汽车生产智能制造信息化建设

对于汽车生产厂商来讲，汽车总装车间是处于汽车生产原材料到成车的最后一道工序。即汽车总装。

在汽车总装生产制造过程中，会遇到很多问题：

质量管理————缺乏质量全景数据进行集成、分析、判断。

生产管理————缺少对生产过程准确性及关键数据的有效性和分析，对生产问题后期存在缺陷。

设备管理————缺少全面性设备状态数据的收集及分析，设备预防检修无客观性数据支撑。

工艺管理————缺少实施可追溯性管理，无法满足一体化需求。

计划物理管理——管理数据采用人工汇总，无法保证及时性和客观性。

在汽车生产制造过程中，产品的质量管理、生产管理、设备管理、工艺管理以及计划物流管理等相关问题，生产厂家都会遇到。

建设目标——采用先进的互联网应用技术，面向服务的SOA架构体系，形成统一可视化展示、集中管理、多级部署、分布式应用、多层展示的智能制造信息化平台, 能够实现分支总部企业互联网信息的共享，以生产过程数据监控管理和应用系统建设为核心、以应用终端（PC、手持终端、终端大屏）和应用模式建设为重点、以网络传输平台建设为保障，为企业提供可视化、数据化、协同化的智能制造信息化应用系统。

设计原则——平台以技术先进、经济实用、易操作、易维护、可扩展作为基本原则进行设计，规划系统的整体构架。保证其先进性、合理性、经济性、实用性、可维护性、可扩展性以及开放性。

主要设计原则如下：

职责分离设计原则：平台系统展示和后台服务相分离，不同业务处理逻辑职责分离实现。

模块化高内聚低耦合设计原则：基于模块化设计，按业务行为分割系统模块。

高性能、高并发设计原则：随着平台业务扩展，平台用户数及业务都会相应的增长，高并发请求也会相应增长。系统在设计时满足高性能及高并发请求。

高扩展性：面向服务的平台架构设计，保证高扩展性，完成平台服务动态部署，增强平台的扩展性。

高可靠性原则：采用主从部署或集群部署，消除平台系统的单点故障，保证平台的高可靠性

同时，系统平台关键业务、部件提供监控机制，实时完成系统健康检查。保证系统高可用性。

汽车总装车间工艺流程，从焊接车身工艺接入总装。分内饰线、底盘线、最终险、检测线、淋雨线等多项工艺流程。如下图是汽车总装的工艺流程。

在总装车间物联网数据被采集的设备包含：

内饰线：

• 涂胶机

• 板链

• 机器人

• 电检设备

• 制动液设备

• 燃油密封设备

底盘线：

• 加注机

• 发动机分装线

• 后轴合专线

• 动力总车线

检测线：

• 四轮定位

• 灯光监测

• 尾气分析

• 转角台

• 速度台

• 制动台

其他：

• 防冻液加注机

• 动转液

• 淋雨量

  等以上设备，根据不同设备采集不同的数据，对数据进行采集、存储、筛选、分析、决策。

智能制造架构设计，基于生产制造企业的特点，对智能制造架构进行分层。按照数据流总体可分为4个层次。包括：数据采集层、数据整合层、数据分析层、数据应用层。

数据采集层——PLC、传感器、通讯链路以及RFID各种数据采集设备物联网技术的实施。

数据整合层——基于数据采集层建立的数据应用，通过生产系统、用户行为数据、智能终端设备管理等进行数据采集整合。实现数据统一管理建设

数据分析层——即平台层，通过信息化数据存储设备、数据管理应用以及数据分析系统对数据进行筛选、分析、统计。

数据应用层——将分析后的数据，再次用于生产制造，实现预测模型、分类模型、智能生产等智能化信息化生产管理体系。同时数据支持领导决策。

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系统总体架构从结构上分为用户层、表示层、业务层、数据访问层以及在层间传递数据的数据传输对象。

用户层——用户层作为客户端程序，用来与用户交互，并把来至系统的信息，通过计算、处理显示给用户。

表示层——表示层主要控制外观，产生页面逻辑以及对用户输入的数据进行合法性验证，系统基于多种框架应用。

业务层——业务层处理应用的核心业务逻辑，业务逻辑对象把业务规则、约束、活动和数据结合在一起。

数据访问层——数据访问对象把底层的数据访问操作和上层的商务逻辑分开。

在对信息化与工业化结合的功能需要的满足方面，要方便、灵活、迅速地支持新工厂生产模式的拓展和两化融合的探索，在总体架构与技术架构上一定要体现出先进性与前瞻性。

在硬件设备配置上，应满足五年内的业务增长要求；在应用系统功能方面，立足眼前，兼顾未来，要能满足三年内的业务发展可能需求。

智能制造信息化IT架构设计

基于工业4.0理念设计和研发，提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人体工程学的智慧型车间和工厂的数据采集解决方案。

通过设计开发“汽车总装车间数据采集系统”可以采集总装车间内PLC、传感器及指示仪表灯作业数据，并将采集的数据存储于控制中心数据库，而MES系统可以直接调取数据库数据，从而实现数据的无缝对接。

因工厂车间内需要监控的设备间距距离较远，并且车间内网络布线不完善。因此，硬件设备方面采用中程采集控制设备与以太网相关设备进行配合，软件方面采用组态软件系统、OPC SERVER等软件技术，实现数据显示、检测及设备控制、报警等数据的采集与存储。

本架构设计方案通过有线与无线双网络结合智能采集控制终端，采集设备、PLC等数据的采集。

通过搭建数据交互平台，将各模块业务与应用系统再次深度融合，实现异常实时预警，现场高效管理，问题快速响应。

汽车智能制造信息化建设的应用包含软件系统、数据采集系统以及可视化展示系统。包含但不限于下图内容。