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IEIS 汽车行业解决方案
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详情概述

行业典型需求
随着汽车制造的业务复杂度不断提高,原有相对简单的生产组织模式已经很难满足不断发展的业务需求,汽车企业需要一个能够长期支撑业务发展的灵活而强大的系统平台来支撑企业的发展。恩大施福顺应行业发展需求,基于IEIS提出了针对性的解决方案。
● 如何适应混线生产。在焊接、总装线上绝大多数为混线生产,并且每种车型有上百种组合配置,如何确保物料、部件、工装、工艺、成本归集等信息的准确清晰的匹配?
● 如何让生产管理人员实时监控现场的生产情况和资源分配情况以及重要设备的允许情况,确保能够及时、准确的完成计划任务,同时较大化的利用生产资源,提高设备利用率?
● 如何快速的统计订单的完成情况,甚至是对每台车身的实时跟踪,又如何制定较优的生产路径,灵活的生产组织模式,提高整体生产效率和资产利用率?
● 如何及时把在线队列信息和对应的物料需求数据进行发布,在尽量减少线边库存情况下,实现准时的物料拉动和及时的缺料预警,指导相关车间协同、精益生产?
● 如何通过统一的平台实现ERP、SRM、DCS、机器人等管理及控制系统的统一集成,在消除信息化孤岛前提下,又能保证系统的稳定性、开放性和安全性,适应业务扩展需求?

IEIS 解决方案的架构及主要功能
根据汽车行业的业务特点和需求,恩大施福平台通过搭建工厂虚拟模型和企业应用平台集成和生产过程数据采集,构建一个以IEIS平台为核心的实时虚拟工厂,围绕IEIS平台实现生产计划管理和进度追踪、生产过程监视和控制、物料拉动和协同生产、产品追溯、质量管理、信息发布等功能。
■  系统构架

作为企业生产控制的核心层,IEIS 平台在企业管理层和生产控制层之间架起一座信息沟通和管理的桥梁。IEIS 横向贯穿了从旱装、涂装到总装厂的业务流程,并与生产现场的各种异构的数据源实现数据集成和信息传输,纵向与企业的上层的信息管理系统进行数据交互,从SAP、MPS系统获取生产计划、BOM、成本收集器等数据,信息流经过在车间层的传输过程中,MES把订单执行情况反馈给SAP进行财务结算,形成一个闭环的生产信息流传输过程,在信息流动的同时,伴随着现场生产的进行不断有各种生产层面的信息会补充到这个信息流上,通过IEIS 平台实时的反映现场生产活动,为生产管理人员和决策者呈现一个真实的生产过程,搭建一个从办公室到生产现场的绿色通道,从而在第一时间下达指导生产的正确指令。
IEIS 作为汽车综合自动化的核心层,是连接相关信息管理和生产监控系统的中枢,IEIS通过丰富的数据访问适配器可以从不同的数据源和接口(SAP、Oracle、SQL Server、Web service、Flat File等等)获取用于指导生产的计划数据,其中IEIS的计划管理模块把生产计划安装车型、生产路由规则、各个车间的加工能力等条件进行排程,生成各旱装厂的计划上线队列,各个产线的现场人员根据车身上线队列提前准备相关的资源,确保生产计划能够顺利执行,在生产执行的过程中,通过与底层自动化设备进行通讯,把生产指令传达下去,驱动自动化设备工作。在整个生产过程中,通过生产控制、质量管理、物料拉动、生产跟踪、设备被管理等功能模块的协同工作帮助用户实现精细化的生产管理,同时把来自现场的实时海量数据保存在历史数据库中,再通过看板系统把看似简单的数字转换为各种统计报表和丰富的图形化界面以Web的方式展示给各级用户。

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■  工厂建模
汽车的生产过程是典型的离散行业,从旱装上线、涂装到总装下线的过程中,包含了形式多样的生产单元和装配线,这些生产设备承载了生产过程中的物料流,同时拉动了信息流和资金流,是汽车生产的载体。对于汽车行业,如何把业务流程复杂,地理位置分布广泛的各个车间快速建立成一个公共工厂模型是一个棘手的问题。
IEIS工厂建模就是把实际业务中的物理生产过程中涉及到的包括设备、资源、产品、人力等业务以及他们之间的逻辑关系进行抽象的描述,为IEIS 的各个功能模块提供统一的工厂模型、业务模型以及数据集成服务。
IEIS遵循S95国际标准的建模规范,结合离散行业的制造特点,为工厂建模提供了强大的支撑。在IEIS中,把工厂分为五个层次,包括了生产车间、生产线、制造单元、过程变量组和变量,同时还包括了对生产计划、对生产路径、产品、过程控制参数、生产原因、加工能力、系统安全、报表显示的定义等等。灵活的建模平台保证了当企业的生产组织模式发生变化时工厂模型与之同步更新的能力,适应汽车厂未来不断的发展。

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■  信息集成
汽车制造企业目前存在ERP/SRM等着多套信息管理系统,但是这些系统大都相互独立,每个系统中都存在着重要的信息资源,各系统的重要数据无法得到及时的共享,企业的信息流没有完全打通。这样就催生了企业应用集成(EAI)的应用,通过EAI来疏通企业的信息流,把分散的系统整合起来,形成打破信息系统的孤岛。通过使用IEIS 的企业连接器实现了对包括SAP、MPS、DCS、SRM和第三方检测系统等数据源和MES的无缝衔接。
■  制造执行与控制
IEIS 平台从不同的层次入手,实现从计划下达开始到整车入库的全流程的控制,控制范围涵盖了计划、质量、总装、涂装、旱装、库存等方面,在对生产过程监控的同时,获取现场数据,帮助生产调度人员对控制策略进行调整,达到较优的生产组织模式,按时、保质、保量的完成既定的生产任务。
●  计划管理 ――由于大部分生产线都是混流模式生产,如果后续制造工位不能提前获取上线车身队列信息,经常出现缺件、误操作等情况,给生产带来很大的波动,很难实现稳态生产。系统接收到生产计划后,根据车型、旱装线产能、资源分配情况对计划进行分解,形成一个虚拟的待上线车身队列,其车身数量与旱装线的固化数量保持一致,旱装线必须按照这个队列的前后顺序进行车身上线操作。这样车间生产人员就可预知将要生产什么类型的车,需要准备哪些物料,车身大概在什么时候能够到达。同时,生产调度人员也可以根据现场情况对计划进行干预,比如调整计划的优先级别,插入紧急计划,计划状态修改等操作。
●  生产队列的控制 ――当每台车身经过关键的控制节点时,系统都会进行记录,当车身出现异常情况需要抬出生产队列时,采用SET OUT功能,将次车身从系统队列移出,当车身需要重新归队的时候,进行SET IN操作,把车身插入相应的位置,保证系统队列和实际队列一致。系统根据车身信息自动判别是否已经经过某个安装工位,对于已经的安装工位时,再次经过此工位时,系统会提示现场人员不需要进行操作,当到达第一个未安装工位时,系统会把此车身当成正常车身,提示现场人员进行整车操作。
●  车辆路由的控制 ―― 为了能够充分利用制造资源,提高投资回报率和生产效率,不同整车厂的车身允许调拨到其他整车厂进行喷吐、总装。目前存在着大量的车辆调拨业务,在没有MES系统之前,简单的靠人工驳运经常出现错拉、出入不平现象发生。MES系统中,可以灵活的配置车辆生产路径,在每个控制点,系统会根据车型、当前车身状态提示用户该车身允许的去向。调度人员也可根据从系统中统计的现场情况为每台车身定义去向,这样,生产就严格按照配置的路由规则执行,同时监控到每个生产区域的车辆明细情况。
●  质量控制  ――― 产品的质量是汽车制造企业的生命线,IEIS 平台对奇瑞汽车的生产过程进行了全流程的质量管理,能够自动纠正生产中的错误或向用户提供决策支持提升产品质量,减少返工发生,提高生产效率。每台车身的质量原因都会详细的被记录下来。原因可以在Plant Application的原因树上进行配置和分类管理,并且可以通过和检测系统的通讯,自动获取车身质量问题原因。混线生产对安装工位的人员要求很高,为了防止错漏装,在关键的装配线,系统会打印出每台车身的在该生产线的装配指导和操作规范给操作人员。对从制造现场采集的数据进行实时分析以保证良好的质量控制和发现生产中需要注意的问题。
●  对自动化设备的控制 ―― 系统具有和底层控制系统通讯的能力,把上线队列信息、车身信息按照标志的通讯格式传达给控制系统,实现自动化操作。包括对打号机、喷涂机器人、配置表打印机、铭牌打印设备、合格证打印设备等系统的自动控制。降低了现场人员的劳动强度,同时避免了一些人为因素造成的误操作。
●  装车结算管理  ―― 总装装配数据经过汇总统计后需要返给SAP系统进行财务结算。车辆进入总装后,需要对装配结算件进行扫描,每个结算件的物料条码都按照统一的编码规则,包含了物料编码、供应商编码、批次号等信息。工厂建模时把总装的装配工位按照父节点和子节点划分,父节点作为扫描点,负责子节点装配结算件的数据采集,结算件的物料编码和VIN号绑定后记录到MES系统中。系统定时对完工车身进行校验,如果车身结算件和定义的结算件列表不符合,系统不对其装配物料进行结算,现场人员通过报表查看物料的错漏装数据后,对车身进行补扫操作并校验通过才能进行财务结算。
●  过程控制点管理  ―― 为了达到对生产区间的统计分析,系统建模时配置了分布在生产现场的控制点,这些控制点存在着上下游关系和生产路径,保证现场扫描车身时不会出现由于错扫而发生的队列次序错误现象出现,并且在关键的控制点上对车身状态进行校验,维护生产队列的前后一致性,为其他功能模块提供可靠的队列和车身统计信息。
●  车辆装配追溯  ―― 为了达到国家对汽车召回制度的要求,需要对每台车身的制造过程进行详细的记录和备案。系统对车身在总装的装配过程进行全程记录,状态信息包括:工厂、车间、生产线、工位、操作人员、车型、物料、供应商、批次号、数量、车身状态、生产路由、返工情况等过程信息。提供多种历史记录查询报表,实现针对每台车身生产过程的可追溯查询。
●  物料拉动和生产协同  ―― 对于混线生产,一方面生产具有连续性,另外需要物料种类多,对物料的配送要求非常高,为了减少物料的中间库存数量,降低资金占用率,必须实现物料供应的精确配送,要求在准确的时间、把准确数量的物料送达正确的安装工位,通过对生产队列和车身类型的监控和识别,及时把要料信息传递给物流系统,实现物料精确配送。另外发动机和变速箱厂、分装工位需要按照实际的车身队列进行组织生产,系统把车身队列和对应的发动机、变速箱型号等信息按照队列顺序传递给发动机、变速箱厂以及分装工位,实现不同产线和工位的协同生产。
报表和信息门户  ―― IEIS平台收集了制造过程中海量的计划、生产、质量、物料等信息,如何快速的搭建一个平台把信息实现共享,如何从这些数据中提取有价值的商业信息。MES平台需要一个功能强大、易于使用、基于Web的生产数据可视化的数据分析和报表发布工具。Proficy Real-Time Information Portal就是这样的一个信息发布工具,可从多种数据源获取实时和历史数据,通过简单的配置即可实现复杂的数据报表和丰富多样的各种分析图表。

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●  IEIS解决方案的实施效益
在IEIS平台支撑下,可以显著提升生产管理和控制能力,以应对对日益复杂的市场环境和业务流程快速变化需求。同时通过IEIS系统的协调下,可以充分发挥ERP等各个业务管理系统的特点和产出,实现汽车制造过程中的“信息流”、“物料流”、“资金流”的三流合一,达到了精益化生产的效果,为汽车行业智能工厂建设,实现智能生产打下了坚实的基础。

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