GE Proficy在陕西法士特变速箱组装生产线上的应用

• 摘要：陕西法士特是中国最大的重型变速器生产基地和齿轮出口基地。变速器的年产销量位居世界单厂之冠。为了适应高速发展的需求，法士特公司决定投资新建一条变速箱组装生产线......

应用

陕西法士特齿轮有限责任公司是中国最大的重型变速器生产基地和齿轮出口基地。单厂年产量位居世界之冠。重型变速器为国内40 多个厂家的上千种车型配套，在15 吨以上重型汽车市场的占有率高达90%以上。为了适应高速发展的汽车行业需求，法士特公司决定投资新建一条变速箱组装生产线，生产引进美国技术的多种变速器。在新生产线上，为了提高组装管理的效率和可靠性，AMS（计算机组装管理系统）将成为其唯一的组装操作管理系统。

要求

整个新生产线的建造和组装管理系统的构建均由国内著名的组装线系统提供商中科院沈阳自动化所完成，其中的核心部分组装管理系统要求实现对全厂2000 多种产品和相关材料表的管理、计划的下发、分解、跟踪、统计和现场组作管理等多项制造执行系统MES的功能，同时工艺跟踪、废品管理、生产意外处理均成为其必需的要求。考虑到系统对灵活性、实时性、功能性等多方需求，沈阳自动化所在经过初期调研和讨论后，在系统核心全面采用了 GEProficy 生产管理暨MES 软件平台，从数据采集到 MES 的核心应用开发均采用了GEProficy 的不同软件模块。

作为一个典型的 MES 系统，此组装管理系统需要向上连接公司的 ERP Oracle系统，获得如生产计划信息，横向需要连接生产工艺系统信息如产品和材料表，工艺规格等；向下需要直接连接生产线的生产系统，包括了 PLC、质量检测、条码系统和变速箱载体控制系统。在项目中，通过使用了GEProficy iFIX 很好地完成了各种信息集成的工作。

解决方案

1. 系统架构

通过对需求和工艺操作的过程分析， 沈阳自动化所的项目人员在GE 的资深 MES 顾问协助下设计了系统的详细功能和实施办法。其基本的解决方案包括下面的网络架构：上述系统中，绿线部分是AMES 组装管理系统的范围，包括了二十几台在生产现场的操作站 PC，在中心控制室的管理 PC 和 2 台系统服务器承担着应用服务和实时数据库的功能， 服务器上分别运行有 Plant Applications MES 应用软件和 Historian 生产数据库等 GE Proficy 软件。通过Proficy iFIX 的实时数据采集以工业标准的 OPC 方式连接了质量检测系统，负责变速箱载体的 AGV小车控制系统并直接连接防错控制的 PLC。同时，系统在部分特定的功能点也配备了计算机操作站，如在车间物料管理点和包装站。在生产线的开始和结束点，系统均配备了条码扫描设备，并可以将信息直接录入到数据库中。

2. 系统功能

系统实施的功能贯穿了生产计划的接收、分解、执行、管理直至成品的全流程，主要功能面向于生产计划、物料、现场操作指导、生产性能评估、工艺管理等多个功能区域。

● 生产计划　

系统从外部导入主生产计划，经过系统内部的处理和业务规则分解，将计划分解为详细的批次。计划在执行过程中，系统将自动对组装产品进行统计，实时监视生产计划的偏差和完成状态。 实时监视的计划信息包括了产品号， 计划状态，批次计划和相关的主计划号，时间，数量等多种信息。计划管理员可以通过客户端手工天加紧急插入计划，对计划量进行修改等操作。

● 物料配送

生产物料管理从物料准备开始，每种型号的产品材料表事先导入系统模型。 根据主计划，系统产生物料需求单，由车间备料。 而通过批次计划的生成， 系统可以打印物料配送单，让车间的物料管理员根据每个工位的计划和材料表清单进行送料。 系统在生产过程中实时进行物料消耗的统计。系统对每个组装工位的料架物料均进行管理，当物料消耗低于安全库存线时，系统将产生报警信息，提示车间物料管理人员进行物料配送。

● 废品管理

系统同时提供废品管理功能作为物料管理的一部分。 当发生废品后，可以及时通知管理员补料。

● 生产现场管理

现场的每个组装站均配备组装计算机，不仅可进行 AMES的生产管理功能，同时可以显示各种报警信息，组装指令， 组装图等。 通过操作员界面还可以进行组装异常显示，完工报告，装配工艺指令显示，生产班组和人员信息，计划信息，组装件零件信息等。

● 产品及工艺管理

整个MES 生产管理功能的实现是建立在工厂模型和产品模型的基础上。所有的生产对象，包括各组装工位，料架，质量检测站，所有的产品型号，相关属性，材料组成和工艺规格等均通过GE Proficy Plant Applications MES软件建立数字化模型，通过内部的各种生产事件和模型进行实时管理。而这些产品和生产规格的定义正是质量跟踪和报告的基础。

● 防错控制

系统设计上通过物料管理中的位置信息结合当前的计划和产品，将正确的产品和物料信息传递给 PLC，当操作员未能根据给定顺序位置进行部件操作时，PLC 将控制智能料架进行报警和锁定控制。

● 组装历史跟踪

通过GE Proficy的谱系跟踪模块结合 AGV 车和条码信息， 系统可以对每台变速箱的组装历史， 组装过程，每个组装工位的参数和检测数据，部件信息进行全方位的跟踪。同时，通过实时信息的采集，也可以明确在制品的信息。

● 生产报表

通过Proficy Historian数据库中的实时生产数据存储，系统可以对生产统计进行自动报告生成，包括了班报表、日报表、月报表、产品组装历史等。

益处

通过 AMES 的实施，法士特齿轮在新生产线的计算机管理水平达到了一个新的高度。同时，沈阳自动化所在系统实施和投运过程中显示出来的技术水准和GE Proficy软件系统的能力保证了系统的功能性和操作性。此系统使法士特新线的生产执行准确性，物料管理的有效性，质量跟踪，废品管理和车间现场操作的管理均有了跨越性的提高。系统验收后，多次受到国内外领导人物的参观和好评， 这不仅巩固了其国内重型变速箱生产的龙头地位，同时其生产线的计算机组装管理也达到了国际水平。