CN115903675A - 小件涂装生产制造过程管理系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

小件涂装生产制造过程管理系统，包括数据采集设备、物联网信息网关、中央服务器、生产制造过程管理系统、看板和客户端，数据采集设备包括扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表，看板为液晶显示器，扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表通过物联网信息网关与中央服务器以及液晶显示器电连接实现信息交互。本发明覆盖小件生产注塑、喷涂、冲焊三大工艺，从无到有，完全自治，不受外协件干扰，注塑、喷涂、冲焊自主设定算法进行智能排产，实现了小件生产全过程的排产及过程控制。

Description

小件涂装生产制造过程管理系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种管理系统，具体是小件涂装生产制造过程管理系统。

背景技术

汽车翼子板、保护杠、轮罩等塑料件，涂料在其表面难于附着，另外塑料件的耐热性差，热变形温度低，生产中选用涂料的烘干温度低于金属件所用涂料的烘干温度。因此塑料件涂装和金属件涂装在工艺和涂装材料等方面有很大不同，塑料件的涂装一般不和车身涂装混线生产，专门新建小件涂装生产线用于非金属件的喷涂。

但是，目前的国内汽车厂小件生产线主要针对喷涂线进行管理，小件涂装生产线的现有工艺流程为：上件→前处理→水分烘干→强冷→火焰处理→上遮蔽→除静电→喷底漆→流平→底漆烘干→强冷→底漆检查/打磨→除静电→喷色漆→流平→喷清漆→流平→面漆烘干→强冷→检查修饰→下件→不合格品返修。

不符合汽车产品制造全过程追溯管理，注塑、冲焊需要外协，无法控制生产质量，且无法指导汽车翼子板、保护杠、轮罩等塑料件准确排产，无法满足汽车整车生产制造全过程管理。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供小件涂装生产制造过程管理系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：小件涂装生产制造过程管理系统，包括数据采集设备、物联网信息网关、中央服务器、生产制造过程管理系统、看板和客户端，数据采集设备包括扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表，看板为液晶显示器，扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表通过物联网信息网关与中央服务器以及液晶显示器电连接实现信息交互。

进一步地，扫码枪、RFID、载码体用于采集工件型号、颜色、配置数据，并将数据传至中央服务器。

进一步地，传感器、能源仪表用于采集生产运行、停止、故障、水电气能耗数据并将数据传至中央服务器。

进一步地，中央服务器根据接收的来自物联网信息网关上传的数据，以及用户设定的不同工件的颜色、数量、型号、配置参数，来控制生产设备。

进一步地，客户端通过物联网信息网关接收来自中央服务器的信息，并对现场设备进行控制。

进一步地，液晶显示器通过网页访问中央服务器，并对现场注塑、喷涂、冲焊进行可视化作业指导。

进一步地，生产制造管理系统包含智能排产、过程控制、设备监控、仓储管理、统计分析，智能排产模块根据生产设备、物料、人员资源进行排产，包括注塑排产计划、喷涂排产计划、冲焊排产计划；过程控制模块根据数据采集设备探测的数据对生产设备进行过程跟踪及控制，包括工件型号、颜色、配置的数据下发与生产控制；设备监控模块对车间内所有机运设备、工艺设备、机器人设备的运转状况以及产量数据进行实时地数据采集和监控；仓储管理模块对注塑、喷涂、冲焊库区进行出仓库管理，包括出入库管理、库存管理、预警等；统计分析实现对各个工件产量、各能源计量设备的各种用能参数进行历史数据的查询和对比分析，通过分析趋势变化来辅助诊断系统运行过程中的潜在问题和规律。

本发明还涉及小件涂装生产制造过程管理系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、系统接收工厂整车订单，根据不同整车车型将订单进行拆分，分成翼子板、保护杠、轮罩塑料件，并统计数量、颜色、配置不同车型数据；

步骤二、智能排产根据小件车间人员、物料、设备资源，按照整车订单及生产节拍进行统一规划，设定甘特图，根据不同工艺节拍设定算法，生成小件车间注塑生产计划、喷涂生产计划、冲焊生产计划，并下发给各个工艺区域；

步骤三、从原材料到成品的全过程控制，首先注塑机根据系统下发的注塑生产计划，对翼子板、保护杠、轮罩塑料件进行换模生产；其次喷涂线根据系统下发的喷涂生产计划，按照工件的不同颜色、型号进行机器人喷漆；最后冲焊线根据系统下发的冲焊生产计划，按照高低配置进行冲焊；

步骤四、仓储管理对注塑库、喷涂库、冲焊库进行出入库管理，通过扫码枪扫描工件上的二维码读取工件信息，并进行入库、出库管理；设定各个库区安全库存，当低于安全库存时，推送给系统进行紧急生产补齐安全库存。

通过以上设置，本发明覆盖小件生产注塑、喷涂、冲焊三大工艺，从无到有，完全自治，不受外协件干扰，注塑、喷涂、冲焊自主设定算法进行智能排产，实现了小件生产全过程的排产及过程控制。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明的结构的工作逻辑框图。

具体实施方式

如图1所示，小件涂装生产制造过程管理系统，包括数据采集设备、物联网信息网关、中央服务器、生产制造过程管理系统、看板和客户端，数据采集设备包括扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表，看板为液晶显示器，扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表通过物联网信息网关与中央服务器以及液晶显示器电连接实现信息交互。

其中扫码枪、RFID、载码体用于采集工件型号、颜色、配置数据，并将数据传至中央服务器；传感器、能源仪表用于采集生产运行、停止、故障、水电气能耗数据并将数据传至中央服务器；中央服务器根据接收的来自物联网信息网关上传的数据，以及用户设定的不同工件的颜色、数量、型号、配置参数，来控制生产设备；客户端通过物联网信息网关接收来自中央服务器的信息，并对现场设备进行控制；液晶显示器通过网页访问中央服务器，并对现场注塑、喷涂、冲焊进行可视化作业指导。

生产制造管理系统包含智能排产、过程控制、设备监控、仓储管理、统计分析，智能排产模块根据生产设备、物料、人员资源进行排产，包括注塑排产计划、喷涂排产计划、冲焊排产计划；过程控制模块根据数据采集设备探测的数据对生产设备进行过程跟踪及控制，包括工件型号、颜色、配置的数据下发与生产控制；设备监控模块对车间内所有机运设备、工艺设备、机器人设备的运转状况以及产量数据进行实时地数据采集和监控；仓储管理模块对注塑、喷涂、冲焊库区进行出仓库管理，包括出入库管理、库存管理、预警等；统计分析实现对各个工件产量、各能源计量设备的各种用能参数进行历史数据的查询和对比分析，通过分析趋势变化来辅助诊断系统运行过程中的潜在问题和规律。

小件涂装生产制造过程管理系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、系统接收工厂整车订单，根据不同整车车型将订单进行拆分，分成翼子板、保护杠、轮罩塑料件，并统计数量、颜色、配置不同车型数据；

步骤二、智能排产根据小件车间人员、物料、设备资源，按照整车订单及生产节拍进行统一规划，设定甘特图，根据不同工艺节拍设定算法，生成小件车间注塑生产计划、喷涂生产计划、冲焊生产计划，并下发给各个工艺区域；

步骤三、从原材料到成品的全过程控制，首先注塑机根据系统下发的注塑生产计划，对翼子板、保护杠、轮罩塑料件进行换模生产；其次喷涂线根据系统下发的喷涂生产计划，按照工件的不同颜色、型号进行机器人喷漆；最后冲焊线根据系统下发的冲焊生产计划，按照高低配置进行冲焊；

步骤四、仓储管理对注塑库、喷涂库、冲焊库进行出入库管理，通过扫码枪扫描工件上的二维码读取工件信息，并进行入库、出库管理；设定各个库区安全库存，当低于安全库存时，推送给系统进行紧急生产补齐安全库存。

小件涂装生产线的工艺流程为：注塑→注塑件入库→注塑件出库→喷涂上件→烘干→强冷→火焰处理→上遮蔽→除静电→喷底漆→流平→底漆烘干→强冷→底漆检查/打磨→除静电→喷色漆→流平→喷清漆→流平→面漆烘干→强冷→检查修饰→喷涂下件→不合格品返修→喷涂件入库→喷涂件出库→冲焊→冲焊入库→冲焊出库→总装分装线。本系统包含小件生产的注塑、喷涂、冲焊三大工艺，不需要外协，全部由自己控制，完全实现了全过程管理。

本实施例中，其系统架构采用多层架构，从底层依次向上包括设备模块、通讯模块、数据模块、功能模块和终端显示模块，其中，设备模块包括水表、电表、天然气表等能源仪表，扫码枪、二维码打印机、RFID、载码体等工件信息设备，传感器、PLC等信号采集设备，液晶显示器、LED屏等目视化设备；通讯模块包括以太网环网以及物联网网关，支持TCP/IP、Modbus、Profinet等通讯协议；数据模块包括SQL Server数据库，将通讯模块采集上来的数据进行归类存储；功能模块包括智能排产、设备监控、过程控制、仓储管理、统计分析，根据特定的算法利用采集的数据进行排产计算建模，从而建立排产计算模型，下发给生产设备进行全过程控制。

在本实例中，在系统界面设定注塑存储安全库存（根据实际生产调整），当实际生产订单与工厂生产订单有差异或工件废弃时，调用安全库存补齐实际生产计划所需工件。

小涂全过程管理系统接收MES生产订单，假设每天16个小时工作时间，将MES计划以两小时为单位（时间可设定）划分为一组，共分为8组。在每一组内进行零配件统计，统计相同工件数量，同时统计库存数量，将计划数量与库存数量进行比较，如果计划数量≤库存数量，对该工件暂不生产；如果计划数量＞库存数量，优先对该工件进行生产；优先生产需要在小涂车间喷漆的工件，后生产不需喷漆的工件。

排产计划=（实际库存量-MES生产计划），如果排产计划＜0，则注塑排产计划=（MES生产计划-实际库存量）≤最大库存量，如果0＜排产计划＜最低库存量，注塑排产计划=实际库存量-MES生产计划+最小库存量 ≤最大库存量，排产计划＞最低库存量，则不排产。

在本实例中，在系统界面设定喷涂存储安全库存（根据实际生产调整），当实际生产订单与工厂生产订单有差异或工件废弃时，调用安全库存补齐实际生产计划所需工件。

接收MES生产计划，假设每天16个小时工作时间，将MES计划以两小时为单位（时间可设定）划分为一组，共分为8组。每个组按颜色及型号进行统计，统计相同颜色工件，以6个工件为一组进行智能排产。

排产计划=（实际库存量-MES生产计划），如果排产计划＜0，则喷涂排产计划=（MES生产计划-实际库存量）≤最大库存量，如果0＜排产计划＜最低库存量，喷涂排产计划=实际库存量-MES生产计划+最小库存量 ≤最大库存量，排产计划＞最低库存量，则不排产。

在本实例中，在系统界面设定冲焊存储安全库存（根据实际生产调整），当实际生产订单与工厂生产订单有差异或工件废弃时，调用安全库存补齐实际生产计划所需工件。

接收MES发送的整车总装PBS出库计划，小件冲焊线按照整车总装PBS出库计划进行智能排产，按照整车总装配置要求进行雷达支架等工件冲焊生产；喷涂后保险杠库按照冲焊生产计划进行出库，每个整车的配件为一组；冲焊之后质量检测，如果质检合格则入冲焊库，如果质检不合格，则反馈给MES，进行总装离队，同时进行注塑插单生产。

本实施例中，小件车间包括注塑、喷涂、冲焊三大工艺；小件车间全过程管理系统接收工厂整车订单后，根据注塑、喷涂、冲焊不同工艺要求进行智能排产。

如图1，小件车间全过程管理系统进行整个小件加工过程的管理控制，注塑过程控制：注塑机接收小件车间全过程管理系统下发的注塑生产计划并在液晶显示器上显示，并进行注塑件生产。在注塑机生产完之后，将工件信息生产同时打印条形码贴在工件上，合格件人工贴码并扫描入库，不合格件不贴码。喷涂件贴码，非喷涂件不贴码，非喷涂件跟喷涂件默认数量一致，非喷涂件出入库数量由人工输入。注塑生产完之后扫码进入注塑库。

1、注塑库仓储管理主要针对注塑件的入库、出库及库存管理。

注塑入库：每个料框设置一个条码，12个零件装一个料框里面，人工用扫码枪扫描料框上的二维码，相应的零件加12。

注塑出库：人工用扫码枪扫描料框条码，每扫一个条码，相应零件减12。

喷涂线过程控制：上件工位接收小件车间全过程管理系统下发的喷涂生产计划并在上件工位液晶显示器上显示，从注塑库中扫码获取该型号工件，以6个为一挂，并将工件信息发送给喷涂线输送PLC，PLC再将工件信息通过RFID写入载码体，机器人读取载码体中的工件信息，调取相应的程序进行喷漆，在喷完底漆、面漆并烘干等工序之后，进行涂装下线。

喷涂下件后进入质量检查工位，如果工件质检合格，则扫码进入喷涂库；如果工件质检不合格，则扫码进入返修工位，进行返修或者报废，并将结果上传给小件全过程管理系统，系统根据信息反馈进行重新排产。

2、喷涂库仓储管理主要针对喷涂件的入库、出库及库存管理。

喷涂入库：每个料框设置一个条码，12个零件装一个料框里面，人工用扫码枪扫描料框上的二维码，相应的零件加12。

喷涂出库：冲焊完成作为出库，没完成一个冲焊工序，相应零件减1。

冲焊线接收小件车间全过程管理系统下发的冲焊生产计划并在上件工位液晶显示器上显示，冲焊完成后，按照总装PBS队列进入总装分装线。

当所有工序完成后，小件全过程管理系统将收集到的数据进行大数据分析，分析注塑、喷涂、冲焊各个工序加工时间，通过优化算法，不断提升整体效率，提升生产节拍，实现最优生产。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.小件涂装生产制造过程管理系统，包括数据采集设备、物联网信息网关、中央服务器、生产制造过程管理系统、看板和客户端，其特征在于：数据采集设备包括扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表，看板为液晶显示器，扫码枪、RFID、载码体、传感器、能源仪表通过物联网信息网关与中央服务器以及液晶显示器电连接实现信息交互。

2.如权利要求1所述的小件涂装生产制造过程管理系统，其特征在于：扫码枪、RFID、载码体用于采集工件型号、颜色、配置数据，并将数据传至中央服务器。

3.如权利要求1所述的小件涂装生产制造过程管理系统，其特征在于：传感器、能源仪表用于采集生产运行、停止、故障、水电气能耗数据并将数据传至中央服务器。

4.如权利要求1所述的小件涂装生产制造过程管理系统，其特征在于：中央服务器根据接收的来自物联网信息网关上传的数据，以及用户设定的不同工件的颜色、数量、型号、配置参数，来控制生产设备。

5.如权利要求1所述的小件涂装生产制造过程管理系统，其特征在于：客户端通过物联网信息网关接收来自中央服务器的信息，并对现场设备进行控制。

6.如权利要求1所述的小件涂装生产制造过程管理系统，其特征在于：液晶显示器通过网页访问中央服务器，并对现场注塑、喷涂、冲焊进行可视化作业指导。

7.如权利要求1所述的小件涂装生产制造过程管理系统，其特征在于：生产制造管理系统包含智能排产、过程控制、设备监控、仓储管理、统计分析，智能排产模块根据生产设备、物料、人员资源进行排产，包括注塑排产计划、喷涂排产计划、冲焊排产计划；过程控制模块根据数据采集设备探测的数据对生产设备进行过程跟踪及控制，包括工件型号、颜色、配置的数据下发与生产控制；设备监控模块对车间内所有机运设备、工艺设备、机器人设备的运转状况以及产量数据进行实时地数据采集和监控；仓储管理模块对注塑、喷涂、冲焊库区进行出仓库管理，包括出入库管理、库存管理、预警等；统计分析实现对各个工件产量、各能源计量设备的各种用能参数进行历史数据的查询和对比分析，通过分析趋势变化来辅助诊断系统运行过程中的潜在问题和规律。

8.如权利要求1-7任意1项权利要求所述的小件涂装生产制造过程管理系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、系统接收工厂整车订单，根据不同整车车型将订单进行拆分，分成翼子板、保护杠、轮罩塑料件，并统计数量、颜色、配置不同车型数据；

步骤二、智能排产根据小件车间人员、物料、设备资源，按照整车订单及生产节拍进行统一规划，设定甘特图，根据不同工艺节拍设定算法，生成小件车间注塑生产计划、喷涂生产计划、冲焊生产计划，并下发给各个工艺区域；

步骤三、从原材料到成品的全过程控制，首先注塑机根据系统下发的注塑生产计划，对翼子板、保护杠、轮罩塑料件进行换模生产；其次喷涂线根据系统下发的喷涂生产计划，按照工件的不同颜色、型号进行机器人喷漆；最后冲焊线根据系统下发的冲焊生产计划，按照高低配置进行冲焊；

步骤四、仓储管理对注塑库、喷涂库、冲焊库进行出入库管理，通过扫码枪扫描工件上的二维码读取工件信息，并进行入库、出库管理；设定各个库区安全库存，当低于安全库存时，推送给系统进行紧急生产补齐安全库存。

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