质量·产能·设备综合诊断管理系统——过程可视系统

★贺毅，邓荣龙（广州明珞汽车装备有限公司，广东 广州 510530）

★应成，薛吉（上海电器科学研究院，上海 200063）

质量·产能·设备综合诊断管理系统
——过程可视系统

★贺毅，邓荣龙（广州明珞汽车装备有限公司，广东 广州 510530）

对生产线体的产品质量，线体产能和设备运行状态进行统一管理，综合诊断；能有效监控产品质量，预报线体故障，监控工位/线体节拍平衡，提升线体运行OEE；智能管理备品备件，减少呆滞库存；与工厂MES，ERP系统无缝对接，实现线体智能化生产。

PVS；故障预报；产能提升；设备监控；质量监控

1 项目背景

在生产力和生产资料越来越发达的今天，设备在生产过程中承担着越来越重要的角色。如何将设备维护保养好，使其生产能力完全发挥出来，传统的方法是培养属于自己公司的维护保养团队，二十四小时不间断巡查，保养设备。这种方式不但浪费大量稀缺的技术人力资源，而且对于公司来说，技术人才的短缺与流失，技术经验得不到有效传承等因素都值得生产管理者长期去思考。

2 PVS原理简介

类似于人类的心电图诊断技术，通过仪器检测出我们的心电图，医生根据我们心电图的趋势及变化能有效判断出身体各器官部件是否健康，是否正常，是否有发生病变的风险，以及在将来如何更好地保养和使用我们的身体。同样的道理，我们的设备和生产线也存在一个固有的机器心电图。通过对这个机器心电图的准确检测及实时解读，可以判断出我们的设备以及生产线各个设计功能是否正常运行，是否存在停机的风险，某些特殊执行功能件（如气缸、电机、传感器等）是否需要及时更换。PVS就是这样一种对机器设备和生产线的心电图检测及诊断技术。PVS使得机器设备运行过程中的每一个动作和事件都可视化。输出准确的机器心电图。这个机器心电图能够展现给我们实时的动作信息，告诉我们怎样去减少无计划停机和节约节拍，从而达到增加产能，减少浪费的目的。

图1 PVS原理

3 PVS系统创新点

PVS是一款全新理念的设备维护管理工具。它从统计的角度实时告诉我们此刻哪里有问题？哪里将会出现问题？生产线隐藏的产能在哪里？

图2 PVS创新点

3.1 基于工艺的设备管理，

将工艺树巧妙地植入到系统中，允许用户从工艺的角度观察设备的运行状态，出现故障或潜在问题时能有效产生预警，确保生产线长期稳定运行。

图3 PVS工艺显示界面

3.2 与PLC同步的扫描周期[1]

通过专利技术的使用，我们系统采集数据的周期保持与PLC同步，确保系统能捕捉到任何细微的变化。

图4 故障预警原理

3.3 自动生成PLC程序

系统能自动生成PLC程序包，通过与原有程序的合并，能方便快速地导入系统，大幅度缩减导入周期。

图5 PLC程序自动生成

3.4 完善的报表系统

支持用户自主编辑的报表开发系统，可以根据客户不同的需求创建不同的报表模板。

图6 报表样例

4 使用案例及效果分析

下面以某汽车主机厂侧围线为例分析线体在系统使用后能给我们带来的效果。

4.1 线体LAYOUT

侧围线分为左右各5个工位，以下的分析以左侧围为例。

图7 线体LAYOUT

4.2 工位节拍总览

从五个工位的统计数据可以看出：各个工位的最小节拍值是理想的，也就是规划初期比较好，但是节拍平均值较高且离散，说明设备稳定性不够。

图8 工位节拍总览

4.3 人工上件工位分析[2]

我们抽取出其中一个人工上件工位进行分析，从图9中可以看出：该工位的理想完成节拍是≤18s，但是，可能由于我们操作员工未经过培训或操作不熟练，导致整个平均节拍为22s。

图9 上件工位统计

4.4 机器人抓放件分析

抽取其中一台机器人的抓放件动作时长分析，如图10所示。

图10 机器人工位统计

4.5 气缸的不同步性分析

同一组气缸的打开时长相差0.5s。

图11 气缸组动作一览

4.6 优化结论评估

在不增加任何硬件的情况下，整线Cycle预计可以由原来的172.46s，提升到149.76s，提升比率为13%，通过适当的硬件增加，预计整线节拍提升空间可达111.17s，提升比例为35%。

图12 优化评估一览

5 系统应用总结

传统的HMI采用的是事后报警系统，也就是只有当故障发生了之后，才能发现并指导维护人员现场处理。这样带来的弊端很明显：（1）故障发生了意味着停机，带来直接的产能浪费；（2）设备、线体是否运行在健康状态，无从知晓；（3）设备、线体产能是否充分发挥，有没有提升的可能性，无法判断；（4）设备、线体各工位是否平衡，无法判断。

PVS系统的导入，以上问题都迎刃而解：（1）故障预报功能，有效避免非计划停机；（2）设备、线体健康诊断，能使其延长使用寿命；（3）各工位线体平衡性分析，判断，能有效提升线体当前产能并预测线体产能提升空间。

[1] David Wang, Daisy Red, Ivan Nausley. Automation management system and method. US 8843221 B2, 2014，9.

[2] 贺毅. 基于Microsoft VB和PLC的工业设备自动化软件设计[J]. 可编程控制器与工厂自动化, 2011, ( 8 ) ： 1 - 4.

Quality · Capacity · Equipment Integrated Diagnostics and Management System——Process Visibility System (PVS)

Integrated diagnostics and management of quality, capacity, equipment operating status in production line can effectively monitor product quality, pre-alarm of production line breakdown, monitor JPH balance of station and line and promote equipment OEE in production line. Moreover, they can also contribute to intelligent management of spare parts and reduction of inactive stocks. In this way, this system can build seamless connections with factory MES and ERP systems, making intelligent production line come true.

PVS; Pre-alarm; Capacity promotion; Equipment monitoring; Quality monitoring

The Synchronous Instruction Based on PLC

★应成，薛吉（上海电器科学研究院，上海 200063）

B

1003-0492(2017)01-0100-03

TP273

贺毅（1980-），男，湖南益阳人，中级工程师，硕士，现就职于广州明珞汽车装备有限公司，主要研究方向自动化控制与系统集成。