IEIS 汽車行業解決方案

  行業典型需求

  隨著汽車制造的業務復雜度不斷提高，原有相對簡單的生產組織模式已經很難滿足不斷發展的業務需求，汽車企業需要一個能夠長期支撐業務發展的靈活而強大的系統平臺來支撐企業的發展。恩大施福順應行業發展需求，基于IEIS提出了針對性的解決方案。

  ● 如何適應混線生產。在焊接、總裝線上絕大多數為混線生產，并且每種車型有上百種組合配置，如何確保物料、部件、工裝、工藝、成本歸集等信息的準確清晰的匹配?

  ● 如何讓生產管理人員實時監控現場的生產情況和資源分配情況以及重要設備的允許情況，確保能夠及時、準確的完成計劃任務，同時較大化的利用生產資源，提高設備利用率?

  ● 如何快速的統計訂單的完成情況，甚至是對每臺車身的實時跟蹤，又如何制定較優的生產路徑，靈活的生產組織模式，提高整體生產效率和資產利用率?

  ● 如何及時把在線隊列信息和對應的物料需求數據進行發布，在盡量減少線邊庫存情況下，實現準時的物料拉動和及時的缺料預警，指導相關車間協同、精益生產?

  ● 如何通過統一的平臺實現ERP、SRM、DCS、機器人等管理及控制系統的統一集成，在消除信息化孤島前提下，又能保證系統的穩定性、開放性和安全性，適應業務擴展需求?

  IEIS 解決方案的架構及主要功能

  根據汽車行業的業務特點和需求，恩大施福平臺通過搭建工廠虛擬模型和企業應用平臺集成和生產過程數據采集， 構建一個以IEIS平臺為核心的實時虛擬工廠，圍繞IEIS平臺實現生產計劃管理和進度追蹤、生產過程監視和控制、物料拉動和協同生產、產品追溯、質量管理、信息發布等功能。

  ■ 系統構架

  作為企業生產控制的核心層，IEIS 平臺在企業管理層和生產控制層之間架起一座信息溝通和管理的橋梁。IEIS 橫向貫穿了從旱裝、涂裝到總裝廠的業務流程， 并與生產現場的各種異構的數據源實現數據集成和信息傳輸，縱向與企業的上層的信息管理系統進行數據交互，從SAP、MPS系統獲取生產計劃、BOM、成本收集器等數據， 信息流經過在車間層的傳輸過程中，MES把訂單執行情況反饋給SAP進行財務結算，形成一個閉環的生產信息流傳輸過程，在信息流動的同時， 伴隨著現場生產的進行不斷有各種生產層面的信息會補充到這個信息流上，通過IEIS 平臺實時的反映現場生產活動，為生產管理人員和決策者呈現一個真實的生產過程， 搭建一個從辦公室到生產現場的綠色通道，從而在下達指導生產的正確指令。IEIS 作為汽車綜合自動化的核心層，是連接相關信息管理和生產監控系統的中樞， IEIS通過豐富的數據訪問適配器可以從不同的數據源和接口(SAP、Oracle、SQL Server、Web service、Flat File等等)獲取用于指導生產的計劃數據， 其中IEIS的計劃管理模塊把生產計劃安裝車型、生產路由規則、各個車間的加工能力等條件進行排程，生成各旱裝廠的計劃上線隊列，各個產線的現場人員根據車身上線隊列提前準備相關的資源， 確保生產計劃能夠順利執行，在生產執行的過程中，通過與底層自動化設備進行通訊，把生產指令傳達下去，驅動自動化設備工作。在整個生產過程中，通過生產控制、質量管理、物料拉動、 生產跟蹤、設備被管理等功能模塊的協同工作幫助用戶實現精細化的生產管理，同時把來自現場的實時海量數據保存在歷史數據庫中， 再通過看板系統把看似簡單的數字轉換為各種統計報表和豐富的圖形化界面以Web的方式展示給各級用戶。

  ■ 工廠建模

  汽車的生產過程是典型的離散行業，從旱裝上線、涂裝到總裝下線的過程中，包含了形式多樣的生產單元和裝配線，這些生產設備承載了生產過程中的物料流， 同時拉動了信息流和資金流，是汽車生產的載體。對于汽車行業，如何把業務流程復雜，地理位置分布廣的各個車間快速建立成一個公共工廠模型是一個棘手的問題。 IEIS工廠建模就是把實際業務中的物理生產過程中涉及到的包括設備、資源、產品、人力等業務以及他們之間的邏輯關系進行抽象的描述，為IEIS 的各個功能模塊提供統一的工廠模型、 業務模型以及數據集成服務。 IEIS遵循S95國際標準的建模規范，結合離散行業的制造特點，為工廠建模提供了強大的支撐。在IEIS中，把工廠分為五個層次，包括了生產車間、生產線、制造單元、過程變量組和變量， 同時還包括了對生產計劃、對生產路徑、產品、過程控制參數、生產原因、加工能力、系統安全、報表顯示的定義等等。 靈活的建模平臺保證了當企業的生產組織模式發生變化時工廠模型與之同步更新的能力，適應汽車廠未來不斷的發展。

  ■ 信息集成

  汽車制造企業目前存在ERP/SRM等著多套信息管理系統，但是這些系統大都相互獨立，每個系統中都存在著重要的信息資源， 各系統的重要數據無法得到及時的共享，企業的信息流沒有完全打通。這樣就催生了企業應用集成(EAI)的應用，通過EAI來疏通企業的信息流， 把分散的系統整合起來，形成打破信息系統的孤島。通過使用IEIS 的企業連接器實現了對包括SAP、MPS、DCS、SRM和第三方檢測系統等數據源和MES的無縫銜接。

  ■ 制造執行與控制

  IEIS 平臺從不同的層次入手，實現從計劃下達開始到整車入庫的全流程的控制，控制范圍涵蓋了計劃、質量、總裝、涂裝、旱裝、庫存等方面， 在對生產過程監控的同時，獲取現場數據，幫助生產調度人員對控制策略進行調整，達到較優的生產組織模式，按時、保質、保量的完成既定的生產任務。

  ● 計劃管理 ――由于大部分生產線都是混流模式生產，如果后續制造工位不能提前獲取上線車身隊列信息，經常出現缺件、誤操作等情況， 給生產帶來很大的波動，很難實現穩態生產。系統接收到生產計劃后，根據車型、旱裝線產能、資源分配情況對計劃進行分解，形成一個虛擬的待上線車身隊列， 其車身數量與旱裝線的固化數量保持一致，旱裝線必須按照這個隊列的前后順序進行車身上線操作。這樣車間生產人員就可預知將要生產什么類型的車，需要準備哪些物料， 車身大概在什么時候能夠到達。同時，生產調度人員也可以根據現場情況對計劃進行干預，比如調整計劃的優先級別，插入緊急計劃，計劃狀態修改等操作。

  ● 生產隊列的控制 ――當每臺車身經過關鍵的控制節點時，系統都會進行記錄，當車身出現異常情況需要抬出生產隊列時，采用SET OUT功能， 將次車身從系統隊列移出，當車身需要重新歸隊的時候，進行SET IN操作，把車身插入相應的位置，保證系統隊列和實際隊列一致。 系統根據車身信息自動判別是否已經經過某個安裝工位，對于已經的安裝工位時，再次經過此工位時，系統會提示現場人員不需要進行操作，當到達第一個未安裝工位時， 系統會把此車身當成正常車身，提示現場人員進行整車操作。

  ● 車輛路由的控制 ―― 為了能夠充分利用制造資源，提高投資回報率和生產效率，不同整車廠的車身允許調撥到其他整車廠進行噴吐、總裝。 目前存在著大量的車輛調撥業務，在沒有MES系統之前，簡單的靠人工駁運經常出現錯拉、出入不平現象發生。MES系統中，可以靈活的配置車輛生產路徑， 在每個控制點，系統會根據車型、當前車身狀態提示用戶該車身允許的去向。調度人員也可根據從系統中統計的現場情況為每臺車身定義去向， 這樣，生產就嚴格按照配置的路由規則執行，同時監控到每個生產區域的車輛明細情況。

  ● 質量控制 ――― 產品的質量是汽車制造企業的生命線，IEIS 平臺對奇瑞汽車的生產過程進行了全流程的質量管理， 能夠自動糾正生產中的錯誤或向用戶提供決策支持提升產品質量，減少返工發生，提高生產效率。每臺車身的質量原因都會詳細的被記錄下來。 原因可以在Plant Application的原因樹上進行配置和分類管理，并且可以通過和檢測系統的通訊，自動獲取車身質量問題原因。 混線生產對安裝工位的人員要求很高，為了防止錯漏裝，在關鍵的裝配線，系統會打印出每臺車身的在該生產線的裝配指導和操作規范給操作人員。 對從制造現場采集的數據進行實時分析以保證良好的質量控制和發現生產中需要注意的問題。

  ● 對自動化設備的控制 ―― 系統具有和底層控制系統通訊的能力，把上線隊列信息、車身信息按照標志的通訊格式傳達給控制系統，實現自動化操作。 包括對打號機、噴涂機器人、配置表打印機、銘牌打印設備、合格證打印設備等系統的自動控制。降低了現場人員的勞動強度，同時避免了一些人為因素造成的誤操作。

  ● 裝車結算管理 ―― 總裝裝配數據經過匯總統計后需要返給SAP系統進行財務結算。車輛進入總裝后，需要對裝配結算件進行掃描， 每個結算件的物料條碼都按照統一的編碼規則，包含了物料編碼、供應商編碼、批次號等信息。工廠建模時把總裝的裝配工位按照父節點和子節點劃分， 父節點作為掃描點，負責子節點裝配結算件的數據采集，結算件的物料編碼和VIN號綁定后記錄到MES系統中。系統定時對完工車身進行校驗， 如果車身結算件和定義的結算件列表不符合，系統不對其裝配物料進行結算，現場人員通過報表查看物料的錯漏裝數據后，對車身進行補掃操作并校驗通過才能進行財務結算。

  ● 過程控制點管理 ―― 為了達到對生產區間的統計分析，系統建模時配置了分布在生產現場的控制點，這些控制點存在著上下游關系和生產路徑， 保證現場掃描車身時不會出現由于錯掃而發生的隊列次序錯誤現象出現，并且在關鍵的控制點上對車身狀態進行校驗，維護生產隊列的前后一致性，為其他功能模塊提供可靠的隊列和車身統計信息。

  ● 車輛裝配追溯 ―― 為了達到國家對汽車召回制度的要求，需要對每臺車身的制造過程進行詳細的記錄和備案。 系統對車身在總裝的裝配過程進行全程記錄，狀態信息包括：工廠、車間、生產線、工位、操作人員、車型、物料、供應商、批次號、數量、車身狀態、生產路由、返工情況等過程信息。 提供多種歷史記錄查詢報表，實現針對每臺車身生產過程的可追溯查詢。

  ● 物料拉動和生產協同 ―― 對于混線生產，一方面生產具有連續性，另外需要物料種類多，對物料的配送要求非常高，為了減少物料的中間庫存數量， 降低資金占用率，必須實現物料供應的精確配送，要求在準確的時間、把準確數量的物料送達正確的安裝工位，通過對生產隊列和車身類型的監控和識別，及時把要料信息傳遞給物流系統， 實現物料精確配送。另外發動機和變速箱廠、分裝工位需要按照實際的車身隊列進行組織生產，系統把車身隊列和對應的發動機、變速箱型號等信息按照隊列順序傳遞給發動機、 變速箱廠以及分裝工位，實現不同產線和工位的協同生產。報表和信息門戶 ―― IEIS平臺收集了制造過程中海量的計劃、生產、質量、物料等信息， 如何快速的搭建一個平臺把信息實現共享，如何從這些數據中提取有價值的商業信息。MES平臺需要一個功能強大、易于使用、 基于Web的生產數據可視化的數據分析和報表發布工具。Proficy Real-Time Information Portal就是這樣的一個信息發布工具，可從多種數據源獲取實時和歷史數據， 通過簡單的配置即可實現復雜的數據報表和豐富多樣的各種分析圖表。

  ● IEIS解決方案的實施效益

  在IEIS平臺支撐下，可以提升生產管理和控制能力，以應對對日益復雜的市場環境和業務流程快速變化需求。同時通過IEIS系統的協調下， 可以充分發揮ERP等各個業務管理系統的特點和產出，實現汽車制造過程中的“信息流”、“物料流”、“資金流”的三流合一，達到了精益化生產的效果， 為汽車行業智能工廠建設，實現智能生產打下了堅實的基礎。