項目背景
宇通客車是亞洲最大的客車生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)客車近3萬輛，產(chǎn)值近百億。
通過多年的努力，宇通客車信息化工作取得了長足的進展，到目前為止，企業(yè)成功的實施了SAP R/3系統(tǒng)，為企業(yè)管理能力的提升，提供了強有力的技術(shù)保障。
在成功實施了SAP之后，宇通人并沒有滿足，結(jié)合自己的實際需求，開始了MES的實施工作。為使企業(yè)早日成為數(shù)字化企業(yè)，進一步提高企業(yè)的核心競爭力，開始了新的征程。
在全面了解MES的理念、技術(shù)的前提下，在綜合考察了汽車行業(yè)實施MES取得的成功經(jīng)驗及失敗教訓的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)自身的實際需求及客車制造行業(yè)本身的特點，確定先從客車生產(chǎn)過程追蹤入手，開始宇通客車MES的實施工作，并選擇了中國科學院沈陽自動化研究所作為其MES實施伙伴。
中國科學院沈陽自動化研究所是國立的科研機構(gòu)，致力為企業(yè)提供先進制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)、整體解決方案。沈陽自動化研究所自九十年代中期開始了MES方面的研究、開發(fā)、及工程應(yīng)用工作。在汽車、冶金、煙草等行業(yè)取得了十余項成功的應(yīng)用案例，具有豐富的MES實施經(jīng)驗，是國內(nèi)領(lǐng)先的MES全套解決方案供應(yīng)商。同時，沈陽自動化所也是GE授權(quán)的軟件高級解決方案供應(yīng)商（PSP）。
項目需求
在宇通客車確定了實施MES的戰(zhàn)略目標后，如何確定具體的實施策略，就成為宇通客車與MES解決方案供應(yīng)商面對的首要問題。
雖然同屬汽車行業(yè)，但客車生產(chǎn)與轎車生產(chǎn)存在極大的不同?？蛙嚿a(chǎn)是一個人工密集、資金密集、技術(shù)密集的行業(yè)?？蛙嚿a(chǎn)以手工制造為主，自動化程度較低?？蛙嚿a(chǎn)定制化程度高，屬于多品種小批量的生產(chǎn)方式?？蛙嚿a(chǎn)工藝復雜，特別是涂裝生產(chǎn)?？蛙嚿a(chǎn)周期長，一般從焊裝開始到試交入庫，需要一周左右的時長。
在焊裝階段一般采用流水線的生產(chǎn)組織方式；但到了涂裝階段，一般則采用抽屜式的生產(chǎn)組織方式，車動人亦動；之后在總裝階段，采用流水線的生產(chǎn)組織方式；而之后的鋪椅、試交階段，則采用以生產(chǎn)工位為核心的組織方式，同樣車動人亦動。總體而言，客車生產(chǎn)，由于生產(chǎn)方式及生產(chǎn)工藝的特殊性，生產(chǎn)組織形式完全不同于轎車生產(chǎn)，是以流水線生產(chǎn)為輔，以工位生產(chǎn)為主的生產(chǎn)模式。
正是由于客車生產(chǎn)組織方式的特殊性，為客車生產(chǎn)管理增加了極大的復雜性，使得客車生產(chǎn)MES，同轎車生產(chǎn)相比有了很大的不同。為客車生產(chǎn)過程追蹤，生產(chǎn)計劃編制，生產(chǎn)指揮調(diào)度等MES管理功能的實現(xiàn)，帶來了極大的挑戰(zhàn)。
在實際生產(chǎn)管理中，經(jīng)常出現(xiàn)：人找不到車，車找不到人；有車無盤，有盤無車；有位無車，有車無位；有車無料，有料無車等現(xiàn)象。現(xiàn)場生產(chǎn)管理的混亂，使得客車生產(chǎn)指揮調(diào)度無準確的依據(jù)，生產(chǎn)效率不高，交貨期延長，物料供給不及時，出現(xiàn)錯漏裝現(xiàn)象等等。
通過我們對宇通客車MES深入仔細的分析，我們認為，客車生產(chǎn)過程追蹤，是宇通MES的基礎(chǔ)，是全面實施宇通MES的關(guān)鍵所在，也是生產(chǎn)管理人員最急迫得需求。
解決方案
1.總體思路
由于客車生產(chǎn)是一種開放式的、非流水線的生產(chǎn)方式，且生產(chǎn)工位與生產(chǎn)工藝階段不存在嚴格的一一對應(yīng)關(guān)系，因而若實施客車生產(chǎn)過程追蹤，必須首先實現(xiàn)客車生產(chǎn)中的車輛位置追蹤；在位置追蹤的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝階段的追蹤；以及在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)生產(chǎn)質(zhì)量追蹤，生產(chǎn)人員追蹤，物料追溯等MES功能。所以，客車生產(chǎn)追蹤的核心是車輛位置追蹤。
為了實現(xiàn)車輛位置追蹤，我們依據(jù)宇通的生產(chǎn)現(xiàn)狀，以及宇通MES的總體規(guī)劃，將宇通客車占地約百萬平米的生產(chǎn)場地，劃分為四百個左右的位置區(qū)域，覆蓋了宇通客車的焊裝、涂裝、承裝、鋪椅、試交、入庫等絕大部分生產(chǎn)過程。區(qū)域可分為兩大類，一類是工作區(qū)域，用于客車生產(chǎn)；另一類是輔助區(qū)域，用于車輛暫存及異常處理。
其中，將焊裝生產(chǎn)車間劃分為8個生產(chǎn)區(qū)域（每條線2個），5個輔助區(qū)域（每條線各一個，設(shè)置了一個公用輔區(qū)）。8各生產(chǎn)區(qū)域設(shè)置了8個信息采集點，每條線頭尾各一個。5個輔助區(qū)域，各設(shè)置一個信息采集點。
考慮到下一階段的生產(chǎn)指揮調(diào)度的需求及涂裝得抽屜式生產(chǎn)方式特點，涂裝生產(chǎn)車間生產(chǎn)場地劃分為近235個生產(chǎn)區(qū)域，每個區(qū)域設(shè)置一個信息采集點。
承裝生產(chǎn)車間的生產(chǎn)場地則劃分為31個生產(chǎn)區(qū)域，其中，與涂裝得交接區(qū)及生產(chǎn)準備區(qū)17個，裝配生產(chǎn)區(qū)8個，輔助工作區(qū)6個。每個區(qū)域設(shè)置一個信息采集點。
考慮到下一階段的生產(chǎn)指揮調(diào)度的需求及鋪椅試交開放式的生產(chǎn)方式特點，鋪椅試交工作場地，則劃分為40個工作區(qū)，54個輔助工作區(qū)。每個區(qū)域設(shè)置一個信息采集點。
在車輛位置追蹤的基礎(chǔ)上，我們定義了車輛每個工藝階段的標準操作，如開工、完工，異常等等。
2.系統(tǒng)功能
2.1 與SAP集成
接受SAP給出的車輛生產(chǎn)作業(yè)計劃，并將車輛生產(chǎn)作業(yè)完工情況回報給SAP。
2.2 車輛位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 焊裝車輛位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 涂裝車輛位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 承裝流水線位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 鋪椅位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 檢車位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 淋雨位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 路試位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 生產(chǎn)處維修組位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 底盤維修組位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 打阻尼膠位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 復檢交車位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
· 交車入庫位置及作業(yè)進度數(shù)據(jù)采集
2.3條碼數(shù)據(jù)打印
· 車工號條碼標簽打印
· 位置條碼標簽打印
· 工藝條碼標簽打印
· 班組條碼打印
· 人員條碼打印
2.4 PDA通訊服務(wù)
2.5 生產(chǎn)作業(yè)過程追蹤
2.6 車輛追蹤結(jié)果顯示
· 廠級車輛追蹤結(jié)果查詢顯示
· 車間級車輛追蹤結(jié)果查詢顯示
2.7 生產(chǎn)統(tǒng)計
· 廠級生產(chǎn)統(tǒng)計
· 車間級生產(chǎn)統(tǒng)計
3.實現(xiàn)技術(shù)方案
3.1 數(shù)據(jù)采集方案
在綜合比較了條碼、RFID等追蹤技術(shù)優(yōu)缺點、實施可行性、實用性的前提下，確定采用條碼追蹤技術(shù)。
考慮到客車生產(chǎn)的開放式特點，數(shù)據(jù)采集設(shè)備選定了Motorola MC70無線手持PDA。為了降低投入，提高設(shè)備利用率，采用多個采集點復用設(shè)備的方案，最終配置了近百臺數(shù)據(jù)采集終端。
條碼標簽采用普通的紙質(zhì)介質(zhì)。
3.2 無線通訊方案
考慮到PDA與AP通訊的不可靠性，采用了微軟消息隊列的通訊機制。同時也保證了追蹤結(jié)果的一致性。
3.3 追蹤與結(jié)果顯示方案
追蹤與追蹤結(jié)果的查詢顯示，是本方案的技術(shù)核心。如何近可能實時準確記錄下車輛的位置及生產(chǎn)狀況，并實時將結(jié)果反饋給現(xiàn)場管理人員，是我們重點要考慮的問題。特別地要考慮到數(shù)十個客戶端并發(fā)訪問的問題。
本部分實現(xiàn)工作，我們采用了GE Proficy家族平臺軟件——Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY和Proficy Tracker。
Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY是一個廣泛用于汽車行業(yè)的HMI/SCADA平臺軟件，其內(nèi)置的實時數(shù)據(jù)庫，確保了在大量并發(fā)訪問條件下客戶端的實時性。Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY基于Windows 2003/2000/XP的平臺上，通過各種串行的、網(wǎng)絡(luò)的通訊方式采集控制器中的數(shù)據(jù)，并利用計算機的強大圖形功能動態(tài)地顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
Proficy Tracker是一個專門用于離散制造業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程追蹤的MES平臺軟件。利用該軟件可以建立起企業(yè)的生產(chǎn)過程追蹤模型，確保了追蹤過程的可靠性及可擴展性。Proficy Tracker同時提供了豐富的基于組件的、面向?qū)ο蟮腁PI接口，用于應(yīng)用工程的定制化開發(fā)工作。Proficy Tracker通過讀取安裝在生產(chǎn)線上的條碼掃描器或RF Tag讀寫頭的數(shù)據(jù)，在計算機里為每個通過加工點的加工對象建立數(shù)據(jù)記錄，從而跟蹤每個加工對象的當前位置及加工狀況。除了對加工對象進行跟蹤之外，Proficy Tracker還能根據(jù)當前的生產(chǎn)形勢和條件，按照用戶預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，對加工對象的下一個加工路徑進行自動優(yōu)化選擇。Proficy Tracker作為Proficy軟件家族中的一個組件，跟蹤數(shù)據(jù)可以方便地通過Proficy HMI/SCADA–CIMPLICITY中的數(shù)據(jù)點（虛擬點）集成到監(jiān)控畫面中。用戶通過監(jiān)控畫面即可以了解到生產(chǎn)跟蹤信息。
3.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
實施結(jié)果
系統(tǒng)經(jīng)過三個月左右的開發(fā)，與2008年11月順利上線運行。
通過近400個工作區(qū)及輔<
