发动机装配线物料拉动系统的开发与研究

于瑞泓，王德权

（大连工业大学机械工程与自动化学院，辽守大连 116034）

发动机装配线物料拉动系统的开发与研究

于瑞泓，王德权

（大连工业大学机械工程与自动化学院，辽守大连 116034）

基于数据库技术，在Microsoft Visual Studio 2010环境下以C#为编程语言开发了基于MES的发动机装配线物料拉动系统，包括系统的结构设计、数据库设计及界面设计等。能够实时与数据库通讯，实现了对线边工位的物料及时进行配送，采集发动机装配的物料信息，完成发动机装配中物料的追溯。采用系统的生产线完成物料的及时配送以及物料防错，按照准时制的生产方式进行生产。发动机装配线物料拉动系统目前已在某发动机生产中实际应用，运行稳定。

发动机生产线；物料拉动；配送；追溯

0 引言

随着经济全球化趋势的增强，统一开放的全球市场已经形成，物流产业已经成为全球经济发展的重要热点，物流管理技术的实现与提高将成为制造业信息化发展的一个主体［1］。拉动系统是一种通过只补充已消耗的资源，来达到控制资源流动的生产管理系统。旨在需要的时间，按需要的品种，按需要的数量，生产所需要的产品［2］。在发动机装配企业，尽管面向顾客的产品变化较快，但构成产品的零部件相对稳定［3］。

针对实现发动机装配线物料拉动系统，本文作者基于数据库技术及Microsoft Visual Studio 2010开发环境进行开发了发动机装配线物料拉动系统，实现了通过装配线的物料拉动系统完成对发动机装配过程中物料的防错与追溯，物料安东呼叫配送。

1 系统开发的技术基础

发动机装配线物料拉动系统通过物料安东实现装配线物料的配送，完成发动机装配物料追溯是基于条码批次扫描技术、SQL Server 2008数据库技术，以Microsoft Visual Studio 2010为开发平台、以C#为编程语言，开发的独立集成系统。

SQL Server 2008引入了Microsoft Windows的.NET Framework的公共语言运行库（CLR）Common Language Runtime组件的集成。CLR是Microsoft.NET Framework的核心，为所有.NET Framework代码提供执行环境［4］。本发动机装配线物料拉动系统采用SQL Server 2008为系统数据库，SQL Server 2008数据库能够通过编写存储过程完成数据的增加、查询、修改，主要用来存储物料相关数据。

以Microsoft Visual C-Sharp（简称Visual C#）为开发环境。Visual C#是一种全新的现代化的完全面向对象的语言。它让程序员能够快捷地创建基于Visual Studio.NET平台的解决方案。

2 系统的结构设计

开发目标是：通过发动机装配线物料拉动系统完成整个发动机装配过程中的物料配送以及物料的追溯。物料拉动生产方式可以很好的减少生产过程中时间的浪费和等待，达到控制低库存和降低生产成本的目的。此方法开发的“看板”系统等方法，形成一套有特色的高效的生产经营模式［5］。

在发动机装配线上操作者能够根据实际情况应用物料拉动系统进行相应的处理以提高了生产效率，通过物料拉动系统，实现了发动机装配零件在生产过程中的及时配送，完成物料数据的追溯，按生产船机所需的工序从最后一个工序开始往前推，确定每一道工序的类别，根据每一道工序的流程与所需物料数量和工作时间来安排和组织物流。适时适量的按需生产，尽可能的减少物料在生产过程中的停滞与搬运，让物料在生产装配线上无阻碍地流动，实现了准时制生产方式。本系统针对的发动机生产线物料拉动的流程是：通过生产订单确定物料的配送，然后再由装配线工位物料的消耗来拉动物料的配送，使得生产按照计划走，物料按照计划配送，由装配线的工位物料消耗情况来指导物料的配送，实现生产的精益化和透明化。发动机到位后扫描发动机唯一追踪码，操作者扫描已经按箱配送到工位的物料对应的条码，系统自动完成批次扫描同时对线边库存进行扣料处理，完成物料的消耗。当本工位线边库存不足时，通过Andon系统将缺料工位以及物料的型号和规格以及数量显示在车间大屏幕上。

根据上述追溯流程，见图1。为实现所述业务流程，设计以下主要功能模块：系统数据库的建立，物料配送管理模块，工位物料管理模块，物料Andon模块。

图1 系统业务流程图

2.1 系统数据库的建立

在发动机装配线物料拉动系统数据库中建立存储物料信息表以及Andon呼叫信息表，程序调用存储过程，视图等，主要包括的信息：零件名称、零件图号、零件信息描述、零件规格、零件型号。通过扫描发动机追踪号系统自动显示当前型号发动机的装配指导以及准备装配的物料信息。

2.2 物料配送管理模块

物料拉动系统实时监控工位物料情况，是否低于安全库存，当线边库存低于安全库存量，系统自动产生配送单。由于发动机装配的零件种类多，通过发动机装配线物料拉动系统完成批次验证，同时物料拉动系统将更新工位库存信息。工位库存的信息可以在物料拉动系统界面上进行查看。发动机装配线物料拉动系统实时显示物料批次信息，工位物料库存信息，物料待接收信息，物料号，物料描述以及物料通知文本等信息，为操作工提供更好的物料看板，操作工可以根据界面看板信息了解是否需要扫描料箱标签/看板卡，是否物料库存快不足，是否有物料需要接受以及对应的物料批次信息等等。料箱标签如图2所示。

图2 料箱标签

2.3 工位物料管理模块

本模块主要实现的功能是：针对工位物料进行扫描条码，完成物料的验证。通过物料拉动系统界面完成物料的接收，接收物料时，首先需要扫描工位物料需求单上的单号会弹出物料接收界面，点击确定接收按钮进行物料接收，同时也可以手动接收物料，如图3所示；自制件和壳体物料接收只需在线边扫描对应的看板卡即可。当扫描了工位物料需求单单号条码接受物料或者手动接受物料时，系统弹出确认对话框，操作者根据对话框显示的物料内容盘点物料是否正确，若正确则点击确定接受，若错误则取消接受。

图3 工位物料接收

2.4 物料Andon模块

本模块主要实现的功能是：工位物料接收后，若发现有物料缺少、错误、不合格等现象点击物料拉动模块中的呼叫按钮，就会弹出物料错误界面进行物料呼叫（呼叫信息同步到仓库大屏幕），仓库配料人员会根据呼叫内容进行补料、物料更正。补料、物料更正并且线边接收后，仓库大屏幕的呼叫信息自动复位（若没有复位，在线边也可以手动点击复位按钮，弹出物料复位界面，进行手动复位）。

针对发动机装配工位的物料消耗，操作者可以通过拉动系统进行缺料Andon呼叫，实时将缺料信息显示在车间大屏幕上。

3 数据库的设计

主要完成了工件物料数据的实时存储，以及保存发动机物料的验证结果以及形成发动机物料档案，同时指导操作者进行工作。要求能够与数据库进行实时通讯并通过存储过程对数据进行操作。根据实际的业务需求，数据库采用SQL Server2008。

数据库主要用于存储相关基础数据信息、物料信息、装配指导、装配工艺。建立相关的表用来存储数据，如［MES-装配数据-零部件追溯-数据主表］、［MES -装配数据-零部件追溯］、［电子看板-装配零件］等。

系统中除了新建相关的表进行存储数据，还创建了相关的视图以及相应的存储过程对数据进行查询、增加、修改等操作，提高了系统的工作效率，如图4所示。此图中描述了发动机装配线物料拉动系统保存发动机物料数据信息的数据表关系。

图4 物料数据关系图

根据发动机线边配料日计划信息，将被存放在表［物料拉动-线边配料日计划］、［物料拉动-线边配料日计划-索引］表中，建立如图4所示的主外链关系，即发动机装配线线边物料数据信息来自［物料拉动-线边配料日计划-索引］表中。

4 系统界面设计

系统流程通过实际调研根据业务流程进行设计，此处以物料Andon模块为例。

模块的界面如图5所示。

在此界面操作者能够实时根据当前生产的实际情况进行物料呼叫，通过选择准备进行呼叫的物料，点击红色按钮，完成物料的安东呼叫，同时装配线物料拉动系统将自动将信息发送到车间大屏幕，大屏幕将实时显示物料安东信息。仓库配料人员将物料送达到线边后，操作人员在物料拉动系统界面点击复位按钮手动将大屏幕本工位的物料呼叫信息进行复位。

图5 物料Andon模块

5 系统的应用

本文开发的基于MES的发动机装配线物料拉动系统调试通过后已实际应用于某发动机生产企业，实现了发动机生产装配过程中物料的防错以及物料追溯，操作者通过物料Andon能够及时进行物料配送，大大提高了生产效率。

6 结束语

本文通过对发动机装配线整体物料配送过程的调研，设计系统数据库，完成了针对发动机装线物料拉动系统的研究与开发，系统在运行过程中，采集的数据准确、运行过程稳定、结果可靠，达到了预期目标。

［1］刘磊，莫太平，耿建平.基于WEB的物料拉动系统的研究与实现［J］.桂林电子科技大学学报，2007，27（3）：208-210.

［2］沈惠忠.看板拉动物料配送在油泵装配线上的实践运用［J］.江苏科技信息，2013（8）：47-56.

［3］闫蔚.面向装配的CAD系统标准件建库工具［D］.天津：天津大学，2003.

［4］王德权，黄成海.汽车发动机装配线MES中的订单管理系统［J］.组合机床与自动化加工技术，2013（2）：127-129.

［5］齐二石.丰田生产方式及其在中国的应用分析［J］.工业工程与管理，1997（4）：37-39.

（编辑 赵蓉）（编辑 赵蓉）

The Research and Development of Engine Assembly Line Material Pull System

YU Rui-hong，WANG De-quan
（School of Mechanical Engineering&Automation，Dalian Polytechnic University，Dalian Liaoning 116034，China）

Engine assembly line material pull system is based on database technology，under the environment of Microsoft Visual Studio 2010.Including the system structure design，database design and interface design，etc.The system can communicate with database in real time，achieve line side station material delivery timely，collecting engine assembly line material information.The engine assembly line can complete material traceability.The production line equipped this system can finish the task of delivering material intime and material mistake proofing.And the production line can work at the JIT′s request.The engine assembly line which equipped with material pull system has practical application in engine production line，running stability.

engine assembly line；material pull；distribution；trace

TH166；TG659

A

1001-2265（2015）06-0158-03 DOI：10.13462/j.cnki.mmtamt.2015.06.043

2015-03-09；

2015-04-20

于瑞泓（1983—）男，辽宁大连人，大连工业大学讲师，研究方向为企业信息化，（E-mail）wgyxyx@dlpu.edu.cn。