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2019全景工博会
MES

【案例剖析】MES系统,新能源汽车新造车势力的必由之路

  2019年08月20日  

  新造车势力表现靓丽

  经过多年持续高速发展,汽车行业在2018年出现颓势,根据工信部发布数据,2018年,全国汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,同比分别下降4.2%和2.8% 。但同期,新能源乘用车表现靓丽,2018年全国销量达到101万台,占世界份额的50%。今年1至6月的全国新能源狭义乘用车零售销量57万台,同比增长66%。其中,新能源车新造车势力企业开始崭露头角,随蔚来汽车、威马汽车、小鹏汽车、合众汽车、国能汽车、速达汽车、零跑汽车等逐步进入量产周期,新能源车新造车势力逐步成为市场重要参与力量。

  挑战和痛点

  除了和传统车企新能源汽车和国际巨头特斯拉直接竞争外,整个汽车市场容量下降以及国家对新能源汽车补贴门槛的逐步提高,给这些新造成势力带了不小的压力。因此,差异化竞争成了新造车势力的共同选择。具体表现在:

  ●更高的可定制化水平:新势力车企通常可以进行在线定制和下单,可选择定制化项目大大高于传统车企(以往通常为几个固定配置可供选择)。

  ●更快的产品更新和迭代速度:3个月小改款,6个月大改款,每年新投放一款车型。对市场需求快速响应,吸引年轻用户的购买意愿。

  ●更高的质量管理水平:从电芯入厂检测,到PACK组装,从钣料入厂到车身最终装配下线,全流程质量管理,更多的质量采集控制点数和更多的可追溯零件数量保证产品的高质量。

  ●更低的库存和更高的资金流转:按定单排产,减小经济批量,减少成品车库存。对于中小件尽可能采用单套配送(SPS)和线边智能料架,减少配套件库存,减少对资金的占用。

  以上这些需求,对企业精益智能生产水平提出了很高的要求,尤其作为其核心系统的MES系统,介于ERP,PLM,SCM和CRM等上层系统与现场底层控制和自动化系统之间,是位于计划层和控制层中间位置的功能执行层。其架构是否合理,功能是否完善并容易扩展,运行是否稳定等对这些车企的生产运行起到至关重要的作用。同时,在方案设计或项目实施阶段,往往会发现,传统的MES解决方案或功能模块已不能满足这些新的需求。因此,原有的MES软件平台是否有足够的开放性以及国内的项目实施团队是否具有自主的二次开发能力,并能针对新的需求定制开发新的功能模块是MES项目是否能成功落地的重要因素。

  施耐德汽车行业MES

  Wonderware是全球HMI/SCADA和企业运营管理软件领导者,开发了世界上第一个基于Windows操作系统的HMI软件InTouch。Wonderware MES软件是一款功能丰富的制造执行系统(MES),包括生产操作管理(Operation)、设备绩效管理(Performance)、产品质量管理三大模块。

  除了已有的这三大模块和Intouch Scada软件外,施耐德针对国内车企特定需求进行相关功能定制开发,最终形成了施耐德汽车行业MES解决方案。见下图:

  其功能模块囊括冲压,焊接,涂装,总装四大工艺的主要应用,并且有很好的开放性。从简单的图标以及配色修改(和车企其他信息系统风格保持一致)到例如APS高级排产模块的定制化适配甚至全新功能模块的开发,例如动力电池PACK装配线MES功能模块的扩展等。中国项目实施团队均能自主完成。这种基于成熟MES软件平台的稳定性与基于客户要求功能定制开发的灵活性为施耐德MES系统在众多新势力造车企业的顺利实施并最终成功应用提供了保证。

案例1:X汽车冲压MES

  X汽车是互联网造车行业中率先实现量产的新能源车企之一,也是首家产品取得国家工信部产品公告的新能源车企之一。目前主流车企冲压车间均具有较高的自动化水平。但由于其基于库存的生产方式,相对于其他三大工艺车间(焊装,涂装和总装),在信息化和智能化方面一直以来都处于被动局面,尤其是在生产计划、原料和成品库存管理、数据采集、生产执行等诸多方面存在一定的短板:

  针对以上问题,施耐德开发了冲压MES套件并在X汽车实施。该套件包含板料管理,计划管理,生产过程管理,质量管理,模具管理,ANDON管理,电子看板,报表管理等12个功能模块。使用RFID技术实现板料以及冲压件与料箱的绑定,使用移动终端完成叉车路线指导和质量等相关信息电子录入,使用APS高级排产算法,根据焊装排产计划以及库存和在制件等约束条件自动生成板料供货计划和冲压件生产计划,总体实现了从板料入厂到冲压件出车间全工艺链的管理以及模具和设备管理。

  质量:

  ●质检结果在线绑定,不良追溯时间由1小时缩短为5min。

  ●快速生产质量统计报表,解析时间由8小时缩短为5min,且随时可更新。

  成本:

  ●MES对设备运行数据高频采集预测,设备备件在库数降低10%。

  ●通过MES实时监测分配库位,提高坯料库区利用率13%。

  效率:

  ●基于冲压生产原则,联动上下游系统,自动排产,提高生产调度效率60%以上。

  ●MES对产线运行状态监控,通过预测维护,预计延长部品寿命10%。

  ●通过LED屏幕、库位指示等,预计提高叉车工效率30%以上。

  ●通过坯料防错绑定,预计减少不必要停机约40min/年。

  管理:

  ●实时获取生产状况和产线信息,消除人工信息通报时间,提高管理效率10%以上。

  安全/环境:

  ●生产前,设计工艺数据与设备实际配方数据自动对比,防止因设备参数误修改导致的设备、模具损坏和板料报废。

  ●重要设备通过指纹进行参数设置权限管理,避免误修改。

  ●对高危作业环境进行监控,提前消除安全隐患。

案例2:W汽车总装线边PTL

  W汽车致力于通过提供高性能的智能电动汽车与极致用户体验,打造全球范围内的 “用户品牌”。W汽车位于安徽的某工厂是W品牌的先进制造基地,目前已有多款车型在此工厂生产。目前,随着生产车型的日益增多以及极其灵活的客户配置选择,对工厂内物料上线配送带来了挑战,也为装配操作工带来了很大的困扰。作业人员在分拣时不能做到防错、造成工时浪费,而且,新进作业人员需进行较长时间的培训,才能上岗作业。

  因此,除了在总装车间保持SPS配送方式外,对线边的物料拣货和上线进行优化,实施线边按灯拣选系统Pick To Light(PTL),接收上游系统拉动单,通过亮灯辅助操作工进行零件的拣配上线。且业务流程如下:

  PTL系统是总装车间MES中常用子系统,施耐德拥有成熟的解决方案并且在多个主机厂顺利实施。但由于W汽车产品特性和信息流有传统车企有很大不同。已有的PTL功能模块已不能完全满足需要。针对这些新需求,施耐德对已有PTL功能模块进行适配,具体表现在:

  ●BOM匹配,W采用高度定制化生产,按不同配置生成的车型种类理论上可达上万种,且物料代码,版本经常进行调整,其BOM系统不能直接提供单车BOM清单供PTL系统使用。在此情况下原有的BOM匹配方式已不能满足要求。施耐德在原有BOM匹配子模块基础上开发了一套BOM快速匹配查询系统,以满足直接在XBOM(全BOM清单)中进行车型匹配并自行生成单车BOM清单的需求。(待完善)

  ●线边料架可配置式和标准化,方便后期扩展。

  由于其车型更新速度快同时零件版本升级频繁,需要PTL系统有较强的可配置性,在新零件上线时能快速通过配置完成相关信息的匹配。并且在W汽车的PTL系统中,除了固定料架(3*3)外,还需要满足移动料架的拣选需求。

  因此PTL系统需要本系统将具备良好的扩展性,具体表现为:

  硬件可扩展性:在W的按灯拣选系统PTL中,按标准工位硬件进行配置。根据W汽 车实际情况,标准固定料架为3*3。则一个拣选单元按最多9个零件考虑。移动料架按最多一个工位5个零件考虑。

  对于固定料架,每个料架配置1个16点输入模块,1个16点输出模块,2个集线器(每个集线器8个M12口,16个通道)。对于移动料架,每个料架配置1个集线器(每个集线器8个M12口,16个通道)。输入,输出模块每个点的定义在详细设计阶段完成。保证每个拣选单元标准话和可扩展性的要求。

  软件可扩展性:工位管理,货架管理,库位管理,零件管理全部采用可配置方式进行。在需要增加工位的PTL时,只需要增加(IO站,集线器,捡料灯,及相应辅助材料),不需要再配置CPU,PC站等。并且也不需要进行软件开发,只需要在拣选系统操作终端上上将相应工位的信息配置好,激活就可使用。第一期按35个料架进行实施,并按最大80个料架扩展能力进行设计。

案例3:H汽车全厂MES

  H汽车在江西建造新能源汽车基地,由于生产所需,我方承接建设H汽车 MES信息系统的项目。通过项目建设,支持H汽车整车厂(冲压、车身、油漆、总装)少批量、多品种、多线生产的目标。本次项目建设是生产控制、物料管理、质量管理。并通过信息化、可视化的手段,进一步提高整厂生产效率。通过制造系统的建设,使生产管理信息化、可视化、透明化。以质量为导向,建立过程质量管理体系,以及完整产品档案追溯流程。自动化、智能化制造,提高工厂效率,提升敏捷制造能力。提高生产资源的有效利用率,提升整个工厂的生产效率。建立供应制造领域数据平台,提供企业决策分析依据。

  本项目实现与ERP、ILS等多个系统的对接,并实现生产计划、订单执行、AVI、RC、ANDON、质量管理、设备管理、联网设备管理、PMC报表、基础信息等多个子功能模块,构成完整的全厂MES系统。

  在项目进行过程中,我们以传统的MES为本,根据现场客户的实际需要进行部分模块的优化、提升,包含:

  1、焊装车型码、总装车型码生成:H作为新型的汽车企业,编码规则尚未成熟,我方因地制宜的与客户探讨、设计了编制焊装车型码、总装车型码,焊装批量码,焊装选配码等生成规则,并可以自定义配置,从而实现系统只需要将特征发给MES就能转换出生产所需所有简短、易用的编码,实现快速下发。

  2、先进的焊接排产:传统排产往往按天为单位进行排产,本项目中,我们实现了在焊接自动系统生成的车型批量码进行批量集中排产,实现最小批量的排产拉动,最大限度的减少焊接计划的锁定周期,实现最小少批量排产。

  3、拧紧、加注指导信息下发:本项目直接从BOM中提取拧紧、加注等工艺指导信息,避免有的MES系统的二次维护,减少了工作量。

  4、冲压排产:利用我方完整可靠的冲压排产方案,帮助客户捋清真实的需求,制定可靠的方案并执行。

  5、质量管理:冲、焊、涂、总全工艺的质量管理功能,全面准确的记录质量问题,集成国家证书管理系统,实现一车一证的打印和校验。

  6、RC路由:多元的RC路由规则,用户可以任意对出库规则进行全面定义,完整的缓冲区信息监控,帮助客户有效的管理缓冲区车身。

总结:

  施耐德电气提供从互联互通的产品到能效管理和数字化解决方案、从工程实施到全生命周期服务,帮助新能源汽车工厂实现智能制造!

标签:施耐德电气我要反馈
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