Saturn 成功的設(shè)計(jì)典范
結(jié)果
• 提高產(chǎn)品質(zhì)量
• 縮短投放市場(chǎng)時(shí)間
• 降低運(yùn)營(yíng)成本和能源消耗
• 自動(dòng)文檔管理從而滿足 ISO 的要求
• 提供關(guān)鍵實(shí)時(shí)過(guò)程數(shù)據(jù)從而滿足管理的要求
Wilmington 裝配工廠借助先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，控制產(chǎn)品的質(zhì)量加快產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間
Saturn 的Wilmington 裝配工廠占地185 英畝，主要制造車(chē)身，裝配Saturn 的L 系列轎車(chē)和貨車(chē)。自從工廠開(kāi)始改革GM Malibu 生產(chǎn)方式后，Saturn 駛?cè)肓烁咚侔l(fā)展的道路，通過(guò)使用GE Fanuc 的Proficy HMI/SCADA- CIMPLICITY®工業(yè)自動(dòng)化軟件，Wilmington 工廠對(duì)舊的系統(tǒng)進(jìn)行了改裝，并實(shí)施了全新的廠級(jí)自動(dòng)化解決方案。Wilmington 工廠每分鐘能記錄85000 個(gè)I/O 的1100 萬(wàn)次更新，是運(yùn)行在Windows®NT 平臺(tái)上的CIMPLICITY 最大的裝機(jī)之一，并將繼續(xù)不斷優(yōu)化生產(chǎn)效率和汽車(chē)質(zhì)量。
質(zhì)量信息的通訊
除了采集 I/O 數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化成動(dòng)態(tài)文本、報(bào)警和圖形顯示，Saturn 工程師希望加強(qiáng)工廠原有的CIMPLICTY 系統(tǒng)的功能，該系統(tǒng)一直被應(yīng)用于母公司GM 中，從而實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理、調(diào)度資源、并且更高效地安排物流，以更快地投放市場(chǎng)。
“通過(guò)對(duì)過(guò)程的分解，有效地管理整個(gè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，Saturn 能在10 天之內(nèi)滿足客戶的要求。”Saturn 的IT 經(jīng)理Steve Maxwell 說(shuō)，“全新的基于Windows NT 的CIMPLICITY 軟件，其可擴(kuò)展性和所提供的廠級(jí)報(bào)表工具，讓我們能縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，并加快交貨時(shí)間。”
作為投資的一部分，Saturn 安裝了一個(gè)自動(dòng)跟蹤軟件——CIMPLICITY Tracker，它能記錄某些指定的信息，如每輛汽車(chē)的顏色、型號(hào)和特性，這樣一來(lái)，每個(gè)工作站都能做好裝配的準(zhǔn)備，合適的零件都到位。系統(tǒng)還能發(fā)送控制命令到加工、輸送物料的生產(chǎn)設(shè)備中——這是質(zhì)量控制的一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)樾枰倒さ慕M件能被輸送到正確的工作站中，而不是放在生產(chǎn)加工線中再重新從頭開(kāi)始一遍。
憑藉面向?qū)ο蟮姆椒ǎ珻IMPLICTY 使得Saturn 能方便地創(chuàng)建控制任何數(shù)量操作參數(shù)的界面。通過(guò)使用圖形工具能方便地創(chuàng)建預(yù)定義界面和預(yù)配界面。一個(gè)內(nèi)置的圖形編輯器結(jié)合了Windows 類型的圖形工具欄，并顯示在開(kāi)發(fā)界面上。用戶只要選擇繪圖工具或選擇添加文本和按鈕對(duì)象的工具。對(duì)象鏈接和嵌入（OLE）按鈕簡(jiǎn)化了OLE 2.0 對(duì)象的導(dǎo)入，這些對(duì)象包括工作表、圖表和位圖。一旦創(chuàng)建了這些對(duì)象，選定圖像后，用戶能通過(guò)使用“操作按鈕”重新定義圖像大小、旋轉(zhuǎn)或者移動(dòng)圖像。
現(xiàn)在，Saturn 正使用CIMPLICITY 來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)能將需要涂同一種顏色的部件批次歸類的系統(tǒng)。“有了八個(gè)顏色選項(xiàng)，我們希望能將顏色相同的組件集中在一起，輸送到一個(gè)噴涂室站中，以縮短生產(chǎn)時(shí)間，減少可溶損耗。”Maxwell 解釋道。
Saturn 利用路由信息來(lái)加速生產(chǎn)的主要方式之一是使用了75 個(gè)“華蓋”（marquee）——一個(gè)在全體工作人員中共享信息的既快捷又經(jīng)濟(jì)的平臺(tái)。Marquee 在汽車(chē)行業(yè)中應(yīng)用了好幾年，它是安裝在工廠走道上的信息板，給工人提供某個(gè)流程的狀態(tài)信息。CIMPLICITY Marquee 工具允許Saturn 將信息和報(bào)警發(fā)送到多個(gè)生產(chǎn)線的華蓋顯示。如果在一個(gè)生產(chǎn)線有問(wèn)題，它能顯示在華蓋上，該區(qū)的全體用戶都能看到。當(dāng)該問(wèn)題區(qū)被維修時(shí)，生產(chǎn)線上的工人能分配到其他任務(wù)中，維修人員則能立即知道何時(shí)何處存在問(wèn)題，以快速作出反應(yīng)，縮短了停機(jī)時(shí)間。
生產(chǎn)上了快車(chē)道
Saturn 的調(diào)度中心能很好地利用到CIMPLICITY 的優(yōu)勢(shì)。Saturn 的一位調(diào)度員Paul Taylor說(shuō)道，“我們的工作就是保證汽車(chē)在生產(chǎn)流程中移動(dòng)”——而這正是這個(gè)由四個(gè)人和24 個(gè)瀏覽站組成的工作組所完成的任務(wù)。
詳細(xì)、實(shí)時(shí)的圖形界面代表裝配線上各個(gè)區(qū)域，為調(diào)度組提供信息，調(diào)度員對(duì)此能做出反應(yīng)，負(fù)責(zé)報(bào)警維修，并且派修理人員到需要維修的工作站上。動(dòng)態(tài)圖形顯示包括表示區(qū)域正在運(yùn)行的綠色閃爍信息、表示某個(gè)區(qū)域停工的黃色閃爍信息，以及表示發(fā)生報(bào)警狀況的紅色閃爍信息。“我們確保每個(gè)報(bào)警都能迅速得到解決，我們給每個(gè)報(bào)警輸入信息，這樣做使得重復(fù)的報(bào)警能得到相應(yīng)級(jí)別的關(guān)注。”Taylor 補(bǔ)充道，“每個(gè)生產(chǎn)區(qū)都用圖形表示，所以不會(huì)搞混報(bào)警發(fā)生區(qū)。”
自動(dòng)呼叫特性和 WebView 特性更加完善了Saturn 的調(diào)度中心，自動(dòng)呼叫特性能發(fā)送報(bào)警到近50 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)外部呼叫系統(tǒng)。WebView 特性允許用戶使用標(biāo)準(zhǔn)web 瀏覽器和工廠內(nèi)部網(wǎng)站來(lái)監(jiān)控生產(chǎn)信息。CIMPLICITY Pager 對(duì)于管理員來(lái)說(shuō)是一個(gè)理想的工廠監(jiān)控工具，它在生產(chǎn)線需要管理時(shí)告知管理員，提供當(dāng)前產(chǎn)品計(jì)數(shù)和狀態(tài)信息，并且在生產(chǎn)線停線時(shí)向管理員發(fā)出報(bào)警。Pager 也能用來(lái)將某些汽車(chē)上的“質(zhì)量問(wèn)題”傳遞到生產(chǎn)線管理員處，這樣一來(lái)，在汽車(chē)出廠前質(zhì)量問(wèn)題就能得到解決。
WebView 將CIMPLICTY 界面直接從Saturn 的服務(wù)器上載到工廠內(nèi)部網(wǎng)站上，有IE 瀏覽器和訪問(wèn)權(quán)限的人都可以監(jiān)控該界面上的數(shù)據(jù)，大大增加了自由度。工廠內(nèi)部瀏覽功能不需要?jiǎng)?chuàng)建HTML 文檔；它只要將現(xiàn)有的監(jiān)視和控制界面發(fā)送到網(wǎng)站上。對(duì)生產(chǎn)界面做出的任何改變都能自動(dòng)反應(yīng)在能用網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的界面中，而無(wú)需額外更新。
為了確保連接工廠 600 臺(tái)CIMPLICTY 瀏覽器的服務(wù)器的可靠性，Saturn 利用System Sentry來(lái)提供關(guān)于計(jì)算機(jī)正常情況及其應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)信息。System Sentry 監(jiān)視并記錄各種參數(shù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如報(bào)警頻率、設(shè)備通信、數(shù)據(jù)采集和吞吐、內(nèi)部流程通信、用戶注冊(cè)、以及關(guān)鍵操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)信息，包括CPU 性能、磁盤(pán)空間、內(nèi)存使用、以及完成一份系統(tǒng)正常情狀的完整狀態(tài)報(bào)告的處理時(shí)間。
時(shí)間即一切
為了使生產(chǎn)計(jì)數(shù)達(dá)到一定的準(zhǔn)確度，CIMPLICTY 的Action Calendar 通過(guò)創(chuàng)建、維護(hù)、執(zhí)行一個(gè)日歷進(jìn)度，為Saturn 提供實(shí)現(xiàn)基于日歷的控制操作。該日歷進(jìn)度中有制造事件和相應(yīng)的為了減少操作成本和能源成本所要采取的行動(dòng)、以及允許工廠的生產(chǎn)適應(yīng)靈活的工作輪班所需采取的行動(dòng)。
有了Action Calendar，Saturn 能自動(dòng)重啟或停止裝配計(jì)數(shù)器，來(lái)生成準(zhǔn)確的生產(chǎn)報(bào)表，該報(bào)表能反應(yīng)輪班變化和午休。其他參數(shù)能定義不同類型的日期——如生產(chǎn)日、周末和假日——設(shè)置這些日期中要進(jìn)行的事件和相應(yīng)的措施。進(jìn)度創(chuàng)建后，還可以對(duì)其做出修改來(lái)適應(yīng)各種變化。Saturn 只需通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能配置、維護(hù)、控制燈光、暖通和設(shè)備。
把車(chē)開(kāi)回家
為了幫助 Saturn 更方便地從原有的GM 組態(tài)轉(zhuǎn)換成基于工業(yè)自動(dòng)化軟件的系統(tǒng)，GE Fanuc提供了一支現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程支持隊(duì)伍。“當(dāng)我們還在將CIMPLICITY 系統(tǒng)中的某些部分轉(zhuǎn)換成Saturn 的組態(tài)時(shí)，我們已經(jīng)在幫助Saturn 啟動(dòng)近40 個(gè)用戶自定義的工程，這樣將進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。”一位管理PM&C 開(kāi)發(fā)工作的高級(jí)工程師說(shuō)道。
從簡(jiǎn)單的車(chē)身車(chē)間界面添加和油漆車(chē)間趨勢(shì)圖，到“防錯(cuò)”系統(tǒng)的集成和擴(kuò)展，工程的種類多種多樣。“防錯(cuò)”系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)扭矩工具監(jiān)視、記錄和質(zhì)量問(wèn)題扣留系統(tǒng)。CIMPLICITY直接與工廠現(xiàn)場(chǎng)的扭矩監(jiān)視設(shè)備通信，給每輛車(chē)的每個(gè)操作步驟報(bào)告扭矩值，并將數(shù)據(jù)記載到SQL 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中。除了實(shí)際扭矩值，操作的狀態(tài)同樣也受到監(jiān)視。無(wú)法及時(shí)完成的扭矩操作會(huì)生成報(bào)警，從而引發(fā)由于扭矩工具的原因引起的維修事件或生產(chǎn)線停線。
SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器也同樣用來(lái)連接CIMPLICITY 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）來(lái)召回扭矩工具性能數(shù)據(jù)。SPC 主要用來(lái)滿足ISO 要求，它為數(shù)據(jù)測(cè)量和分析、以及過(guò)程改善和質(zhì)量控制提供寶貴的工具。通過(guò)組態(tài)，SPC 還能為信息制圖來(lái)探測(cè)扭矩工具偏移和將要發(fā)生的故障。憑藉集中式組態(tài)，Saturn 能方便地維持所有的質(zhì)量特征和裝配線的規(guī)格限制。任何控制限制的改變都能反應(yīng)在所有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。
除了扭矩監(jiān)視和控制，一個(gè)“靈活的質(zhì)量問(wèn)題扣留”系統(tǒng)正在被實(shí)施，在汽車(chē)離開(kāi)當(dāng)前生產(chǎn)區(qū)前若發(fā)生超限，即觸發(fā)報(bào)警。該系統(tǒng)允許生產(chǎn)線在解決特定的質(zhì)量問(wèn)題時(shí)仍保持運(yùn)作。CIMPLICITY 將跟蹤問(wèn)題車(chē)輛，只有當(dāng)該車(chē)輛到達(dá)當(dāng)前裝配區(qū)末端仍未解決該問(wèn)題時(shí)，生產(chǎn)線才停止。
“迄今為止，我們還未遇到任何CIMPLICITY 不能解決的某個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的挑戰(zhàn)”，Maxwell說(shuō)道，“系統(tǒng)允許我們?yōu)镾aturn 的生產(chǎn)，對(duì)老的GM 裝配廠進(jìn)行重新的開(kāi)發(fā)，并且以一種靈活、易適應(yīng)、可擴(kuò)展的方式進(jìn)
