装配生产车间制造执行系统(MES)设计

    制造执行系统(ManufacturingE xecutionS ystem，MES)的概念形成于20世纪80年代末，90年代逐步完善并得到迅速发展。美国先进制造研究机构AMR将MES定义为：“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为计划的执行而跟踪所有资源(人、设备、物料)的当前状态。本文结合大型汽车变速箱装配线MES系统的设计与开发实践，对MES系统的体系、功能结构及相关技术进行介绍。

一、装配生产线配置分析

    装配生产车间的设备系统主要包括以下四类：装配生产线、装配线料架、物料仓库和送料系统。

    根据企业确定的系统设计目标，追踪当前技术发展趋势，建设一个自动化程度高的装配生产车间，相关设备选用了先进的装配生产线、智能料架、智能立体仓库和智能送料小车，并通过制造执行系统将各类设备和系统有机地集成起来，达到生产过程的高度自动化。

    1.装配生产线

    包括流水线装配小车、装配工具和设备，装配小车采用新型的轨道导向小车(Rail Guided Vehicles， RGV)和自动导向小车(Automatic Guided Vehicles， AGV)，取代配置相对复杂而且机动性差的输送机系统。

    2.装配线料架

    采用智能料架管理，实现各个工位主要零部件的上料、用料、存储的自动计数等功能，以便于物料的申请与配送，提高供料自动化程度。

    3.零部件仓库

    存放零部件的堆场有：主仓库、部件装配车间、自制件仓库等。其中，主仓库采用智能化的立体仓库，实现自动化出料。

    4.物料配送系统

    采用激光导向小车(Laser Guided Vehicles，LGV)进行物料配送。激光导引方式与电磁、光学、惯性导引方式相比，具有停止精度高，自主性强，智能化程度高，适应性、灵活性强，路径的扩充和更改更为方便，安装成本低，运行可靠性高等优点。

二、装配生产物流、数据流分析

    1.系统主要物流

    为了设计出合理的MES系统功能结构，需要分析装配车间物流变化，主要包括以下几个环节：

    1)制订装配生产计划：计划部门根据市场需求等情况制订装配计划。

    2)仓库进货、备料：为保证装配计划的实施，采购部门采购零部件并进货人库。

    3)仓库出料：按装配生产任务，从智能仓库中以一定的节奏出料到配送中心。

    4)小车送料：运料LGV小车将零部件从配送中心运到相应装配工位，上料架。

    5)工位装配：各个工位按装配工艺将相应零部件进行装配。

    6)下线入库：完成装配并经检测的产品下线，入成品缓存区。

    7)销售出库：按生产订单，将相关的成品出库运出生产车间。

    2.系统主要数据处理

    流程与物流对应的主要数据处理流程如图1所示。

图1 MES系统数据处理流程