智能化汽车零部件制造执行系统研究及应用

陆彬

博西华电器(江苏)有限公司 江苏省南京市 210046

1 引言

随着国内科技的发展，美国AMR公司提出了制造执行系统的概念，这种执行系统能够为汽车零器件制造生产中出现的数据收集困难、器械通讯能力较弱、安装工程缺乏秩序化和零件质量追溯难等问题进行有效解决，同时能够确保汽车零部件制造车间拥有较好的工作效率，为智能化汽车零部件制造行业提供良好的技术支持，推动现代汽车零部件制造业的内部改革与发展经营。本文基于此展开研究，对制造执行系统相关的知识展开研究，最终提出智能化汽车零部件制造执行系统的应用，希望能对相关人员提供参考性帮助。

2 制造执行系统的特点与结构

2.1 制造执行系统的特点

制造执行系统具备全程监控与数据上传的功能，可以让公司深度提升生产效益，根据国内专家的相关实验可知，MES系统可以减少公司库存积压，提升产品的生产质量，对生产物品的周转率进行有效控制[1]。MES的特点在于精准性与实时性，系统所进行的延迟反应具有超强的精准性，制造执行系统的精准功能可以为公司生产项目决策提供准确的数据与判断结果，系统时效性的特性让公司各部门都对制造执行系统广泛应用并大受好评，这种制造执行系统具备以下优势：

第一，能够精密制造，将生产链，物料链和工艺链都实现自动化和智能化，通过对终端索取信息数据能够制定出科学正确的规划并由各个组织执行完成，这种制造执行系统拥有完整的信息数据控制流程，为公司实现高效率生产控制和精密制造提供良好基础。

第二，让生产过程透明化，制造执行系统能够对车间工作人员实施全方位无死角的监控，通过对工作人员、物料和设备的监管实现生产过程透明化的管理特点，让每个生产的流程中产品出现质量问题都可进行追溯性管理，提升车间的生产质量。

第三，能够对物料进行程序化的管理，制造执行系统拥有对物料链的高效管理能力，能够对内部结构复杂的物料实施有效管理和控制，让物料管理更加科学有效。

第四，可以提升生产质量，车间内部零部件的质量决定智能化汽车零部件制造车间的经济收益与信誉口碑，制造执行系统拥有完善的质量管理程序可以对每一道流水线每一条工序实施有效的监控并且能够拥有高效率的质量问题追溯功能，为车间零部件制造的质量关进行有效控制。

2.2 制造执行系统的结构

制造执行系统的结构分别由供应系统管理、销售和服务系统管理、公司资源规划、产品制造流程和控制管理构成。这其中制造执行系统与公司控制系统通过接口端程序完成信息传输，通过对供应系统管理的控制进行有效监督控制，通过对公司资源规划管理的控制完成制造反馈和公司规划管理，通过对销售服务系统管理的控制完成售后服务维护，通过对产品制造流程系统的控制完成公司资金成本预估，通过控制管理系统下达生产指令执行与设备数据采集的命令。

3 智能化汽车零部件制造执行系统的设计

3.1 设计目标与原则

以物联网应用技术为基础创建的物联网智能制造执行系统，可以对传统制造执行系统存在的不足之处进行改良，这种职能制造执行系统的内在是由智能器械与制造执行系统和物联网数据技术组成。为了让制造执行系统能够起到监控车间产品质量及运营的效果，制造执行系统的设计原则如下：

第一，具备实用性和多变性。系统的本质是为了协助人类完成任务，因此在界面设计和内部设计的设计结果后必须具备实用性，同时为了思考如何便利用户完成操作，该系统必须具备多变性。

第二，运维便捷性。系统运维是系统设计的根本原则之一，系统运维存在的目的是为了确保系统能够常规运行并且提供相应的技术支持，增设运维机制、运维流程、运维服务评估制度来确保系统能够常规运行。在系统内部设计过程中应当充分考虑系统信息之间的依赖性，让系统内部结构充满简洁性，同时要增设系统日志，为运维功能提供便利。

第三，稳定性。系统需要长久运行就必须具备系统稳定性，只有稳定运行的系统才会确保日常的系统运行，避免出现数据丢失、系统报错和系统中断等故障。同时系统稳定性也能够为系统数据运输和数据存储提供基本保障，让制造执行系统具备应有的作用。

第四，系统规范性。系统内部程序设计和建立初期就建立的系统开发能力和数据储存能力进行标准规范，让系统能够程序化的按照标准规范执行指令，为项目管理提供便利。

3.2 设计的理论与方法

制造执行系统的开发是通过ASP、JSP、ASP.NET等Web服务器端脚本连接客户端叫和数据库来完成，在开发模式过程中，应用层对业务层发送请求，业务层经过数据处理后会将逻辑数据发送到数据库，最终通过数据库运输到客户端系统，完成运行，这种内部运行方式具备较高的响应速度和安全稳定性[2]。

制造执行系统需要根据软件工程学进行设计，该系统的设计流程中需要利用到瀑布模型和快速原型联合设计，在设计瀑布模型期间需要采取层层递减的设计方式，在设计快速原型模型是需要按照客户需求进行快速设计，最终得到理想的系统模型，这种快速原型模型的特点就是根据客户的需求进行改变，不断的自我完善系统，最后满足客户需求[3]。

4 智能化汽车零部件制造执行系统的应用

4.1 机台系统报修

机台系统开启报修功能的过程为：设备内部开始故障报警，这时制造台上的工人能够通过机台系统上具备的“设备维修”功能进行报警，工人可进一步判断设备是否需要维修。当按下“是”的时候，只需要提交报修设备编号，系统就会自动对设备维修工程师发送消息，要求维修工程师对设备展开维修工作，同时记录设备故障原因，维修工程师的维修过程、维修结果，当维修工程师完成维修后才会关闭报修系统，并且将维修工程师的维修过程中采取的解决手段以及维修结果上传数据库，报修流程宣布结束。

4.2 广播系统报修

广播系统开启报修功能的过程为：利用车间内部的广播系统进行呼叫，申请报修的过程中会进行录音，之后将录音内容发送到相关部门工作人员，由该工作人员负责接收与记录，最终向工人发送语音通话，通过通话内部的拨号功能确认工人可进一步判断设备是否需要维修，有人工客服进行接听并且与工人沟通。如果确定需要报修工人会提交报修设备编号，并且由智能客服向设备维修工程师拨号，并且将语言录音播放给维修工程师，命令维修工程师对设备展开维修工作。同时，由维修工程师记录设备故障原因，维修过程与维修结果，当维修工程师完成维修后才会关闭报修系统，并且将维修工程师的维修过程中采取的解决手段以及维修结果上传数据库，报修流程宣布结束。

4.3 设备亮灯报修

设备系统开启报修功能的过程为：当工人确定设备出现故障后可以拍击设备的报警灯，这种报警信号和报警数据会上传到制造执行系统。由数据库和终端进行判断，最终会开启设备维修工作，数据终端会对设备维修工程师发布任务。再由设备维修工程师按照制造执行系统所提供的设备位置与设备编号寻找到该设备，对设备进行维修工作。在这期间设备维修工程师会将设备发生的故障原因、设备维修方案和设备是否能够维修以及维修结果上传到制造执行系统数据库，由数据库对此类维修数据进行整合并储存，为其余设备维修工程师提供成功案例与失败案例，提升设备维修工程师的维修能力。

4.4 监控系统报修

监控系统开启报修功能的过程为：当判定设备出现故障时会进行周期性抓取产品照片上传到数据库，数据库内部会进行照片核对，判断拍摄的故障设备照片与无故障设备照片是否符合，如果与无故障设备照片符合，就会自动关闭报修程序。如果与无故障设备照片不符合，就会开启报修程序，会由制造执行系统数据库终端创建报修工单，同时会通过一系列方式通知设备维修工程师，为维修工程师颁发设备维修任务，最终会由维修工程师记录设备故障原因，与详细的维修过程，当维修工程师提交维修完毕后会关闭报修系统，报修流程宣布结束。

5 结语

先进实用的制造执行系统可以实现对车间各部门以及工序细节的有效监控，通过物联网应用技术的理论知识完成的制造执行系统被广泛应用在智能化汽车零部件制造车间中，通过机台系统报修，广播系统报修，设备亮灯报修和健康系统报修等相关应用对智能化汽车零部件制造车间起到良好的帮助作用，提升汽车零部件产业的制造产品效率与质量。并且，能够解决汽车零部件企业所面临的大部分问题，如数据收集困难、器械通讯能力较弱和零件质量追溯难等车间常见问题，同时能够对智能化汽车零部件公司整体提供有效管理和控制。因此，可见制造执行系统在智能化汽车零部件制造车间中起到至关重要的作用，应当广泛加以应用，促进智能化汽车零部件产业的发展。