浅谈汽车涂装车间CCS与MES系统的整合搭建

0 引言 2013年汉诺威工业博览会上，德国政府正式推出工业4.0战略，2014年12月，中国制造2025概念被首次提出，2015年两会的政府工作报告中首次提出中国制造2025的宏达计划，工业的现代化、智能化提升被确定为国家级战略。汽车涂装车间作为汽车制造四大工艺中设备最为复杂的车间，自动化水平一直都较高，随着时代的发展，如何提高生产的智能化及适应性成为了各汽车公司的新课题，随着互联网、物联网的发展，中控室及生产管理系统越来越多的被应用，各大汽车厂、设计院及设备供应商开始研究，如何才能更好的整合涂装车间CCS系统和整车厂MES系统。 1 系统功能概述 1.1 涂装车间中央控制系统（CCS） 涂装车间中央控制系统简称CCS系统，主要功能包含设备的集中监控及控制、生产过程的跟踪及控制、车辆识别及跟踪，故而主要包含设备管理模块、生产管理模块、AVI系统三大模块，由于各整车厂、设计院、设备供应商对CCS系统功能定义、理解及投资占比不同，各个模块的划分及功能定义不尽相同，但由于整车厂对CCS系统功能需求的大体一致，每个系统模块的功能也基本相同。 1.1.1 设备管理模块： 设备管理模块主要进行生产设备的集中监控及控制，主要包含设备的远程启停及控制、设备的运行状态的监控及记录、设备运行信息（开线、停线、故障）的手机及发布、设备故障信息的收集及预警、故障的统计与管理、主要设备的保养提示等； 1.1.2 生产管理模块： 生产管理模块主要负责生产信息的收集与发布，主要包含生产班次信息发布、生产线负荷分析、生产调度（颜色编组、颜色选择等）、生产信息发布（生产数量等）、生产班次管理（开班时间、预约开机预热等）、生产订单管理等； 1.1.3 AVI系统： AVI系统全程为车体自动识别跟踪系统，主要功能是车身位置的跟踪、车身停留地点记录、车身序列调整、颜色编组、颜色选择存储等。 1.2 汽车涂装车间MES系统的一般功能需求 MES(ManufacturingExecutionSystem)即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES系统的功能涵盖面因企业性质的不同有很大的差别，在汽车制造企业中MES系统已成为ERP系统（财务管理系统）的分支之一，最终的目的是用于统计制造过程所发生的制造成本、质量成本等等，汽车涂装车间由于其生产线及生产工艺的特殊性，一般情况下将MES系统的功能划定在制造数据（BOM）管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理等几个方面。 1.2.1 制造数据管理 一辆普通轿车通常用到一万多个部件、物料，生产数据的管理主要用于记录每辆车所用到的每个/每批次零部件或物料的信息，已达到质量追溯的目的，现在越来越多的汽车召回案例中，召回批次主要是靠生产数据管理系统来确定； 1.2.2 计划排产管理 ERP系统可以收集到各个经销商的订单需求情况，订单数据下发到MES系统后，MES系统可以根据订单需求来进行计划排产，并确定每辆车的VIN码、配置信息、颜色信息等，具体到涂装车间就是可以发布每天所需生产的车型数量及各车型的颜色分类； 1.2.3 生产调度管理 由于MES系统中存储有每辆车的车型信息（VIN、配置、颜色等），在生产线中结合AVI系统的应用，可以根据订单及批次需求对车辆进行合理调度，尽量做到同颜色排序，以保证喷涂质量； 1.2.4 库存管理 MES系统可以统计每个时段的生产信息，从而获取车间内车身的在线存储量、物料的消耗情况等，管理人员根据存储信息及消耗信息合理的安排车身及物料的上线和储备。 1.2.5 质量管理 MES系统应在每个质量控制点设置客户端，统计及分析生产过程中所发现的质量问题，可以帮助质保人员确认重点问题及多发问题，给质量改善提供更加科学的数据支撑。 2 系统整合搭建的思路 虽然两套系统的功能侧重点不同，但其服务于生产的本质是不会改变的，如果两套系统各自为政，会存在很多的重复功能，无形中就增加了投资成本。如果能够扬长避短、有效结合，就可以发生更多的“化学反应”，减少投资降低成本，并使管理更加简洁有效降低内耗，笔者认为在规划设计阶段，理清思路，确认功能范围，使两套系统优势互补可以从如下几个方面入手。 2.1 生产管理方面 由于MES系统承接企业上层系统下发的生产指令，在系统整合搭建中，CCS系统可以预留数据接口，用来接收MES系统所承接到的订单信息，通过生产管理模块进行排班生产，然后通过AVI系统进行车型批次调整、颜色编组等工作。 生产信息、班次管理由CSS系统收集及控制，车型信息通过读取MES系统数据确认，由AVI系统进行车身位置的跟踪，结合质量系统的数据，确认每个工段的车身状态，并在车身上绑定零部件及物料，每天更新库存情况上报物料需求。 2.2 设备管理方面 中控系统的核心功能是设备管理，包含所有设备的工艺/运行参数的收集及记录、运行情况、故障信息等等，MES系统侧重于生产管理，故设备管理方面可以全部由CCS系统进行控制。 2.3 质量管理方面 质量管理系统应由MES系统主要规划及设置，在每个质量控制点设置，或在每个工段设置专门的检查工位，配置专用的客户端或手持式的扫码设备，读取车身条码，记录每个质量控制点或每个检查工位的车身质量信息。 2.4 现场看板管理 现场的电子看板的设置可以根据配置情况进行灵活调整，如果CCS系统已规划现场看板，MES系统可以借助CCS系统的电子看板发布各种信息，如果CCS系统不做规划，仅在中控室做看板，那么MES系统最少应在现场设置一块信息发布的看板。 3 写在最后 汽车制造是一个非常复杂的系统化工程，每个整车厂也都有自己的企业文化和管理体系，信息化系统作为服务于生产的工具之一，系统的搭建方式和功能需求因为整车厂的不同而不同，甚至一个汽车集团，不同的生产基地对信息化系统的功能需求都可能有较大的差异，根据自身生产线、生产工艺、产品的特殊特性来制定适合自己的功能需求，才能搭建适合自己的信息化系统。