1 系統(tǒng)概述 　　奇瑞汽車有限公司成立于1997年，由安徽省及蕪湖市五個(gè)投資公司共同投資興建的國有大型股份制企業(yè)，坐落在水陸空交通條件非常便利的國家級開發(fā)區(qū)――蕪湖經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。公司于1997年3月18日正式破土動(dòng)工，至2003年3月，已全部完成一期至二期投資建設(shè)，占地面積130多萬平方米，總投資41.52億，現(xiàn)已經(jīng)形成年產(chǎn)40萬臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和30萬輛整車的生產(chǎn)能力。三、四期工程正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)四期工程都完成后，奇瑞的產(chǎn)能將達(dá)到100萬輛。轎車廠、發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)設(shè)備均達(dá)到并超過世界先進(jìn)水平。 　　其中奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)二廠產(chǎn)品技術(shù)、生產(chǎn)線設(shè)備主要由國外成套引進(jìn)，主要由德國Cross-Huller、Heller、Gerhing、Junker、Mauser 等世界一流廠家提供，采用Hommel和Marposs量儀和檢具，裝配線設(shè)備由意大利Comau公司提供。對于總計(jì)有100多套CNC和PLC設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)二廠來說，一套功能完善的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對于提高整個(gè)工廠運(yùn)營的需求也就呼之欲出了，在此基礎(chǔ)上，GE Fanuc承接了發(fā)動(dòng)機(jī)二廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體實(shí)施工作。 　　奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)二廠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋了缸體、框架、缸蓋，連桿，曲軸，凸輪軸等六條加工線以及連接裝試線的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，GE Fanuc所承接的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)項(xiàng)目包括需求分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)備采購、機(jī)柜制造、現(xiàn)場安裝、系統(tǒng)調(diào)試、項(xiàng)目培訓(xùn)和文檔開發(fā)。 　　GE Fanuc實(shí)施的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是建立在GE Fanuc 的Proficy 軟件模塊和歷經(jīng)考驗(yàn)的控制技術(shù)基礎(chǔ)上的，該系統(tǒng)具有一個(gè)分布式的客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的不同服務(wù)器節(jié)點(diǎn)不需要額外的配置或編程、就可以共享數(shù)據(jù)信息。從用戶的角度來看，整個(gè)系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和終端）是一個(gè)虛擬的完整系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示： 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件上采用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，頂層的企業(yè)&數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用TCP/IP以太網(wǎng)將各生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集站、操作員站、LED 顯示板相連，并同時(shí)與整個(gè)車間和辦公以太網(wǎng)進(jìn)行連接，使所有支持以太網(wǎng)接口的終端構(gòu)筑在同一平臺(tái)上，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐〞承?。第二層通過生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集站也采用TCP/IP以太網(wǎng)向下連接各生產(chǎn)線上的CNC、PLC和檢測設(shè)備。 　　· 企業(yè)&數(shù)據(jù)庫服務(wù)器位于中央控制室，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)從各生產(chǎn)線上采集的數(shù)據(jù)，以及設(shè)備監(jiān)控畫面的開發(fā)，報(bào)表開發(fā)及質(zhì)量監(jiān)控。 　　· 線端數(shù)據(jù)采集站，負(fù)責(zé)采集并管理各生產(chǎn)線的生產(chǎn)和報(bào)警信息。在六條生產(chǎn)線上均設(shè)置線端數(shù)據(jù)采集站。 　　· 維修計(jì)算機(jī)用來對企業(yè)&數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上開發(fā)的畫面進(jìn)行瀏覽，為維修工作人員提供參考數(shù)據(jù)。 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件平臺(tái)基于Microsoft Windows 2003/2000操作系統(tǒng)，采用GE Fanuc的Proficy HMI / SCADA – CIMPLICITY軟件，以完成采集現(xiàn)場設(shè)備層的數(shù)據(jù)的任務(wù)，并將這些信息通過SQL 2000數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和報(bào)表查詢。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如下圖所示： 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 　　奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)二廠主要生產(chǎn)和裝配發(fā)動(dòng)機(jī)部件，生產(chǎn)廠房為單層結(jié)構(gòu)，因此布線系統(tǒng)主要包括廠房內(nèi)連接每個(gè)生產(chǎn)工藝節(jié)點(diǎn)的環(huán)形光纖骨干，廠房內(nèi)從每個(gè)生產(chǎn)工藝節(jié)點(diǎn)到最終工控設(shè)備之間的超五類屏蔽雙絞線。GE Fanuc采用的設(shè)計(jì)思路和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全依據(jù)上述要求，力爭使系統(tǒng)配置更具超前性，并且更加合理和經(jīng)濟(jì)。 　　奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)二廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主要為獨(dú)立的生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，主要提供各生產(chǎn)設(shè)備的通訊連接，其應(yīng)用特點(diǎn)是通訊量有限，但是可靠性要求比較高，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝環(huán)境和工作環(huán)境相對較差，工作溫度范圍大，電磁干擾強(qiáng)。因此，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求與普通的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不同。 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)布線系統(tǒng)只提供數(shù)字通訊，網(wǎng)絡(luò)連接為100 Mbps，端口采用標(biāo)準(zhǔn)8芯RJ45插口，采用超五類插座用于百兆數(shù)據(jù)傳輸連接。車間骨干網(wǎng)絡(luò)采用光纖環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用HIRSCHMANN 的RS2 工業(yè)交換機(jī)，形成完整的HIRER-RING 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。車間設(shè)備的分支網(wǎng)絡(luò)采用Allied Telesis 交換機(jī)組成，這些網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分布在發(fā)動(dòng)機(jī)車間各生產(chǎn)線，機(jī)床設(shè)備中的CNC和PLC通過雙絞線連接到附近的交換機(jī)。 4 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能介紹 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從功能上講，包含了以下六大功能： 　　· 設(shè)備聯(lián)網(wǎng) 　　· 生產(chǎn)線和設(shè)備監(jiān)控 　　· 產(chǎn)量記數(shù) 　　· OEE和停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì) 　　· SPC管理 　　· 統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表 　　4.1 生產(chǎn)線設(shè)備的聯(lián)網(wǎng) 　　奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)二廠的生產(chǎn)設(shè)備中由于控制設(shè)備的品牌較多，控制接口協(xié)議也不統(tǒng)一，并且有一些非標(biāo)控制器設(shè)備（如測量設(shè)備），而且生產(chǎn)線設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)對于系統(tǒng)的成功關(guān)系重大，針對這一現(xiàn)狀，GE Fanuc在系統(tǒng)中就不同的設(shè)備采用了不同的通訊方式與OEM設(shè)備進(jìn)行通訊。設(shè)備種類包括： 　　· MAZAK CNC設(shè)備 　　· FANUC CNC設(shè)備 　　· SIEMENS CNC設(shè)備 　　· SIEMENS PLC設(shè)備 　　· SPC測量裝置 　　4.2 生產(chǎn)線和設(shè)備監(jiān)控 　　實(shí)現(xiàn)圖形化的方式，動(dòng)態(tài)顯示車間內(nèi)流水線及工位的生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)信息，為現(xiàn)場操作員提供及時(shí)信息。操作員可以通過下一級畫面（機(jī)加工或分裝線的區(qū)域）查看更詳細(xì)的信息，動(dòng)態(tài)顯示操作/設(shè)備的狀態(tài)，如運(yùn)行或故障，堵塞或待料，高于或低于設(shè)定循環(huán)時(shí)間等。 　　4.3 生產(chǎn)線產(chǎn)量記數(shù) 　　實(shí)現(xiàn)以生產(chǎn)小時(shí)為單位的產(chǎn)量計(jì)數(shù)以及該班次的目標(biāo)累計(jì)產(chǎn)量。通過顏色動(dòng)畫顯示產(chǎn)量與目標(biāo)的差異（超過目標(biāo)產(chǎn)量為綠色，低于目標(biāo)產(chǎn)量為紅色）。顯示該班次當(dāng)前累計(jì)產(chǎn)量，目標(biāo)產(chǎn)量及預(yù)測到該班次結(jié)束時(shí)的產(chǎn)量曲線?？梢蕴峁┤齻€(gè)班次的產(chǎn)量趨勢圖。 　　4.4 生產(chǎn)線OEE和停機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì) 　　實(shí)現(xiàn)每條機(jī)加工線或者分裝線各區(qū)域的設(shè)備的OEE顯示，顯示方式通過表格或棒狀圖。實(shí)現(xiàn)每條機(jī)加工線或者分裝線各區(qū)域的以生產(chǎn)小時(shí)為單位的總停機(jī)時(shí)間（以分鐘為單位）以及發(fā)生停機(jī)的次數(shù)。顯示每條機(jī)加工線或者分裝線各區(qū)域的% UPTIME。 　　4.5 SPC分析 　　實(shí)現(xiàn)加工線上的測量裝置的SPC分析，例如用來檢測發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工精度等。系統(tǒng)采用文件交換的格式從測量裝置定時(shí)或不定時(shí)獲取數(shù)據(jù)。 　　4.6 報(bào)表 　　針對奇瑞的需求，系統(tǒng)提供以下幾類報(bào)表： 　　· 報(bào)警報(bào)表 　　 報(bào)警詳細(xì)報(bào)表 　　 報(bào)警匯總報(bào)表 　　 前 N 個(gè)報(bào)警按時(shí)間 　　 前 N 個(gè)報(bào)警按次數(shù) 　　· 產(chǎn)量報(bào)表 　　 日產(chǎn)量報(bào)表 　　 月產(chǎn)量報(bào)表 　　 時(shí)間報(bào)表 　　 日時(shí)間報(bào)表 　　 月時(shí)間報(bào)表 　　· OEE報(bào)表 5 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特點(diǎn) 　　GE Fanuc針對奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)二廠實(shí)施的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 　　· 系統(tǒng)平臺(tái)的統(tǒng)一：采用GE Fanuc 統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)Proficy，包括數(shù)據(jù)通訊，人機(jī)界面，數(shù)據(jù)庫，MES應(yīng)用及面向Web的應(yīng)用。 　　· 系統(tǒng)平臺(tái)的開放：所有軟件均為開放平臺(tái)，無須特別定制和開發(fā)。且接口均為標(biāo)準(zhǔn)接口。 　　· 系統(tǒng)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化：基于標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)ISA95的系統(tǒng)平臺(tái)，系統(tǒng)構(gòu)架的靈活。滿足將來系統(tǒng)的擴(kuò)展。 　　· 系統(tǒng)方案的成熟：GE Fanuc針對發(fā)動(dòng)機(jī)車間的需求所開發(fā)出的成熟的解決方案。 6 實(shí)施結(jié)果 　　通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成功實(shí)施，能夠提高奇瑞發(fā)動(dòng)機(jī)對車間設(shè)備的管理能力，獲得大量的有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量的有效數(shù)據(jù)，從而助力奇瑞實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的澎湃動(dòng)力。以下是客戶從項(xiàng)目中所獲得的部分收益： 　　· 監(jiān)視生產(chǎn)過程參數(shù)和對每個(gè)生產(chǎn)出的發(fā)動(dòng)機(jī)的統(tǒng)計(jì) 　　· 生產(chǎn)參數(shù)和統(tǒng)計(jì)在很短的時(shí)間內(nèi)即可獲得 　　· 可獲取基于近實(shí)時(shí)的精確的生產(chǎn)信息 　　· 工廠的管理經(jīng)理可見看到實(shí)時(shí)的系統(tǒng)停機(jī)以及哪種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)了多少 　　· 生產(chǎn)信息可獲得的位置： 　　 在生產(chǎn)線的末端 　　 在生產(chǎn)線的任意站點(diǎn) 　　 實(shí)現(xiàn)停機(jī)時(shí)間跟蹤和效率