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摘 要：现代化汽车发动机装配线既能实现自动化生产 ， 又能实现不同类型产品的装配 。为了有效地管理整个装配过程 ， 进行了汽车发动机装配线质量信息管理系统的研究与设计 。
关键词：自动化监控系统;SPC;质量信息管理系统;
中图分类号：TB491 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-10-00-01
传统的汽车发动机装配线往往只适用于通用型产品装配。现代化装配线则要求既能实现复杂的自动化生产，又能实现不同类型产品装配的柔性化生产。要实现生产柔性化，对信息系统的处理是必不可少的。只有实现整个装配过程的信息化管理，才能更好的实现装配线的自动化生产。信息系统记载装配中不同型号产品相应的流程工艺，产品装配后将装配记录存到信息系统，实现产品装配的全程监控 。
一、质量信息管理系统设计思想
整个汽车发动机装配线质量信息管理系统分为两部分，即发动机装配线自动化监控系统和质量管理系统。装配线自动化监控系统是利用WinCC实现对整个生产线上的设备进行实时监控和对线上的数据进行采集，并将采集后的数据存储在数据库中。质量管理系统是使用 SPC（S tatistical P rocess Con-tro l）技术，对从数据库中提取的质量数据进行统计和分析 。
二、发动机装配线自动化监控系统
（一）WinCC 概述
WinCC是一个集成的人机界面 （HMI）系统和监控管理系统，是结合西门子（SIEMENS）公司产品、过程自动化领域中的先进技术和微机软件技术的强大产品系列。它包括图形设计器、报警记录、变量记录、报表、全局脚本、用户管理等功能，使其具有高性能的过程耦合、快速的画面更新、可靠的数据管理，它在 Win dowsNT 或 Window s 2000标准环境中提供所有功能，并确保安全可靠地控制生产过程。
（二）发动机装配线自动化监控系统设计与实现
在监控系统之前用户需求分析是必不可少的。分析主要包括监控系统的功能模块、与现场设备交换数据的标签数目、现场工业设备的连接形式、对网络性能的要求 。
该监控系统主要用于实现对现场设备状态的数据采集及实时监控、报警的采集及显示、生产数据的显示。监控系统由大功能模块组成：总成装配线、缸盖总成装配 线 、总体报警、LED显示、网络结构和用户登陆。
总成装配线模块显示整个发动机装配线主线的所有工位，并显示部分工位的状态。界面中工位的状态均有机床上电、下料堵塞 、上料无件、工位生产、技术中断和循环开始状态，若总成装配线上某个工位的状态为下料堵塞、上料无件或技术中断，则相应工位的工位号将闪烁显示。点击对应工位区域，弹出该工位详细信息窗口。分别显示该工位的工位状态 、生产数据和工位报警 。
缸盖总成装配线模块显示整个缸盖总成装配线的所有工位 ， 并显示部分工位的状态。 缸盖总成装配线的状态显示规则与总成装配线一致，同样点击相应的设备的工位号即可查看该工位详细的状态以及报警等。
报警信息包括三部分 ：实时信息显示 ， 短期归档和长期归档。实时信息显示当前的报警信息或事件;短期归档可以保存最新的1000条报警信息记录;长期归档保存最近一段时间发生的报警记录。在报警记录表中，通过报警信息文本可以知道发生了何种报警，何时发生的，以及何时消失等;还可以分类查询和按时间查询等。
LED显示模块显示大屏幕内容：当前以下线、日计划产量、月累计产量和年累计产量 。网络结构模块显示整个网络的通讯连接状态 ，当相应PLC显示红色时表示该工位连接断开，若无则表示通讯正常 。
三、数据库设计
数据库是某个研究领域、研究对象所涉及的数据的综合。它不仅反映数据本身的内容，而且反映数据之间的联系。
质量信息管理系统的数据库的主要功能是接收从WinCC采集到的数据，并将它拆分成便于质量管理系统调用的数据。因此，在建立表时根据功能可分为原始表和拆分后的表。原始表主要有合格质量数据原始表、不合格质量数据原始表、报警原始表 、机床状态原始表。相对应拆分后的表有合格质量数据表、合格质量数据文本表、不合格质量数据表、不合格质量数据文本表、报警开始表、报警结束表、机床状态开始表和机床状态结束表。
四、质量管理系统
质量管理系统采用五层体系构架，即Web层、业务实体层、数据访问层、业务外观层、业务规则层。
Web层为客户端提供对应用程序的访问;业务外观层用作隔离层，它将用户界面与各种业务功能的实现隔离开来;业务规则层包含各种业务规则和逻辑的实现 ;数据访问层为业务规则层提供数据服务 。软件分层的优点是 ：良好的透明和封装 ;高内聚 、低耦合 ; 于扩易展、维护和重用;开发调用易于分工，提高开发效率 。
质量管理系统共有七大模块组成：质量数据分析、机床状态分析 、OEE 指标、返工记录、报警分析、用户管理和基础数据管理。
质量数据分析模块主要功能是完成对发动机质量数据的查询和生成趋势图、正态分布图以及报表。包括：质量数据查询、质量数据趋势图、质量数据分布图 、生成报表和不合格数据 。
机床状态分析模块主要功能是完成对机床状态的查询、统计和生成图形。包括：机床状态统计 、机床状态图形 、机床频次统计和机床时间统计。OEE 指标查询通过时间、自动线和工位进行筛选，显示实际时间、计划时间、生产数量和合格数量 ， 并可态图形 、机床频次统计和机床时间统计 。
OEE 指标查询通过时间、自动线和工位进行筛选，显示实际时间、计划时间、生产数量和合格数量，并可以将数值以图形的形式显示出来 。
返工记录模块主要功能是对返工上线的发动机不合格数据进行查询和录入。包括 ：返工记录查询和返工记录录入 。
报警分析模块主要功能是对工位机床和线体的报警的查询、统计和图形生成。包括：报警查询 、报警统计和报警图形 。用户管理模块主要功能是增加、修改和删除用户和给用户分配各种权限。包括 ：用户管理和权限分配。该功能模块只有管理员可以操作 。基础数据管 理模块主 要功能是对质量数据理论值、上限值和下限值的设置和大屏幕日计划产量的设置 。包括：质量数据维护和大屏幕设置 。
汽车发动机装配线质量信息管理系统能够及时得监控现场设备的工作情况，准确地采集各种数据，有效地对质量数据进行统计和分析。同时，汽车发动机装配线质量信息管理系统中的质量管理系统采用Web方式，能够使得企业内部各个部门之间信息可以相互交流，使得企业更加便于管理 ， 大幅度提高企业的生 产效率。
关键词：自动化监控系统;SPC;质量信息管理系统;
中图分类号：TB491 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-10-00-01
传统的汽车发动机装配线往往只适用于通用型产品装配。现代化装配线则要求既能实现复杂的自动化生产，又能实现不同类型产品装配的柔性化生产。要实现生产柔性化，对信息系统的处理是必不可少的。只有实现整个装配过程的信息化管理，才能更好的实现装配线的自动化生产。信息系统记载装配中不同型号产品相应的流程工艺，产品装配后将装配记录存到信息系统，实现产品装配的全程监控 。
一、质量信息管理系统设计思想
整个汽车发动机装配线质量信息管理系统分为两部分，即发动机装配线自动化监控系统和质量管理系统。装配线自动化监控系统是利用WinCC实现对整个生产线上的设备进行实时监控和对线上的数据进行采集，并将采集后的数据存储在数据库中。质量管理系统是使用 SPC（S tatistical P rocess Con-tro l）技术，对从数据库中提取的质量数据进行统计和分析 。
二、发动机装配线自动化监控系统
（一）WinCC 概述
WinCC是一个集成的人机界面 （HMI）系统和监控管理系统，是结合西门子（SIEMENS）公司产品、过程自动化领域中的先进技术和微机软件技术的强大产品系列。它包括图形设计器、报警记录、变量记录、报表、全局脚本、用户管理等功能，使其具有高性能的过程耦合、快速的画面更新、可靠的数据管理，它在 Win dowsNT 或 Window s 2000标准环境中提供所有功能，并确保安全可靠地控制生产过程。
（二）发动机装配线自动化监控系统设计与实现
在监控系统之前用户需求分析是必不可少的。分析主要包括监控系统的功能模块、与现场设备交换数据的标签数目、现场工业设备的连接形式、对网络性能的要求 。
该监控系统主要用于实现对现场设备状态的数据采集及实时监控、报警的采集及显示、生产数据的显示。监控系统由大功能模块组成：总成装配线、缸盖总成装配 线 、总体报警、LED显示、网络结构和用户登陆。
总成装配线模块显示整个发动机装配线主线的所有工位，并显示部分工位的状态。界面中工位的状态均有机床上电、下料堵塞 、上料无件、工位生产、技术中断和循环开始状态，若总成装配线上某个工位的状态为下料堵塞、上料无件或技术中断，则相应工位的工位号将闪烁显示。点击对应工位区域，弹出该工位详细信息窗口。分别显示该工位的工位状态 、生产数据和工位报警 。
缸盖总成装配线模块显示整个缸盖总成装配线的所有工位 ， 并显示部分工位的状态。 缸盖总成装配线的状态显示规则与总成装配线一致，同样点击相应的设备的工位号即可查看该工位详细的状态以及报警等。
报警信息包括三部分 ：实时信息显示 ， 短期归档和长期归档。实时信息显示当前的报警信息或事件;短期归档可以保存最新的1000条报警信息记录;长期归档保存最近一段时间发生的报警记录。在报警记录表中，通过报警信息文本可以知道发生了何种报警，何时发生的，以及何时消失等;还可以分类查询和按时间查询等。
LED显示模块显示大屏幕内容：当前以下线、日计划产量、月累计产量和年累计产量 。网络结构模块显示整个网络的通讯连接状态 ，当相应PLC显示红色时表示该工位连接断开，若无则表示通讯正常 。
三、数据库设计
数据库是某个研究领域、研究对象所涉及的数据的综合。它不仅反映数据本身的内容，而且反映数据之间的联系。
质量信息管理系统的数据库的主要功能是接收从WinCC采集到的数据，并将它拆分成便于质量管理系统调用的数据。因此，在建立表时根据功能可分为原始表和拆分后的表。原始表主要有合格质量数据原始表、不合格质量数据原始表、报警原始表 、机床状态原始表。相对应拆分后的表有合格质量数据表、合格质量数据文本表、不合格质量数据表、不合格质量数据文本表、报警开始表、报警结束表、机床状态开始表和机床状态结束表。
四、质量管理系统
质量管理系统采用五层体系构架，即Web层、业务实体层、数据访问层、业务外观层、业务规则层。
Web层为客户端提供对应用程序的访问;业务外观层用作隔离层，它将用户界面与各种业务功能的实现隔离开来;业务规则层包含各种业务规则和逻辑的实现 ;数据访问层为业务规则层提供数据服务 。软件分层的优点是 ：良好的透明和封装 ;高内聚 、低耦合 ; 于扩易展、维护和重用;开发调用易于分工，提高开发效率 。
质量管理系统共有七大模块组成：质量数据分析、机床状态分析 、OEE 指标、返工记录、报警分析、用户管理和基础数据管理。
质量数据分析模块主要功能是完成对发动机质量数据的查询和生成趋势图、正态分布图以及报表。包括：质量数据查询、质量数据趋势图、质量数据分布图 、生成报表和不合格数据 。
机床状态分析模块主要功能是完成对机床状态的查询、统计和生成图形。包括：机床状态统计 、机床状态图形 、机床频次统计和机床时间统计。OEE 指标查询通过时间、自动线和工位进行筛选，显示实际时间、计划时间、生产数量和合格数量 ， 并可态图形 、机床频次统计和机床时间统计 。
OEE 指标查询通过时间、自动线和工位进行筛选，显示实际时间、计划时间、生产数量和合格数量，并可以将数值以图形的形式显示出来 。
返工记录模块主要功能是对返工上线的发动机不合格数据进行查询和录入。包括 ：返工记录查询和返工记录录入 。
报警分析模块主要功能是对工位机床和线体的报警的查询、统计和图形生成。包括：报警查询 、报警统计和报警图形 。用户管理模块主要功能是增加、修改和删除用户和给用户分配各种权限。包括 ：用户管理和权限分配。该功能模块只有管理员可以操作 。基础数据管 理模块主 要功能是对质量数据理论值、上限值和下限值的设置和大屏幕日计划产量的设置 。包括：质量数据维护和大屏幕设置 。
汽车发动机装配线质量信息管理系统能够及时得监控现场设备的工作情况，准确地采集各种数据，有效地对质量数据进行统计和分析。同时，汽车发动机装配线质量信息管理系统中的质量管理系统采用Web方式，能够使得企业内部各个部门之间信息可以相互交流，使得企业更加便于管理 ， 大幅度提高企业的生 产效率。