基于信息化系统的生产过程防错应用

陈 轩

（陕西万方天运汽车电器有限公司， 陕西 西安 710201）

1 引言

中国传统的汽车部件生产制造型企业， 部分是通过密集人力进行直接生产。 由于人无法像机器一样始终进行精准化作业， 致使装配过程中常出现较多的产品品质问题。随着科技发展， 通过自动化机器代替人工生产可提高生产效率、 节约人工成本， 也能使生产出的产品品质更可靠。但部分产品由于工艺与工序的多样性， 自动化机器暂时还不能完全代替人力达到更好的效果， 只能使用人工进行生产， 且机器生产也需要人对机器进行操作， 因此通过信息化系统对生产过程进行防错管控尤为重要。

某重卡企业仪表台组装车间需要通过流水线作业， 将不同型号的零件组装到一起， 零件种类较多， 同种零件还有不同的供应商厂家。 仪表台产品是按照客户定制车辆的配置进行装配， 每台仪表台产品装配的零件种类都不相同，还需要刷写不同的控制器数据， 且要求装配时要保证相同订单的成品仪表台要装配统一状态的零件。 在装配过程中各工位加工人经常会由于粗心大意等将零件错装、 漏装，数据刷错、 漏刷， 造成仪表台产品品质问题频发。 为解决此问题， 经过对加工现场加工方式的识别， 决定制作专用的MES系统进行产品生产管理及产品防错控制， 提高产品整体品质。

MES系统主要通过对人、 机、 料、 法等因素进行管控，结合分配、 限制、 比对、 记录、 分析、 控制等方式达到生产过程防错的效果。 具体为： 对人员系统权限分配、 产品生产过程的监控、 物料二维码的比对、 关键零部件数据的比对、 所有产品完工数据的记录、 自动化设备的控制、 大数据的分析、 过程中问题的记录等。 MES系统通过工业工控机、 电脑、 iPad等硬件设备作为实施载体， 通过以下手段实现生产过程的防错。

2 数据库信息录入

所有信息化系统都需要提前录入数据库， 并且数据库内的信息必须保证绝对准确， 否则会给后续生产加工造成影响。

产品工艺人员将所有涉及到产品装配的零件信息导入MES系统， 并将导入的所有零件划分好装配工位。 产品计划下发后， 工艺人员根据下发的计划将产品BOM表导入到MES系统内， MES系统自动识别产品需要装配的各零件状态与装配工位， 并将装配信息发送至各装配工位工控机上。

MES系统管理员需要提前将所有生产参与人员信息导入MES系统， 并编辑岗位权限与匹配人员岗位信息。

3 人员角色管理

对参与生产组织过程中的所有人员进行角色权限定义，根据不同的角色赋予相应的在MES系统上操作、 查询任务权限。 所有工位全部配备工控机， 工位人员实名制登录MES系统。 需重点管控的工位人员设置登录权限， 满足条件的人员方可操作重点工位， 实名制登录可完成在整个生产过程中对重点工位的品质追溯， 同时避免因人员技能或工种不同导致的无法胜任当前工作的现象， 如图1可以看到仪表台生产车间流水线有14个工位， 其中四工位、 六工位、九工位、 十二工位为重点管控的工位， 可在这4个重点工位设置登录权限， 上岗人员必须达到本工位所需的资格后，才能登录生产用MES系统， 不符合本工位资格的人无法执行重点工位操作。

图1 仪表台生产车间流水线工位

实行人员角色管理的优点： ①根据岗位不同， 提前将岗位需要的权限进行分类整理， 提高各岗位工作效率， 避免部分关键资料泄密； ②通过对员工理论及实操技能的摸查， 可对员工进行技能矩阵划分， 方便管理； ③实名制登录系统， 在整个产品周期均有记录可查询， 责任到人； ④角色变更可由MES系统管理员根据申请进行更改， 整体灵活不死板。

4 生产过程监控

通过MES系统， 可在生产过程中每个工位设置开/完工操作。 产品装配到达本工位时， 加工人员需要先使用二维码采集设备采集半成品上的产品唯一二维码进行本工位的开工操作， 本工位装配完成后再次扫描产品二维码 （或直接在工控机上点选操作） 进行工位完工操作。 在工位出现问题且不能在流水线上解决时， 加工人可在本工位进行反馈， 将问题点录入本工位工控机内 （如缺件、 螺栓断裂、物料表面脏等）， 再进行工位完工操作。 巡检人员通过手持终端在过程中发现并记录问题， 同时需要解决加工人录入的问题， 备注 “下生产线” 返修， 问题信息将直接记录在MES系统内， 产品下生产线后， 检验人员可直接核查MES系统内记录的问题， 并逐一要求相关责任人解决， 直至问题件返修合格后， 检验人员在MES系统内确认才能完成入库操作。

生产过程中需要进行参数控制的设备可直接与MES系统进行联网， 并通过MES系统对装配的实际数据进行监控。如螺栓拧紧力矩， 提前对定扭扳手设置好扭力范围， 使用定扭扳手完成装配后， 螺栓拧紧的数值自动记录在MES系统内， 与后台记录的标准数值进行比对， 若超出范围，MES系统发出警示， 该工位无法通过。

加工过程中用到的装配图纸与工艺文件可以直接关联到MES系统内， 加工人在装配过程中遇到不熟悉的装配动作， 可直接在工位操作页面内调取相关图纸工艺， 有效指导加工人完成本工位的生产动作， 避免传统方式的查找现场纸质工艺文件的时间浪费。 同时工艺文件电子化归档也避免了在工艺发生变更时对旧文件的回收动作， 提高整体的工作效率。

通过生产过程监控可更高效地将生产过程中发现的问题反馈出来， 并记录到MES系统后台内， 问题产品无法入库的强制要求， 可有效解决问题产品流出的风险。

5 辅助化防错

对生产过程中需要用到的关键物料粘贴二维码 （二维码可要求供应商提前粘贴好， 二维码格式必须统一）， 二维码包含物料零件编码、 供应商厂家等信息， 装配过程中加工人可使用二维码采集设备扫描物料上的二维码标签，MES系统在后台对采集到的二维码信息与数据库中本产品需要的零件信息进行比对， 当物料编码与供应商厂家等信息比对一致时， MES系统的工位操作界面会显示零件选用正确， 可正常装配； 当不一致时， MES系统会显示错误报警，无法跳转工位， 并提示加工人更换物料， 重新扫码确认。

对于同类型、 编号较多的物料， 可通过制作专用的自动备料柜， 提前将物料按照编号信息批量放入专用自动备料柜内。 生产过程中加工人扫描产品上的二维码 （产品二维码包含所生产的仪表台产品工令号等信息）， MES系统自动匹配此产品需要在本工位内装配的物料型号与数量， 并按照规定的型号与数量将物料从自动备料柜内弹出， 加工人在本工位装配时仅需要装配物料柜内弹出的物料即可，此方法可有效防止同类型相似物料拿取错误、 多拿取、 少拿取等现象， 有效解决产品错漏装问题。

部分产品装配所需的控制器需要进行数据刷写或参数标定， 此类控制器在后台信息录入时增加特殊标记， 在工位装配时二维码扫描到此类控制器时MES系统提示需要进行数据刷写操作， 并自动链接进入数据刷写界面进行刷写，数据刷写完成后MES系统记录本产品所装控制器数据已刷写， 成品下线后可在系统内查询。 未进行刷写操作本工位将无法跳转进行下一个动作。

6 问题追踪

所有在制的产品状态都可以在MES系统内查询， 生产计划调度员可实时查看MES系统内各产品状态， 对加急的产品可要求相关的责任人在规定时间内处理， 避免影响产品的交付周期。 当产品发生批量缺件或遇到批量更改时，可快速在MES系统内筛查需要更改的产品计划号， 及时对批量产品进行隔离、 处理。

所有已完工的产品的整个生产生命周期均记录在MES系统内， 后期出现外部品质信息反馈， 可直接在MES系统内对产品的生产状态进行查询。 产品生产周期内每个环节的加工人信息、 产品生产过程是否存在缺件、 巡检记录的问题、 终检是否已确认将问题关闭等均记录在MES系统后台内， 方便品质管理人员有效追溯问题产品加工时的具体状态。

7 报表查询、分析

MES系统内自带的报表查询功能可通过对某一时间段所生产的所有产品进行汇总， 对发生的各类问题进行筛选，MES系统自动根据相应的条件生成相应的条形图、 饼形图等分析图表。 方便品质管理人员对已发生的品质问题进行分类分解管控， 也能清晰反映施行的品质改进措施是否有效。 MES系统内记录的数据， 可以根据加工人员日常生产中出现的品质问题发生频率， 制定品质整改方向， 同时也可以确认加工人的技能水平， 从而调整加工人员的角色分配。

综上所述， MES系统通过对生产流程中各工位的提前规划和过程限制， 可有效应用于生产过程防错， 可以将品质人员从繁杂的品质问题收集、 报表整理的工作中解放出来， 使品质人员有更多的时间去分析品质问题发生的原因，制定有效的解决措施。 同样的， 在生产过程中出现的辅助防错， 将部分需要人工控制的生产过程通过MES系统记录、比对， 达到机器自检的效果。 将MES系统应用的整个流程标准化， 每个步骤严格按照规定要求执行， 可以杜绝基本上所有错漏装品质问题， 减少人为因素出现的品质问题发生频次， 使生产现场的品质管理能力得到极大的提升。

然而信息化系统也不是万能的， 信息化系统需要参与的各个环节都要按照操作规范执行， 否则记录进系统内的数据将会失真， 得出的记录、 报表将不能作为问题改善的有效支撑。 过程中加工人的不配合使用， 也会导致生产效率的降低。 因此， 生产现场的管理提升对信息化系统的使用影响巨大。 对于信息化系统在生产过程防错的应用上，未来应着眼于配合更先进的硬件设备一同使用， 只有硬件设备自动化、 智能化程度高了， 信息化系统才能发挥出更大的作用， 创造更高的价值。