生產(chǎn)計劃進(jìn)行生產(chǎn)隊列控制、車輛路由控制；

生產(chǎn)隊列控制具體指：當(dāng)每臺車身經(jīng)過關(guān)鍵的控制節(jié)點時，系統(tǒng)都會進(jìn)行記錄，當(dāng)車身出現(xiàn)異常情況需要抬出生產(chǎn)隊列時，將此車身從系統(tǒng)隊列移出，當(dāng)車身需要重新歸隊的時候，把車身插入相應(yīng)的位置，保證系統(tǒng)隊列和實際隊列一致；系統(tǒng)根據(jù)車身信息自動判別是否已經(jīng)經(jīng)過某個安裝工位，若再次經(jīng)過此工位時，系統(tǒng)會提示現(xiàn)場人員不需要進(jìn)行操作，當(dāng)?shù)竭_(dá)第一個未安裝工位時，系統(tǒng)會把此車身當(dāng)成正常車身，提示現(xiàn)場人員進(jìn)行整車操作。

為了能夠充分利用制造資源，提高投資回報率和生產(chǎn)效率，不同整車廠的車身允許調(diào)撥到其他整車廠進(jìn)行噴吐、總裝。目前存在著大量的車輛調(diào)撥業(yè)務(wù)，在沒有制造數(shù)字化柔性系統(tǒng)之前，簡單的靠人工駁運經(jīng)常出現(xiàn)錯拉、出入不平現(xiàn)象發(fā)生。制造數(shù)字化柔性系統(tǒng)中，可以靈活的配置車輛生產(chǎn)路徑，在每個控制點，系統(tǒng)會根據(jù)車型、當(dāng)前車身狀態(tài)提示用戶該車身允許的去向。調(diào)度人員也可根據(jù)從系統(tǒng)中統(tǒng)計的現(xiàn)場情況為每臺車身定義去向，這樣，生產(chǎn)就嚴(yán)格按照配置的路由規(guī)則執(zhí)行，同時監(jiān)控到每個生產(chǎn)區(qū)域的車輛明細(xì)情況。

所述設(shè)備管理單元4與現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備的控制系統(tǒng)通信，用于根據(jù)計劃管理單元2分解生產(chǎn)計劃得到的上線隊列信息、車身信息按照標(biāo)準(zhǔn)的通信格式傳送給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化操作；包括對打號機(jī)、噴涂機(jī)器人、配置表打印機(jī)、銘牌打印設(shè)備、合格證打印設(shè)備等系統(tǒng)的自動控制。降低了現(xiàn)場人員的勞動強度，同時避免了一些人為因素造成的誤操作。

所述生成過程管理單元5用于實現(xiàn)基于現(xiàn)場實時信息的產(chǎn)品生產(chǎn)過程跟蹤、裝配線各工位生成節(jié)拍計算、裝配線生產(chǎn)跟蹤信息的發(fā)布和產(chǎn)量統(tǒng)計及生產(chǎn)效率統(tǒng)計，包括：根據(jù)生產(chǎn)區(qū)間的不同，系統(tǒng)在建模時配置的分布在現(xiàn)場的多個控制點，多個所述控制點存在上下游關(guān)系和生產(chǎn)路徑，用于確保現(xiàn)場掃描車身時不會出現(xiàn)由于錯掃而發(fā)生隊列持續(xù)錯誤，并用于對車身狀態(tài)校驗，維護(hù)生產(chǎn)隊列的前后一致性；

所述物料配送管理單元6與計劃管理單元1連接，通過對生產(chǎn)計劃、車身隊列和車身類型的監(jiān)控和識別，獲取車輛生產(chǎn)過程中所需的物料信息并將其傳遞給物料系統(tǒng)；

對于混線生產(chǎn)，一方面生產(chǎn)具有連續(xù)性，另外需要物料種類多，對物料的配送要求非常高，為了減少物料的中間庫存數(shù)量，降低資金占用率，必須實現(xiàn)物料供應(yīng)的精確配送，要求在準(zhǔn)確的時間、把準(zhǔn)確數(shù)量的物料送達(dá)正確的安裝工位，通過對生產(chǎn)隊列和車身類型的監(jiān)控和識別，及時把要料信息傳遞給物流系統(tǒng)，實現(xiàn)物料精確配送。另外發(fā)動機(jī)和變速箱廠、分裝工位需要按照實際的車身隊列進(jìn)行組織生產(chǎn)，系統(tǒng)把車身隊列和對應(yīng)的發(fā)動機(jī)、變速箱型號等信息按照隊列順序傳遞給發(fā)動機(jī)、變速箱廠以及分裝工位，實現(xiàn)不同產(chǎn)線和工位的協(xié)同生產(chǎn)。

所述信息展示單元7與生產(chǎn)控制單元3、設(shè)備管理單元4、生成過程管理單元5和物料配送管理單元6連接，采集生產(chǎn)制造過程中的計劃、生產(chǎn)、質(zhì)量和物料信息，獲取實時和歷史數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)報表以及分析圖表用于展示。

該系統(tǒng)還包括質(zhì)量管理單元8，如圖2所示，所述質(zhì)量管理單元8包括質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)采集模塊81、關(guān)鍵零部件信息采集模塊82、裝配質(zhì)量信息采集模塊83、質(zhì)量數(shù)據(jù)追溯模塊84、防錯漏裝管理模塊85和產(chǎn)品檔案管理模塊86；

如圖3所示，本發(fā)明另一方面提供一種用于汽車制造的數(shù)字化柔性管理方法，包括以下步驟：

s1，對工廠進(jìn)行三維建模，對工廠的生產(chǎn)要素進(jìn)行測繪以ug形成三維仿真模型；構(gòu)建工藝線，完成工藝定義、零部件分配、裝配順序、部件規(guī)劃、工時計算、操作平衡、以及裝配驗證；

s2，配置設(shè)備操作終端以及數(shù)據(jù)采集裝置，設(shè)立生產(chǎn)線控制點；所述設(shè)備操作終端、數(shù)據(jù)采集裝置與三維仿真模型進(jìn)行三方聯(lián)立，保證系統(tǒng)運作中三者處于聯(lián)動狀態(tài)；所述的設(shè)備操作終端包括pad、觸摸屏或pc終端，步驟s2中所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)口、用于非數(shù)控設(shè)備數(shù)據(jù)采集的電流傳感器和計數(shù)器。

s3，從sap、mps、dcs、srm系統(tǒng)中獲取生產(chǎn)計劃，并根據(jù)車型、焊裝線產(chǎn)能、資源分配情況對計劃進(jìn)行分解，形成一個虛擬的待上線車身隊列，其車身數(shù)量與焊裝線的固化數(shù)量保持一致；

s4，通過對生產(chǎn)計劃、車身隊列和車身類型的監(jiān)控和識別，獲取車輛生產(chǎn)過程中所需的物料信息并將其傳遞給物料系統(tǒng)，物料系統(tǒng)根據(jù)物料信息向各生產(chǎn)線配送物料；

s5，根據(jù)生產(chǎn)線控制點的數(shù)據(jù)采集分析，對生產(chǎn)過程進(jìn)行質(zhì)量、設(shè)備以及工藝進(jìn)行管理，并用數(shù)據(jù)庫處理仿真過程中的信息流，為用戶提供決策時所需的相關(guān)數(shù)據(jù)與資料。

目前汽車產(chǎn)品越來越復(fù)雜，不但零件的外形多樣，且產(chǎn)品中包含的零件個數(shù)非常多，零件之間的裝配關(guān)系復(fù)雜，而生產(chǎn)設(shè)備日益趨向復(fù)雜和昂貴，總裝車間設(shè)備的布局和配置是否適應(yīng)現(xiàn)有和后期產(chǎn)品，都將直接影響公司利益。為了縮短總裝車間的生產(chǎn)制造預(yù)備時間，提高總裝車間工藝規(guī)劃的效率和質(zhì)量，盡早發(fā)現(xiàn)和減少總裝的生產(chǎn)制造中的錯誤，加快新車型上市，應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)是最好的解決方案。

說明書中未闡述的部分均為現(xiàn)有技術(shù)或公知常識。本實施例僅用于說明該發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員對于本發(fā)明所做的等價置換等修改均認(rèn)為是落入該發(fā)明權(quán)利要求書所保護(hù)范圍內(nèi)。