聶鋒樂 等

摘 要：在發(fā)動機自制件缸體、缸蓋、曲軸等加工生產(chǎn)線上引進生產(chǎn)追溯系統(tǒng)，通過二維碼打標機使每個工件擁有自己唯一的“身份證”。該系統(tǒng)采用計算機數(shù)控技術(shù)、信息加密技術(shù)，監(jiān)督管理每個產(chǎn)品。實現(xiàn)制造過程質(zhì)量追溯，快速查找質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因，及時發(fā)現(xiàn)工藝系統(tǒng)缺陷，采取糾正及預(yù)防措施，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可信度，提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：追溯系統(tǒng)；缺陷；預(yù)防措施

1 生產(chǎn)線追溯的意義

法規(guī)要求：2011年，工信部37號公告《乘用車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)則》要求：企業(yè)應(yīng)建立從關(guān)鍵零部件總成供應(yīng)商至整車/發(fā)動機出廠的完整產(chǎn)品可追溯體系。當發(fā)生重大問題時，應(yīng)能利用產(chǎn)品追溯系統(tǒng)迅速查明原因，確定產(chǎn)品召回范圍并采取相應(yīng)措施；2013年，國家正式施行《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理條例》要求：生產(chǎn)者應(yīng)當建立并保存汽車產(chǎn)品設(shè)計、制造、標識、檢驗等方面的信息記錄，保存期不得少于10年。

生產(chǎn)管理要求：通常在生產(chǎn)中，操作者記錄工件號形成紙版生產(chǎn)報表，存儲與資料室中；存在問題：①紙版記錄易附著切削液，造成字跡模糊無法辨認；②紙版文件長時間存放后易變質(zhì)，記錄不能識別；③出現(xiàn)問題后，故障工件查找時間長；④過程出現(xiàn)問題后與工件之間不能進行關(guān)聯(lián)，過程原因不能及時記錄，不能為問題解決提供過程信息。為此在發(fā)動機零件自動加工過程中急需自動記錄系統(tǒng)實現(xiàn)過程質(zhì)量追溯。

2 信息載體選定

目前行業(yè)內(nèi)普遍使用的追溯信息載體有二維碼和RFID芯片兩形式，通過生產(chǎn)應(yīng)用特點，長城汽車股份有限公司選擇采用二維碼形式，主要原因如下：

2.1 設(shè)備故障應(yīng)對：生產(chǎn)中不可避免出現(xiàn)設(shè)備故障，在設(shè)備故障較長時間不能修復(fù)時，需要在中間設(shè)備設(shè)置工件緩存區(qū)，待設(shè)備修復(fù)完成后及時進行后續(xù)生產(chǎn)，提高產(chǎn)出量；若采用RFID芯片形式，工件臨時緩存區(qū)需要占用較多芯片，線體周轉(zhuǎn)困難。

2.2 環(huán)境適應(yīng)能力：長城汽車股份有限公司缸體、缸蓋等均采用鋁材質(zhì)，由于鑄造微小缺陷需要進行浸滲處理，然而浸滲工藝中浸滲固化工步溫度為90～95℃，超出RFID芯片溫度工作范圍，造成芯片失效；若拆除芯片浸滲，工件追溯產(chǎn)生斷層；

2.3 成本因素：單個RFID芯片成本約為500元/個，在生產(chǎn)過程中受生產(chǎn)因素影響造成損壞，需要定期進行補充，生產(chǎn)成本高；

2.4 人員投入：采用RFID芯片需要增加人員在上線處對芯片進行安裝，勞動強度增加；并且線尾增加拆卸動作，多投1人/班。

3 生產(chǎn)模式分析

3.1 二維碼讀取流程：①PLC通過以太網(wǎng)與本地PC激光機軟件通訊獲取打標機工作狀態(tài)，通過IO控制外圍電路，通過以太網(wǎng)與ANDON系統(tǒng)通訊，與Cognex工業(yè)相機通訊，以實現(xiàn)激光打標工位的運行。②同時PLC須與輥道上的PLC通訊了解工件位置，并將相應(yīng)信息發(fā)送至相應(yīng)工位的一體機，并負責ANDON系統(tǒng)的顯示并控制整條線的運行。③外圍電路包括輥道、定位和夾緊工裝、打標、讀碼等設(shè)備的控制。

3.2 正常生產(chǎn)流程描述如下：①在工件上線的工位，機械手抓去取工件前PLC觸發(fā)讀取工件二維碼信息，并將信息傳輸PLC。②PLC為每個工位分配一段存儲區(qū)域，這個存儲用來存放工件的二維碼信息，隨著工件的流動，二維碼信息隨著移動。機械手將工件放置在OP10A工位，二維碼信息也移動到OP10A工位，并將這個信息傳送給CNC。③加工過程中，機械手運行的方向就是二維碼信息流動的方向。④機械手將工件從OP10A移動到OP20A，PLC將二維碼的信息從OP10A工位存儲段移動到OP20A，OP10A的信息清空，即該工位上沒有工件，PLC中工位對應(yīng)存儲區(qū)域就沒有信息。⑤子加工線在加工過程中，其信息是一個閉環(huán)，每道工序在進行加工前需要對其上一道工位的加工狀態(tài)進行核實，如果是OK則繼續(xù)加工，如果NK則停止加工，并報警。對這個工程稱之為防錯。⑥OP10A加工完成的信息由OP10A的CNC反饋到機械手PLC，就地數(shù)據(jù)保存計算機PC1將數(shù)據(jù)從PLC中取出，并保存到本地。⑦PLC將工件從OP10A移動到OP20A，PLC通知就地計算機OP20A有新工件達到，并將OP20A當前工件的二維碼信息提供給計算機。⑧計算機PC1將檢索的結(jié)果反饋給控制機械手的PLC，如果PLC收到的報警信息，那么則給聲光報警，操作人員可以到PC機上看具體的故障原因并根據(jù)提示對故障消除、處理，若沒有任何異常，PLC并將能加工的指令傳送給CNC，如加工過程中出現(xiàn)以上CNC直接將二維碼信息+異常信息+工位信息+時間傳送PC1。⑨為了保證工件的信息流準確，在每個子線的下線工位安裝1個二維碼讀取器，這個二維碼讀取的功能相當當前子線最后一道防線，對下線的工件進行讀取，讀取到的信息和PLC中的信息對比，確認是否是當前工件，比如說PLC中應(yīng)該下線的信息是0012工件，下線閱讀器讀到的也是0012工件，這是匹配的，如果讀到的是0011工件，那么報警。⑩CNC加工好工件有兩種狀態(tài)，OK：CNC將加工數(shù)據(jù)信息和二維碼+工位信息綁定發(fā)動給PC機；NG：CNC將故障信息+二維碼信息+工位信息綁定發(fā)送給PC機。

3.3 抽檢及異常下線流程：在每個子加工線的上線和下線位置各安裝一個固定式閱讀器，在每個QC臺配置一套手持式二維碼閱讀器，固定式閱讀器讀取到的二維碼信息傳輸?shù)綑C械手PLC，手持式閱讀器讀取到數(shù)據(jù)直接傳送給QC臺的控制，實時記錄抽檢的工件二維碼信息，并將二維碼信息和檢測內(nèi)容綁定并傳送到就地數(shù)據(jù)采集機。

4 批次追溯功能

4.1工件歷史的查詢：通過人機界面，可查詢過去某個時間段內(nèi)，加工過的工件列表，顯示了由哪些設(shè)備加工完成的，上線時間，下線時間、生產(chǎn)節(jié)拍等。

4.2 刀具信息的實時顯示：顯示了某個或全部工序的的實時刀具信息。

4.3 歷史報警的查詢：可查詢過去某個時間段內(nèi)，某個工序出現(xiàn)的報警進行列表。還可指定條件，多條件查詢等。

4.4實時設(shè)備狀態(tài)的顯示：可實時顯示每臺設(shè)備的當前狀態(tài)，通過點擊某臺設(shè)備，可看到設(shè)備現(xiàn)有的報警。

5 結(jié)論

通過應(yīng)用二維碼自動追溯系統(tǒng)，長城公司發(fā)動機加工生產(chǎn)線實現(xiàn)了工件信息的及時收集，方便了生產(chǎn)過程中異常問題快速溯源，縮短了工人查找時間，提升了長城汽車產(chǎn)品質(zhì)量競爭力，為消費者產(chǎn)品選型提供信心。