無線暗燈系統在試制車間的應用

耿一飛　馮昊　王昉

摘 要：傳統的暗燈系統作為車間目視化管理工具，無法滿足試制車間變化頻繁、狀態多樣的特征，目視化效果也亟待提升。本文介紹了新型的無線暗燈系統，通過友好的界面展示車間各工位、項目、車輛狀態，提升各方外來人員的支持效率，也便于管理人員掌控車間整體情況。這種暗燈系統還能通過大數據多維分析運營過程中產生的效率問題，并可與相關系統完成對接，實現數據的互聯互通，助力智能制造。

關鍵詞：樣車試制;無線暗燈系統;暗燈大數據分析

1 引言

隨著國內汽車行業開發周期的日益縮短，汽車新技術與新工藝的競爭日益激烈，樣車試制作為研發活動中的實車驗證環節，對新項目的影響力越來越大。試制過程中，制造車間與實驗認證、產品開發、制造工程、項目管理、工廠launch團隊都有密切接觸，如何提升試制車間運作效率，保證各方協同效果成為了一項重要課題。

Andon系統最早起源于日本豐田汽車公司，主要用于實現車間現場的目視化管理[1]，目前被各主機廠廣發采用。結合樣車試制的諸多特點，我們基于暗燈理念開發了特色的無線暗燈系統，極大程度提升了目視化效果，并通過大數據積累與分析實現效率優化。

2 無線暗燈的定義

2.1 基于5GHz WIFI的無線暗燈系統

工廠傳統的暗燈系統布線成本高、周期長、柔性差，記錄及顯示的信息有限，與試制的變化頻繁、狀態多樣的特征不匹配。無線暗燈系統基于5GWIFI網絡建立，與pad、顯示屏等終端設備共同展示更為豐富多變的工位狀態，實現信息的傳遞與存儲，并方便與其他數字化工廠系統的對接，實現數據的互聯互通，見圖1。

無線暗燈系統基于三處終端展現，分別是PAD端（操作人員暗燈拉動）、訪客互動屏端（外來人員參觀訪問）以及大型顯示屏端（管理人員狀態觀察與暗燈響應），以友好的界面展示車間各工位、項目、車輛狀態，提升各方人員的支持效率，也便于管理人員掌控車間整體情況，見圖2。

2.2 暗燈特色定義

在試制車間，暗燈定義同樣和量產工廠有很大差異。對于生產穩定、流程穩定的量產工廠，暗燈停線問題影響產量，影響設備開動率和CPU，是唯一的關注點。而試制車間處于產品驗證階段，試制問題頻發，工位也會產生各種狀態，具體來說主要遵從以下特點：

1.停線問題非常普遍：尤其對于全新產品，在項目前期停線時間可能達到整個試制過程的50%以上，且原因分布于工程、物流、設備、工藝等各個方面。

2.上下游環節銜接中易出現等待浪費：由于變化頻繁，資源有限，上下游銜接并不能保證穩定與順暢，由此誕生車輛狀態切換或交接過程中的等待浪費，即工位有已完成車輛，但無法進行任何下步操作的占用狀態。

3.缺料預警問題時常發生：試制物料狀態同樣不如量產狀態穩定，且試制過程中沒有工位順序的強制要求，因此遇到缺料問題，如在不影響正常進度，會拉動缺料預警暗燈尋求幫助。

4.試制階段的正常工作狀態應該包含裝車、現場培訓、問題記錄與分析、返工、看板會、車輛檢查與記錄、物料清點等工作。

基于以上特點，我們因地制宜地變更暗燈狀態，劃分為試制時間和非試制時間，通過大數據積累、分析實現優化，見表1。

3 暗燈大數據分析

3.1 暗燈數據記錄與導出

基于以上暗燈分類，整個試制車間每年可產生的暗燈數據可達10萬條。在暗燈系統后臺頁面，可以拉取任一時間段的暗燈數據進行分析，數據庫中記錄內容包括暗燈類型、始末時間、工位、項目、車輛號、狀態描述、原因、措施和責任方等，方便進行各緯度的數據分析。

3.2 班組層面數據驅動

班組層面基于工位暗燈數據反映工位車輛/人員狀態，判斷人員與項目負荷。

核心數據：工位利用效率/暗燈使用頻次/工位裝配時間/車輛在班組滯留時間等。

暗燈使用頻次：暗燈使用頻次能夠體現操作員工對工位狀態的掌握情況，在試制環境中，較少次數的暗燈切換可能是較低的暗燈使用意愿或者較低的工作負荷。通過柱狀圖和均線可以清晰判斷各班組的暗燈使用意愿或工作負荷，便于車間管理人員酌情調整。而從獲得的實際數據也表明，高頻使用暗燈的工位所積累的暗燈數據與我們的認知相符程度更高（如56號工位數據如HPV、工位停線時間比例等大致符合車間既定理論值），如圖3。

工位利用效率：通過各個工位不同類型的暗燈時間積累，可以得出各工位一定周期內的利用效率，尋求改進空間。圖4為例（注：綠色表示正常工作，藍色表示工位占用），47號工位工位占用時間明顯高于其他，調查發現該工位裝配零件變化點較少，裝配順利，導致該工位較長時間處于占用狀態。措施：立即聯系工藝工程師優化線平衡。

3.3 車間層面數據驅動

車間層面基于所有暗燈數據反應車間運轉過程中的浪費。

核心數據：工位占用TOP問題/工位等待TOP問題等。

舉例：收集工位占用數據，高頻原因顯示為BUCK車輛無法及時領取導致現場工位資源的占用，措施：項目經理牽頭優化BUCK交付流程，及時釋放車間工位資源。（BUCK：只裝配部分零件的用于滿足實驗需求的車輛或四門兩蓋），見圖5。

3.4 部門內部數據驅動

部門層面基于所有內部停線問題尋求改進空間。

核心數據：部門內部問題導致的停線數據等。

舉例：部門內部因物料問題導致每當量車12min的停線，分析原因為缺乏缺料預警機制，項目經理無法提前進行計劃調整，措施：物料開發缺料預警模板，每周群發相關人員，見圖6。

3.5 外部門數據驅動

驅動外部門，拉動資源同樣需要停線數據。

核心數據：各項目、各SMT導致的停線時長。

舉例：每周review當月停線TOP項目，向項目/平臺尋求相應的支持或資源，推動改善各SMT看板會出勤情況及問題響應速度。

暗燈數據的應用還可進一步挖掘，如低頻暗燈分析、車間暗燈使用效率分析、異常數據分析等等，在資源拉動和問題改進方面，用數據說話最為簡單有效。

4 后續功能擴展與系統對接

4.1 功能擴展

無線暗燈系統在試制車間的開展僅僅是一個開始，在智能化工廠的趨勢下，無線暗燈有著充分的擴展潛力和需求，以下兩方面功能拓展正在開發當中：

數據分析功能：根據數據分析邏輯建立數據自動分析功能，并通過dash board呈現給車間管理層。數據自動分析功能應包括節假日數據、異常數據的剔除。

暗燈推送：根據問題類型、停線時間推送消息給相應的響應方，推送方式可以是pad端的聲音報警、郵件的提示、手機短信等，進一步提升暗燈的響應效率和自動化程度。

4.2 系統對接

作為數字化車間的主力和數據資產的重要提供方，無線暗燈系統還將與其他系統完成對接。

與試制排產系統對接，考慮暗燈問題對試制排產的影響，通過暗燈記錄及時調整排產計劃。

與物料拉動系統對接，根據工位狀態與排產計劃實現物流的JIT到料。

與問題看板系統、E-buildbook對接，實現暗燈問題與零件信息、看板數據的交互共享，見圖7。

5 結束語

在智能制造的大背景下，結合試制車間問題頻發，變化頻繁等特點，無線暗燈系統已經從簡單的尋求支持的工具轉變為智能工廠的入門引導圖，并逐步完善成為車間管理者的眼睛和效率提升工具。無線暗燈的使用極大程度提升了試制車間與各方的協同效率，也必將在未來的跨系統對接中起到越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]王寧，何瑛.汽車制造業生產物流物料按燈系統設計叨.計算機工程與應用，2010，46（12）：214—218.CHANG X Z， WANG J F. On the trial production of automobile prototype [J]. Technology， 2015，（3）：72.