基于MES系统的汽车车门线精益模型分析

史云斌

摘 要 为了提高汽车车门线设计和制造的精益水平，提出一种基于制造执行系统（Manufacturing Execution System， MES）的汽车车门线精益模型设计方法，构建汽车车门线精益设计的生产信息化管理系统，结合车门线的底层数据分析结构，通过对车门线的项目看板管理和生产过程控制，运用车间作业现场控制实现车门线精益加工设计，基于MES系统对车门线设计和加工过程中的PLC程控器、数据采集器和机械手等装置进行车间控制和车间调度，实现汽车车门线的精益制造。仿真实验表明，采用该模型进行汽车车门线制造，精益程度较高，设计的工艺化水平更好。

关键词 MES系统 汽车 车门线 精益模型

一、引言

随着汽车制造工业的发展，对汽车的生产制造工艺提出了更好的要求，对汽车的流线型设计是提高汽车制造和设计水平的关键。汽车的车门线设计和制造是汽车流线型制造设计的重要组成部分，车门线影响了汽车的美观和防水等功能，需要对车门线进行精益设计，在精准、可靠、全面、可行的制造协同管理平台下进行汽车车门线的流线型设计，提高汽车的加工和制造水平。[1]汽车车门线的精益制造模型成为机械设计与制造领域研究的重点，相关的精益模型系统设计方法研究受到人们的极大重视。传统方法中，对汽车车门线的精益制造方法主要采用CIMS、ERP、SCM等系统设计方法，[2]侧重在车间作业计划中执行加工控制，通过滚齿机滚削、平移、分割工序的进行车门线加工，取得了一定的车门线精益制造的效果，但对车门线精益制造的智能化水平不好，影响了而汽车加工精度与生产效率。对此，本文提出一种基于制造执行系统（Manufacturing Execution System， MES）的汽车车门线精益模型设计方法，对车门线设计和加工过程中的PLC程控器、数据采集器和机械手等装置进行车间控制和车间调度，实现汽车车门线加工制造的精益模型优化，最后进行车门线精益加工的测试分析，展示了本文模型在提高汽车制造工艺方面的优越性能。

二、汽车车门线制造的MES系统

为了实现对的汽车车门线精益模型优化，采用MES系统构建汽车制造企业的生产过程执行管理平台，采用嵌入式的Boot loader驱动模块构建汽车车门线制造MES系统的程序驱动模块，采用开源代码交互性设计方法进行汽车车门线高的制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理。在MES功能组件和集成模型中，通过大数据信息融合处理方法，对汽车车门线进行的工艺参数进行信息加工，构造MRPII的执行层，实现对汽车车门线精益设计的信息访问和车间控制。[3]在工业自动化信息终端，通过CIMS信息集成方法进行汽车生产车间的智能化管理，在生产车间装载一张电子标签卡，进行汽车车门线设计的参量调整。利用汽车工厂制造执行系统MES进行精益化加工生产，添加IP-PBX服务器构建汽车车门线精益制造管理的Web网络系统模型，提高产品的质量和提高服务质量。在嵌入式Open Core内核中建立异构网、移动通信网进行汽车车门线的智能识别和信息采集，实现高能效、精准、可靠的精益制造，构造MES的主控模块，采用嵌入式的驱动程序进行汽车车门线的智能识别和加工参数优化，在人机交互单元，通过C/S 和 B/S 模式相结合的方法在输出接口中进行机械手智能控制，实现生产过程的智能化和信息化管理，根据上述设计原理，得到本文构造的基于MES系统的汽车车门线精益模型的总体结构如图1所示。

在图1所示的车门线精益制造模型的总体结构中，主控模块是关键，采用嵌入式控制技术，使用ATMEGA16L芯片进行车门线加工过程的DSP控制，通过MES系统进行车门线加工制造工业的在线显示、分析和管理。[4]基于大数据分析和信息融合方法进行加工工艺参数的自适应调整和自镇定性控制，在汽车车门线精益制造模型中采用开源代码交互性设计方法，从而缩减汽车制造和车门线设计的控制延时。MES系统的外围总线的传输频率为180 MHz，在MES系统的输出层通过3D打印技术进行车门线设计的三维信息重构，可进行图片、视频、车门线多维数据的三维重构和信息识别，由此构建了汽车车门线制造的MES系统的总体结构模型，进而进行车门线精益模型MES系统的模块化设计和软件开发。

三、模型优化设计

在上述进行了车门线制造的MES系统的总体结构设计和功能结构组成分析的基础上，进行汽车车门线模型的优化设计，基于嵌入式服务结构的ARM（Advanced RISC Machine）模型，进行汽车车门线精益控制的异步传输标准接口、存储接口设计，本文提出一种基于制造执行系统的汽车车门线精益模型设计方法，构建汽车车门线精益设计的生产信息化管理系统，结合车门线的底层数据分析结构，车门线制造的工艺结构采用二进制总线设计方法，采用两线式串行总线标准实现IC器件之间连接，IIC总线上每传输一个汽车车门线设计标准的导向数据，应答信号（ACK）根据实际情况做出是否继续的反应，结合ZLG7290控制方式编写总线控制程序为：

statffdv int scv2440_adc_opcfdn（strvfct inbyn *inode， stbvfct fivcf *fcfp）

static incdt s3c24cdvf0_afvc_relefse（strugjt icfvode *inovfe， stvfghct file *filp）

static ssize_t s3c2vfhb40_adc_rfad（struvfgct fvgbe *filp， char *vghnfer， sizvgfe_t vfbvfnt， lodf_t *ppos）

通过对车门线的项目看板管理和生产过程控制，车门线的项目看板管键值寄存器（Key）：地址01H，复位值00H，对MES系统的ZLG7290执行初始化操作之后，函数ZLG7290_GetKey（ ）发出中断响应，使用26个基本命令和8个专用命令进行汽车车门线设计过程中的系统参数及加工工艺参数的调节，根据汽车车门线加工的滚齿机滚削振动特性，进行工艺参数、汽车车门线的Euler-Bernoulli 梁轴向法加工。[5，6]在接近安全允量的条件下，基于MES系统对车门线的使用材料和切削速度匹配调整。在Linux下设置SDICON寄存器进行车门线精益制造的标志位设置，清除SDICmdSta命令类型标志位，在总线数据传输模式下，通过MES系统使得汽车生产系统的程序驱动及信息配对。在汽车车门线的加工进刀轨迹中，采用DatFin标志位设定汽车车门轨迹线分布的SDIDTimer状态位，构建寄存器进行缓存数据存储，采用MES系统进行计划执行程序控制，在中断标识位中设置timeout周期，通过4G和WIFI网络进行数据传输，在控制中心中对汽车车门线设计和制造的PC程控器、数据采集器和机械手等装置进行集成控制，在车间中完成生产流水线调度，在车门线设计和制造中实施企业敏捷制造戰略，帮助汽车生产企业减低成本、优化制造水平，优化面向车间层的生产管理技术，由此完成了基于MES系统的汽车车门线精益模型优化。

四、实验验证分析

为了测试本文设计的MES系统在实现汽车车门线精益设计中的应用性能，进行实证分析，采用Matlab仿真实验分析方法，构建汽车车门线精益制造的信息化管理控制模型，在集成的MES系统中实现汽车车门线设计和加工过程的上层事务处理和下层实时控制，在资源控制端口（port），由ast_sip_config类函数提供会话界面，进行MES系统的人机交互和数据通信，根据输出的MES参量反馈信息进行汽车车门线制造的工艺参数优化。根据上述仿真条件设定，进行实验分析，图2给出了采用本文模型和传统模型进行汽车车门线加工的精益程度对比结果，分析得知，采用本文系统进行汽车车门线设计和制造，车门线制造的精益程度得到提高，具有较好的汽车车门线加工优化控制性能。

五、结语

本文研究了汽车车门线设计制造的精益控制优化问题，提出一种基于制造执行系统MES的汽车车门线精益模型设计方法，构建汽车车门线精益设计的生产信息化管理系统，通过对车门线的项目看板管理和生产过程控制，结合车间作業现场控制实现车门线精益加工设计，进行车间控制和车间调度，实现汽车车门线的精益制造。分析得知，采用该模型进行汽车车门线制造，精益程度较高，设计的工艺化水平更好，具有较高的应用价值。

（作者单位为杭州职业技术学院）

参考文献

[1] 安慰宁，张福民，吴翰钟，曲兴华.一种基于飞秒光频梳频域干涉的绝对测距方法[J].仪器仪表学报，2014，35（11）：2458-2465.

[2] 陆兴华，甄汉健，段五星.嵌入式多模控制系统的容错性控制器设计[J].机械与电子，2016，34（4）：62-65.

[3] 刘惊雷. CP-nets及其表达能力研究[J].自动化学报，2011，37（3）：290-302.

[4] ZHANG Ming，CHEN Wen，CHEN Liu-wei，et al . Photorefractive long period waveguide grating filter in lithium niobate strip waveguide[J]. Optical and Quantum Electronics， 2014（46）：1529-1538.

[5] HAO H . Multi component LFM signal detection and parameter estimation based on EEMD-FRFT[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics，2013，124（23）：6093-6096.

[6] GOVONI M A，LI H，KOSINSKI J A . Range-Doppler resolution of the linear-FM noise radar waveform[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems，2013，49（1）：658-664.