個性化定制生產的作業文件智能展示的應用

張洋　張振祥　高偉超　劉燕　胡慶邦

摘 要：本論文主要論證定制化生產需求下車型配置多，不同配置的作業文件存放至現場，多配置生產工位極易裝配出錯，文件分量大，難以快速獲取應用；采用實時性作業指導，工藝文件為靜態打印文件，僅通過文字、圖片進行展示，無法滿足實時查看。該應用解決工藝一致性問題，避免數據孤立存在，傳遞過程中存在數據一致性差，變更管理困難。

關鍵詞：定制化 配置解析 終端展示 作業文件

1 研究的背景和意義

目前汽車制造業在制造生產過程中，工廠生產線線邊懸掛著不同車型、不同配置的作業文件OIS（Operation Instruction Sheet）&WES（Work element sheet），OIS一般由廠部工藝人員編制，WES一般由班組長編制，OIS操作指導書，是把操作工一個操作循環的每一個動作及動作順序的描述，而WES是對一個動作進行要素分析。

作業文件掛在現場，操作工或新員工可以查看學習本崗位裝配方法，明確裝配過程中的注意事項以及需要規避的問題點。但此過程一般都是編制電子表格文件，然后打印紙質版后下發至現場，如果遇到車型配置比較多的生產情況，懸掛的紙張數量就會非常多，操作工看起來非常繁瑣，并且超大的數據量員工也無法完整記憶，最終結果是如果生產一款特殊配置的車輛，操作工易因為無法完全牢記裝車知識而造成裝配錯誤，造成質量風險；尤其是定制化車型，生產配置上百萬種，操作工無法準確記憶，紙質版指導文件已無法滿足當前需求。

定制化場景越來越多，造成工廠裝配工藝與裝配物料使用的變化多樣，所以亟需一種可以分析到定制化配置的作業文件來指導現場，每生產一款配置的車，現場可以看到該配置的指導文件，本臺車裝配完成后，自動切換至下一臺車的作業文件。

本次應用方案實現工藝規劃到生產制造的數據協同以及工藝文件的無紙化，取消傳統的紙質文件，信息傳遞更快捷；通過關聯車型配置類型，過線車輛自動調用該車型配置OIS/WES作業文檔，并實現配置差異點的智能提醒；通過此方法可以輸出不同形式作業指導文件展現、員工培訓周期縮短50%以上、數據準確性提升至100%、取消靜態作業文件打印下發，可同步節約打印設備耗材、紙張等。

2 研究對象

本論文主要論證定制化生產需求下車型配置多，不同配置的作業文件存放至現場，多配置生產工位極易裝配出錯，文件分量大，難以快速獲取應用；采用實時性作業指導，工藝文件為靜態打印文件，僅通過文字、圖片進行展示，無法滿足實時查看。該應用解決工藝一致性問題，避免數據孤立存在，傳遞過程中存在數據一致性差，變更管理困難。

定制化場景越來越多，造成工廠裝配工藝與裝配物料使用的變化多樣，所以亟需一種可以分析到定制化配置的作業文件來指導現場，每生產一款配置的車，現場可以看到該配置的指導文件，本臺車裝配完成后，自動切換至下一臺車的作業文件。

本文論證工藝規劃到生產制造的數據協同以及工藝文件的無紙化，取消傳統的紙質文件，信息傳遞更快捷；通過關聯車型配置類型，過線車輛自動調用該車型配置作業文檔，并實現配置差異點的智能提醒；通過此方法可以輸出不同形式作業指導文件展現、員工培訓周期縮短50%以上、數據準確性提升至100%、取消靜態作業文件打印下發，可同步節約打印設備耗材、紙張等。

3 整體設計思路

依托研發系統開發工藝協同平臺，使工廠工藝文件全部線上管理，尤其在線上要實現配置化管理，此途徑可通過研發PMM-TCM-GIES路徑實現；而另一條銷售配置路徑SAP-MES路徑實現；MES將訂單信息向GIES請求，GIES將請求結果解析后下發MES，MES可以個性化終端展示，如圖１是流程圖：

（1）TC系統下發PII信息至GIES系統（XML格式），GIES系統對PII解析并分配到指定崗位下，基地工藝在GIES系統使用PII編制全配置工藝文件（OIS&WES），PII分配至崗位下后全部增值動作及部分必要非增值動作編制成初版工藝文件，工藝及班組人員維護現場的其他必要非增值工時和輔助工時，再將所有的動作排序即完成OIS的編制；對每個動作維護操作的要點及預防性問題，補充現場圖片說明即完成WES的編制；后期涉及PII變更，接口傳遞時GIES系統可自動變更，在規范的基礎上減少用戶工作量；

（2）MES將整車PNO18信息及配置值以接口形式向GIES系統請求，GIES接收請求配置后將本工廠下所有崗位的所有動作和此訂單進行匹配，并將匹配完成的值完整的下發到MES系統（圖片信息服務器傳遞，其他工位描述信息JSON格式傳遞）；

（3）將每一個工廠終端配置好ANDON接收的過點信號，滿足裝配車輛與終端展示車輛一致性；

（4）GIES的工位信息和MES的終端站點信息一一匹配，并設置好終端展示效果。

4 論證實施方案

4.1 工單發布時觸發

工單發布時觸發訂單信息下發，提前下發信息，GIES提前解析傳遞到MES系統，異步處理下發；

4.2 重發機制

增加訂單信息下發日志查詢頁面：（日志增加歸檔）

4.3 工步信息配置

【顯示邏輯】

表１

4.4 工步信息組件

功能路徑：CLIENT端>工作臺>參數配置>導航欄

【裝配步驟組件界面顯示原型】（圖4）

4.5 操作要素組件配置

功能路徑：CLIENT端>工作臺>參數>通用信息配置

【OP操作要點組件界面顯示原型】

（圖5）

4.6 操作要素組件

【界面原型】

（圖6）

4.7 操作圖片組件配置

功能路徑：CLIENT端>工作臺>通用信息（右側組件區域）

（圖7）

4.8 操作圖片組件

功能路徑：CLIENT端>工作臺>

【示例-小圖模式】（圖8）

【原型示例-大圖模式】（圖9）

【顯示邏輯】（表2）

4.9 工步參數組件配置

功能路徑：CLIENT端>工作臺>通用信息（右側組件區域）

【示例】（圖10）

4.10 工步參數組件

功能路徑：CLIENT端>工作臺>

【示例】（圖11）

5 關鍵能力

5.1 工藝文件線上編制

工藝文件編制及數據傳遞均在線上進行，吉利自主研發GIES（Geely Intelligent Efficiency System）吉利智能工效系統，完善工藝規劃&開發所需的功能，打通研發到制造工藝路徑，該系統實現從研發系統接收研發數據，然后GIES系統自動把研發數據同步形成初版工藝文件，工廠工藝及班組人員補充維護工廠信息，實現工藝文件全部線上管理。

5.2 PNO18配置解析

GIES系統構建的工藝文件以PII（Process and Inspection Instruction）-OP（operation）為基礎，OP內包含活動描述、編碼、特性等級、車型、配置、轉速、零件、輔料、圖片、工時等信息；而配置是由配置簇和配置值組成的配置串，配置描述了本動作是在什么配置的車型上使用。所以GIES系統所構建的每一個動作都是有車型和配置信息。

對于整車銷售、整車研發、整車制造來講都是先區分大車型、在一款車型下區分配置信息，比如同樣一款轎車因車身顏色、車內飾顏色、兩驅四驅、選裝內容等不同，整車性能也不同，所以每款車都有一個整車物料編碼PNO18（18位編碼：動力、銷售版本、年型、變速箱、方向盤位置、市場、外飾顏色、內飾風格、選裝信息組成），此編碼還有一種配置串的展示方式，是把每一個裝配件的配置用“&”或“｜”符號連接（標識“與”和“或”的關系）。

PNO18解析是MES將整車物料編碼及整車配置串已接口的形式下發至GIES系統，GIES拿到整車配置后會和本工廠正在運行的方案下所有崗位的所有動作進行匹配，當OP配置屬于整車配置時即把此動作提取到，當OP配置不屬于該整車配置時即略過此動作，這樣就可以把整個工廠下所有崗位對應到本配置的作業文件拿到，并把此訂單的作業文件打包，形成定制化的作業文件。

5.3 工藝文件按個性化配置調取展示

MES終端按業務需求可以個性化配置調取展示，它是將作業文件的每一個模塊分類，比如動作單獨一個模塊、圖片單獨一個模塊、轉速單獨一個模塊、物料單獨一個模塊等等，每一個模塊所在的位置可以隨意放置，每一個模塊的大小也可以隨意調整，每一個模塊是否要展示可以隨意設置。尤其在終端每一個動作都可以自定義時間去播放，當自動播放時，終端會按設定好的時間去循環播放，每播放到不同動作顯示此動作的信息。并且每個崗位的顯示器都可以單獨設置。

5.4 系統互聯互通（TCM/GIES/MES/ANDON等）

本應用方案打通了研發系統的研發數據來編制單配置工藝文件，GIES將編制好的工藝文件下發至制造執行MES系統，MES系統根據ANDON過點信息切換指定生產配置的作業文件。此項技術是將系統互聯互通數據傳遞并引用，相輔相成。

6 研究結論

本文主要論證三個問題：a定制化生產需求：車型配置多，不同配置的作業文件存放至現場；多配置生產工位極易裝配出錯，文件分量大，難以快速獲取應用；b實時性作業指導：工藝文件為靜態打印文件，僅通過文字、圖片進行展示，無法滿足實時查看。c一致性數據來源：數據孤立存在，傳遞過程中存在數據一致性差，變更管理困難；

通過個性化定制生產的作業文件智能展示的應用，可以實現終端作業文件分配置與實車100%動態關聯、變更管理傳遞0延時、新員工培訓周期縮短50%以上、數據準確性提升至100%、文件可操作性提升50%以上、取消紙質文件，實現現場無紙化。

7 研究展望

數字化車間定制化下的電子作業指導書的出現，企業實現生產作業的數字化轉型提供了有力的支持。通過案例展示、系統架構和系統硬件的介紹，我們可以看到該系統在優化生產流程、提高生產效率和實現環保節能方面的巨大潛力。隨著數字化轉型的不斷深入，相信該應用將在制造業中發揮越來越重要的作用。

參考文獻：

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