CN102354210A - 一种汽车装配车间质量预警系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车装配车间质量预警系统，包括数据库系统、车身零部件对比模块、车身VIN码扫描模块、零部件信息模块和预警模块，数据库系统用于存储车型和车身信息；车身VIN码扫描模块用于扫描工位上的车身信息；零部件信息模块用于传输装配时的零部件信息及操作者的身份信息；车身零部件对比模块用于判断车型与零部件是否对应；预警模块包括显示屏和声光报警器，用于显示所述车身零部件对比模块发送的对比信息，并且在对比信息为不对应时激活预警模块中的声光报警器发出警报。本发明运用新的防错预警方式，实现了汽车装配线上零部件及零部件装配顺序防错预警，提高了防错预警系统的适用范围，能够提供相对完整详细的质量追溯数据，有效防止装配错误，提高装配效率。

Description

一种汽车装配车间质量预警系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车装配车间的质量预警系统，可以实现大部分装配零件及装配顺序的防错预警，并实现质量追溯。

背景技术

近年来，随着汽车消费市场需求的个性化和多样化，汽车装配也从传统的单一品种、大批量生产向多品种、中小批量转化。对汽车生产厂家而言，不仅对同一种产品需要提供不同的配置，而且还要根据不同的消费结构在同一时期生产不同的车型，汽车总装的混流生产已变得非常普遍。

汽车的装配制造过程属于高度劳动力密集类型生产，汽车产品本身比较复杂，装配零件众多，再加上混流生产的普遍使用，不同车型需要配置不同的零部件，装配过程中出现漏装错装的问题在所难免，而一旦整车出现的错漏装问题进入市场就会引起顾客的不满，因此对企业来说，如何开发普适的防错系统及完整的质量追溯体系来提高制造质量水平就显得尤为重要。

现有的汽车混流装配生产线防错系统主要有两种，第一种系统通常包括数据库、显示屏、报警装置、扫描枪、零部件条形码、软件系统等，数据库用于存储该装配车间的车型及相应车型的装配零部件，显示屏用于显示装配线上车型要装配的零部件，报警装置用于在装配发生错误时提醒操作者，扫描枪用于扫描车身VIN码和零部件条形码，软件系统装配防错系统和指示系统。在装配前，先在要进行装配防错的零部件上贴好条形码，汽车在进入该装配工位后，操作者先扫描车身VIN码确定要装配的零部件，然后进行装配。装配完成以后使用扫描枪扫描零部件上的条形码，如果出现错装现象，就必须拆除重新装配。

第二种系统通常包括数据库、数据传输模块、部件拾取传感器、显示屏、软件系统等。数据库用于存储该装配车间的车型及相应车型的装配零部件信息，数据传输模块用于管理系统数据的交换和传输，部件拾取传感器对相应的零部件进行计数，显示屏用于显示装配线上车型要装配的零部件及其他装配信息，软件系统用于控制装配防错系统和指示系统。当车身进入相应的装配工位时，软件系统根据车身型号从数据库中获取相应车型的零部件信息，并发送装配线品种的文字指示给变速箱品种显示屏。操作者根据显示屏上的信息拾取零部件，当部件拾取传感器检测到已经拿取了相应装配数量零部件的动作后，开始指示下一个装配零部件。

现有防错系统的缺点是零部件必须和条码或部件拾取传感器建立一一对应关系才能进行防错，在装配零部件众多的情况下，要对大量的对应关系数据进行维护，给零部件和条码的管理造成了很大的困难，同时提高了过程出错的几率，降低了效率，从而使该技术的在汽车装配零部件中的推广范围受到了限制；同时没有建立准确详细的产品零部件质量追溯数据库。

发明内容

本发明的目的在于为汽车装配车间提供一种质量预警系统，该系统能够避免现有装配防错预警系统繁琐的操作过程，以方便快捷的组网方式实现汽车装配线上零部件及零部件装配顺序防错预警，提高防错预警系统的适用范围，提供相对完整详细的质量追溯数据，有效防止装配错误，提高装配效率。

采用的具体技术方案为：

本发明提供的汽车装配车间质量预警系统，包括数据库系统、车身零部件对比模块、车身VIN码扫描模块和零部件信息模块。所述车身零部件对比模块分别与数据库系统、车身VIN码扫描模块、零部件信息模块和预警模块相连。

数据库系统包括车型信息数据库和质量追溯数据库。所述车型信息数据库位于公司服务器上，可以与企业ERP系统实现集成，该数据库中包含了公司现阶段生产的所有车型信息，以及每种车型的对应的装配零部件信息，该数据库定期向车身零部件对比模块发送车型装配零部件信息。所述质量追溯数据库用于存储每个车身在各个工位所装配的零件批次、零部件供应商、装配操作者信息和装配过程信息等关键质量数据。

车身VIN码扫描模块，包括VIN码卡扫描装置和VIN码记录卡。所述VIN码记录卡贴在车身或车身输送工具上，用于记录每辆车身份码VIN码。所述VIN码卡扫描装置固定于每个工位上，当车身经过该工位的VIN码扫描装置时，所述扫描装置迅速读取VIN码记录卡上的VIN码，并通过无线网络传送给车身零部件对比模块以确定所要装配汽车的车型。

零部件信息模块包括零部件信息处理装置和手持磁卡两个部分。手持磁卡用于身份辨识，磁卡中包含装配操作者的身份信息。装配零部件前先在对应零部件信息处理装置上刷手持磁卡，然后取零部件，所述零部件信息处理装置扫描磁卡后，将该零部件信息处理装置中存储的零部件信息及磁卡对应的身份信息一起传送至车身零部件对比模块。每个工位上有若干个所述零部件信息处理装置，该装置与汽车零部件一一对应，不同零部件对应不同的零部件信息处理装置，所述零部件信息处理装置包括存储器、读卡装置、控制程序和无线芯片四个主要部分，存储器中保存该零件的名称、生产批次、生产日期、生产厂商等零部件关键信息，上述信息由零部件供应商提供，并由物料供应人员初始化写入；读卡装置用于读取手持磁卡；控制程序用于控制零部件信息处理装置中信息的发送；无线芯片用于将零部件信息及操作者身份信息通过无线网络发送给车身零部件对比模块。

预警模块包括LED显示屏和声光报警器，该模块位于每个工位最显眼的地方，LED显示屏用于显示所述车身零件对比模块传送的装配零部件信息，出现装配错误时进行提示；声光报警器用于在出现错漏装操作时的声光报警。

车身零部件对比模块包括四个子模块：传输模块、存储模块、查询与对比模块、判定与统计模块。所述传输模块用于接收车型信息数据库、车身VIN码扫描装置、零部件信息处理装置发送的数据，同时发送数据到质量追溯数据库和预警模块。存储模块用于存储车型信息数据库发送过来的车型装配信息，并在装配过程中对装配零部件信息和装配过程信息进行缓存。查询与对比模块用于查询车身VIN码对应的车型及该车型的装配信息，在装配过程中，该模块还对装配的零部件与该车型规定的装配零部件进行对比。判定与统计模块对上述查询与对比模块的对比结果进行判断，看是否出现装配错误，若出现错误则将相应的错误信息通过传输模块发送到预警模块，并对每次装配操作过程中所消耗的时间及操作失误次数进行统计，作为绩效数据。

通讯网络采用有线和无线相结合的方式进行组网。所述车身零部件对比模块与数据库系统、预警模块之间采用有线总线型组网方式；所述车身零部件对比模块与零部件信息模块、车身VIN码扫描模块之间采用无线星型组网方式。

装配车间质量预警系统实现质量预警的具体过程如下：

(1)车型信息数据库将近期计划生产的车型信息发送至所述车身零部件对比模块中。

(2)车身进入该工位以后，所述车身VIN码扫描装置扫描车身VIN码记录卡，并将VIN码上传至所述车身零部件对比模块中。所述车身零部件对比模块按照VIN码查询并调取该车型的装配零部件信息，并将该工位应该装配的零部件信息发送到相应工位的预警模块。

(3)预警模块将所述车身零部件对比模块发送过来的车型的装配零部件和装配顺序显示在该工位LED显示屏上。

(4)操作者按照所述LED显示屏上的装配信息进行安装，在取零部件前在对应零部件信息处理装置上刷一下所述手持磁卡，所述零部件信息处理装置上传该零件相关信息及装配操作者身份信息至所述零件对比模块。

(5)所述车身零部件对比模块将所述零部件信息处理模块发送过来的零部件信息与该车型规定的装配零部件信息进行对比，若出现装配零部件与该车型不符或装配顺序错误，所述车身零部件对比模块发送信号激活声光报警器，报警器发出警报提示错误，并在LED屏上显示错误原因。

(6)按下报警取消键，并根据错误信息重新安装。

(7)装配完成后，按下完成按钮，所述零件对比模块再次校验所装配的零部件信息，若出现装配错误则进行重新装配。若经校验未发现安装错误则本次装配完成，所述零件对比模块将此次装配车身VIN码、车身装配的零部件、操作操作者信息以及操作过程数据上传至质量追溯数据库。

与已有技术相比，本发明的优点是：

克服原有防错系统必须建立零部件与条码或零部件拾取传感器建立一一对应关系才能进行防错的缺点，大大扩大了装配防错预警系统在零部件中的适用范围。

改变了原有的防错预警方式，采用手持磁卡进行质量预警操作，操作方便快捷，简化了装配防错预警过程，提高了装配效率。

建立相对完整详细的质量追溯数据库，能实现大部分零部件的质量数据管理，员工与手持磁卡一一对应，可以落实装配质量责任到人。

可以同时实现装配零部件及装配顺序的预警，保证装配工艺正确。

所述质量预警系统的零部件扫描装置和车身VIN码扫描装置，采用无线网络技术与车身零部件对比模块相连，便于装配车间布局及装配工位零部件的调整。

附图说明

图1为本发明实施例的系统网络拓扑结构图；

图2为本发明实施例中零部件信息处理装置结构示意图；

图3为本发明的系统结构示意图；

图4为本发明的系统工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

一种汽车装配车间质量预警系统，可以实现大部分装配零件及装配顺序的防错预警，并实现质量追溯。图1为本发明一种汽车装配车间质量预警系统的一个实施例的拓扑结构图。

图1中标记说明：100-101为数据库；200为车身零部件对比模块；300为交换机；400为无线通讯基站；500为预警模块；600-603为零部件信息处理装置；700-701为手持磁卡；800为VIN码卡扫描装置；900为VIN码纪录卡。该系统主要模块包括100、101组成的数据库系统；车身零部件对比模块200；零部件信息处理装置600-603与手持磁卡700-701组成的零部件信息模块；VIN码卡扫描装置800与VIN码记录卡900组成的车身VIN码扫描模块。所述车身零部件对比模块分别与数据库系统、车身VIN码扫描模块、零部件信息模块和预警模块相连。

以下对本发明系统进行详细介绍：

所述100、101组成数据库系统，位于公司总服务器上，由车型信息数据库和质量追溯数据库组成。所述车型信息数据库，可以与企业ERP系统实现集成，该数据库中包含了公司现阶段生产的所有车型信息，以及每种车型的对应的装配零部件信息，该数据库定期向车身零部件对比模块发送车型装配零部件信息。所述质量追溯数据库用于存储每个车身在各个工位的所装配得零件批次、零部件供应商、装配操作者信息和装配过程信息等关键质量数据。

所述200为车身零部件对比模块，包括四个子模块：传输模块、存储模块、查询与对比模块、判定与统计模块。所述传输模块用于接收车型信息数据库100、VIN码卡扫描装置800、零部件信息处理装置600-603发送的数据，同时发送数据到质量追溯数据库101和预警模块500；存储模块用于存储车型信息数据库100发送过来的车型装配信息，并在装配过程中对装配零部件信息和装配过程信息进行缓存；查询与对比模块用于查询车身VIN码对应的车型及该车型的装配信息，在装配过程中，该模块还对操作者装配的零部件与该车型规定的装配零部件进行对比；判定与统计模块对上述查询与对比模块的对比结果进行判断，看是否出现装配错误，若出现错误则将相应的错误信息通过传输模块发送到预警模块500，并对每次装配操作过程中所消耗的时间及操作失误次数进行统计，作为绩效数据。

所述300为交换机，用于连接各个无线通讯基站400、预警模块500和车身信息对比模块200，实现数据交换。本实施例中，所述交换机300可为工业以太网交换机。

所述400为无线通讯基站，位于装配工位上。用于接收零部件信息处理装置600和VIN码卡扫描装置800所发送过来的数据，并经过交换机300将数据传输给车间主机。

所述500为预警模块，包括LED显示屏和声光报警器，该模块位于每个工位最显眼的地方，LED显示屏用于显示所述车身零件对比模块传送的装配零部件信息，出现装配错误时进行提示；声光报警器用于在出现错漏装操作时的声光报警。

所述600-603为零部件信息处理装置，一个装配工位上有若干零部件信息处理装置，不同零部件对应于不同的信息处理装置。如图2所示为本实施例中零部件信息处理装置的结构示意图，零部件信息处理装置600-603由单片机、读卡装置、SOC无线芯片、指示灯、天线和电源组成。单片机有两个作用，一个是在RAM存储器中保存该信息处理装置对应的零件的名称、生产批次、生产日期、生产厂商等零部件关键信息，上述信息由零部件供应商提供，并由物料供应人员初始化写入，另一个作用是在单片机中写入控制程序，控制零部件信息处理装置中信息的发送；读卡装置用于读取手持磁卡；指示装置用于指示零部件信息处理装置是否通电以及提醒操作者在刷手持磁卡时是否生效；无线芯片用于将零部件信息及装配操作者身份信息通过无线网络发送给车身零部件对比模块200。

所述700-701为手持磁卡，每位操作者都拥有一个单独的手持磁卡用于身份辨识，磁卡中包含操作者的身份信息。

所述800为车身VIN码扫描模块，包括VIN码卡扫描装置800和VIN码记录卡900。所述VIN码记录卡贴在车身或车身输送工具上，用于记录每辆车身份码VIN码。所述VIN码卡扫描装置800固定于工位上，当车身经过该工位的VIN码扫描装置时，所述扫描装置800迅速读取VIN码记录卡900上的VIN码，并通过无线网络和无线通讯基站传送给车身零部件对比模块200，车身零部件对比模块200通过查询操作确定所要装配汽车的车型。本例中车身VIN码卡扫描装置可为RFID阅读器。

所述900为车身VIN码纪录卡，贴在车身或车身输送工具上。用于记录每辆车身份码VIN，车身VIN码扫描模块读取该卡片中的VIN码后传送给车身零部件对比模块200，以确定所要装配汽车的车型。本例中车身VIN码记录卡可为RFID电子标签。

下面结合图1、图2所示汽车装配车间质量预警系统示意图来说明系统功能的实现过程。

步骤1，拟定生产计划，调取车型信息数据库100中近期将要生产的车型信息发送至车身零部件对比模块200，并保存在车身零部件对比模块的子模块存储模块中。

步骤2，车身进入该工位以后，VIN码卡扫描模块800扫描车身VIN码记录卡900，并将扫描到的VIN通过无线通讯基站400和交换机300上传至车身零部件对比模块200，所述车身零部件对比模块200按照VIN码查询并调取相应车型的装配零部件信息，并将该工位车身应该装配的零部件名称及装配顺序发送给预警模块500。

步骤3，预警模块500将车身零部件对比模块200发送过来的装配信息显示在LED显示屏上。

步骤4，操作者按照LED上显示的装配零件及装配顺序进行安装。操作者取零件前先在相应零部件信息处理装置上刷一下手持磁卡，所述零部件信息处理装置将零件信息及装配操作者身份信息通过无线通讯基站400和交换机300发送到车身零部件对比模块200暂时保存。

步骤5，车身零部件对比模块200将零部件信息处理装置600-603发送过来的零部件信息与该车型的装配信息进行对比，若出现装配零部件错误或装配顺序错误，车身零部件对比模块200发送信息激活声光预警模块500，声光报警器发出警报提醒操作者安装错误，LED屏上显示装配错误的原因。

步骤6，操作者查看报警信息并按下报警取消按钮，并根据错误原因重新装配。车身零部件对比模块200对此次错误的装配操作进行记录。

步骤7，装配完成后，车身零部件对比模块200对该车身在该工位上装配过的零部件进行再次确认，若未出现报警，操作者按下完成按钮结束此次装配，车身零部件对比模块200将此次装配过程中的车身及该车身对应的装配零部件信息、操作错误信息、工位信息、装配的操作者信息等通过局域网上传到质量追溯数据库101。

Claims (7)

1.一种汽车装配车间质量预警系统，其特征在于，包括数据库系统、车身零部件对比模块、车身VIN码扫描模块、零部件信息模块和预警模块，所述车身零部件对比模块分别与数据库系统、车身VIN码扫描模块、零部件信息模块和预警模块相连，其中，

所述数据库系统用于存储车身信息，包括每种车型对应的装配零部件信息，以及每个车身的装配信息；

所述车身VIN码扫描模块用于扫描工位上的车身，获取该车身上待装配的零部件信息，并输入到所述车身零部件对比模块；

所述零部件信息模块用于存储该模块对应的零部件信息，并将对应的零部件信息和操作者身份信息传送到所述车身零部件对比模块，用于装配完成后的质量追溯；

所述车身零部件对比模块用于将数据库系统中的装配零部件信息与工位车身装配的零部件信息进行对比，判断出车型与零部件是否对应，并将对比信息和判断结果发送到预警模块；

所述预警模块包括显示屏和声光报警器，用于显示所述车身零部件对比模块发送的对比信息，并且在判断结果为不对应时，激活预警模块中的声光报警器发出警报，实现对装配质量的控制。

2.根据权利要求1所述汽车装配车间质量预警系统，其特征在于，所述车身零部件对比模块包括传输模块、存储模块、查询与对比模块、以及判定与统计模块，其中，所述传输模块用于接收车身VIN码扫描装置和零部件信息处理装置发送的数据，同时发送数据到预警模块，所述存储模块用于存储车型信息数据库发送过来的车型对应的装配零部件信息，并在装配过程中对车身装配的零部件信息和装配过程信息进行缓存，所述查询与对比模块用于查询车身VIN码对应的车型及该车型对应的装配零部件信息，该模块还在装配过程中对待装配的零部件与该车型规定的装配零部件进行对比；所述判定与统计模块对上述查询与对比模块的对比结果进行判断，并将对比结果和判断结果通过传输模块发送到预警模块，该判定与统计模块还对操作者每次装配操作过程中所消耗的时间及操作失误次数进行统计。

3.根据权利要求1或2所述汽车装配车间质量预警系统，其特征在于，所述的车身VIN码扫描模块，包括VIN码卡扫描装置和VIN码记录卡，所述VIN码记录卡贴在车身或车身输送工具上，用于记录每辆车的VIN码，所述VIN码卡扫描装置固定于每个工位上，当车身经过工位时，所述VIN码卡扫描装置读取该车身的VIN码，并传送给车身零部件对比模块以确定所要装配汽车的车型。

4.根据权利要求1-3之一所述汽车装配车间质量预警系统，其特征在于，所述零部件信息模块包括零部件信息处理装置和磁卡，所述磁卡中包含操作者身份信息，用于身份辨识；所述零部件信息处理装置用于存储该零部件信息模块对应的零部件信息，当零部件信息处理装置扫描磁卡时，磁卡中的身份信息被读取，并连同零部件信息一起发送至所述车身零部件对比模块。

5.根据权利要求1-4之一所述汽车装配车间质量预警系统，其特征在于，所述数据库系统上还存储有每个车身在各个工位所装配的零件批次、零部件供应商、装配操作者信息和装配过程信息，以用于质量追溯。

6.应用权利要求1-5之一所述的汽车装配车间质量预警系统进行质量预警的方法，具体包括如下步骤：

(1)待装配车身进入工位，所述车身VIN码扫描装置扫描车身VIN码记录卡，并将VIN码上传至所述车身零部件对比模块中，所述车身零部件对比模块按照VIN码查询并调取该车型的装配零部件信息，并将该工位应该装配的零部件信息发送到相应工位的预警模块；

(3)所述预警模块将所述车身零部件对比模块发送过来的车型的装配零部件和装配顺序显示在显示屏上；

(4)装配前，零部件信息处理装置扫描磁卡，获取操作者的身份信息，并连同存储在所述零部件信息处理装置中的零部件信息，一起上传到所述零部件对比模块；

(5)所述车身零部件对比模块将上述上传的零部件信息与数据库系统中该车型规定的零部件信息进行对比，做出判断，并将对比信息显示于预警系统在该工位的显示屏上，并且在判断结果为不对应时，激活预警模块中的声光报警器发出警报。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法中还包括所述零部件对比模块将装配过程中的装配车身VIN码、车身装配的零部件、操作者信息以及操作过程信息上传至数据库系统，以用于质量追溯。

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