一、背景技術(shù) 中國汽車市場,中國汽車制造商2010年度銷售報告,總銷量為1750萬,較2009年增長約30%。大多數(shù)中國汽車市場分析師預(yù)計,2011年的銷量將在2000余萬輛?! ∑囆袠I(yè)的蓬勃發(fā)展,對于汽車的生產(chǎn)設(shè)備需求也大幅增加,而且對于設(shè)備的柔性化和智能化要求更多,因為要適應(yīng)市場的變化,生產(chǎn)出不同需求的產(chǎn)品?! ∑嚧笾驴煞譃榘l(fā)動機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備四個組成部分,汽車的生產(chǎn)通常是一個產(chǎn)業(yè)鏈,不可能全部的設(shè)備都是自己生產(chǎn),通常在汽車總裝配工廠附近,會衍生出很多配件廠,專門提供相關(guān)的配件,如在上海安亭的大眾汽車,周邊大約有幾百家配件廠進(jìn)行配套?! ⊙b配線的設(shè)立,乃是現(xiàn)代大量、低成本生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)。福特(H. Ford)就是因為首先引用了裝配線的觀念,因而促成汽車大量生產(chǎn)的開端。事實上,根據(jù)史料記載,早在十六世紀(jì)就已經(jīng)有大量生產(chǎn)的實例,當(dāng)時是把一百艘戰(zhàn)艦分段解體,等到需要的時候,就可以在較短的時間內(nèi)裝配成艦,以便投入戰(zhàn)場迎敵。不過,也有人說,真正的大量生產(chǎn),恐怕是起源於十九世紀(jì)時,惠特尼(E. Whitney)及寇特(S. Colt)的大量制造槍械。不論是誰最先實際引用大量生產(chǎn)裝配線的觀念,至少可以肯定的是,裝配線的設(shè)立是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的必然途徑之一?! ∑嚨纳a(chǎn)線是裝配線生產(chǎn)的最佳范例之一?! ∑嚨牧慵婵烧f是成千上萬。如果全部的零件都要母廠獨力生產(chǎn),那就可能會拖垮了這個母廠,這種「大手筆」也根本不符合經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)量的原則。因此,大多數(shù)的母廠都會將大部分的零件外包給各衛(wèi)星工廠來承造,只保留少數(shù)「關(guān)鍵性」的零件由自己來設(shè)計制造。其中,對於母廠而言,最重要的是要存在一條或多條高效率的裝配線,以求能達(dá)於經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,降低單位成本,進(jìn)而增強競爭的能力?! £P(guān)於汽車的生產(chǎn)線,首先是利用沖床將鋼板壓成車的外殼,這是汽車制造中非常重要的步驟,它涉及汽車的線型設(shè)計及模具的沖壓設(shè)計。等到完成車殼后,為了便於進(jìn)行以后步驟中的焊接工作,通常都預(yù)將車體倒轉(zhuǎn)。完成初步焊接后,再將車體扶正,加裝車門及車蓋。而后設(shè)法除去車殼上各塊鋼板的毛邊與暗號,并將底盤預(yù)作防銹處理,以便進(jìn)行車體的噴漆。以上是車體部分的制造概略過程,接著要裝配大梁、防震、傳動以及引擎等系統(tǒng),這些部分可以說是汽車的內(nèi)臟,非常重要;尤其是引擎,更可說是汽車的心臟。如果一個國家的汽車工業(yè)無法完全獨立自主地完成引擎的設(shè)計與制造,那就表示這個國家的汽車工業(yè)還沒有生根。上述大梁、防震、傳動以及引擎等裝置完成后,就可將車體由上而下吊裝於其上,構(gòu)成汽車的雛型。剩下的工作就是汽車內(nèi)部的裝潢,包括玻璃、雨刷、車座等,另外再加裝散熱器(水箱)、油壓系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)以及車輪等,整部車就可以算是大功告成了。不過,為了保證車廠的信用與消費者的基本安全,還必須進(jìn)行一系列的試驗,汽車才可以出廠。這些試驗包括了滾桶(roller)模擬試驗、防漏試驗以及路試等項目,試驗的主旨在於測試引擎、傳動系統(tǒng)、操縱桿、剎車、燈光及車體測漏等性能,通過這些試驗以后,汽車就可以出廠銷售了。 汽車生產(chǎn)流程圖
二、問題 在汽車生產(chǎn)的整個流程中,涉及到大量的零配件需進(jìn)行傳送,在每個工藝段需進(jìn)行對應(yīng)的加工,需要上下工藝的信息進(jìn)行實時的交換,以便于生產(chǎn)線更加高效的運轉(zhuǎn)。大部分的生產(chǎn)線的主控系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線或者工業(yè)以太網(wǎng)可以進(jìn)行連接,但在部分移動和旋轉(zhuǎn)的場合,控制器將采集到的輸入輸出信號需要傳遞給固定的控制站上時,遇到了如下問題: ?。?) 在生產(chǎn)線上的控制點,分布分散,距離監(jiān)控中心太遠(yuǎn),施工布線復(fù)雜,很難集中管理; ?。?) 一些旋轉(zhuǎn)輸送的設(shè)備上,需要實時獲取固定機(jī)械裝置上的物品檢測信息,以便于準(zhǔn)確的進(jìn)行接收和傳遞,而現(xiàn)有的方式大部分通過滑環(huán)一起供電和傳數(shù)據(jù),但數(shù)據(jù)經(jīng)常受到干擾,并且滑環(huán)容易發(fā)生機(jī)械磨損之后的通訊故障; ?。?) 曾經(jīng)采用過2.4G高頻的無線傳輸,但當(dāng)汽車配件過來時,容易造成信號被遮擋,無法保持原有正常通訊; ?。?) 部分站點的IO數(shù)量較少,僅有幾個傳感器,在移動線上,接線困難; 三、賽遠(yuǎn)無線通訊方案 如下以汽車的玻璃裝配線為例,該工藝主要是將玻璃裝入到外框中,并給玻璃加上加熱絲,應(yīng)用于前后擋風(fēng)玻璃,結(jié)合客戶的需求情況,給出詳細(xì)解決方案,重點解決客戶如下問題?! 。?)采用無線通訊模塊,將分散的數(shù)據(jù)采集到就近的控制站,解決布線難得問題,便于信息集中處理和傳遞。 ?。?) 在移動和旋轉(zhuǎn)的場合,采用無線傳輸系統(tǒng),避免滑環(huán)的機(jī)械磨損,全部是數(shù)字信號的傳輸; (3) 采用433MHz的低頻通訊,該頻段具有衍射能力強,在有直接物品遮擋的情況下,易于穿透和衍射?! 。?) 對于少量點數(shù)的站點,采用具有開關(guān)量輸入輸出、模擬量輸入輸出的集成無線通訊模塊,直接通過無線通訊將信號傳送至控制站; 系統(tǒng)將衍射能力強的低頻信號,在旋轉(zhuǎn)和移動的場合,進(jìn)行實時的無線通訊,解決了通訊受機(jī)械滑環(huán)的影響,受物體遮擋的影響等問題。 無線通訊系統(tǒng)拓?fù)鋱D
汽車玻璃裝配線圖
汽車玻璃裝配線圖 四、效果 通過賽遠(yuǎn)的無線通訊系統(tǒng),實現(xiàn)了對在生產(chǎn)線中移動、旋轉(zhuǎn)的設(shè)備進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,為上位系統(tǒng)和上下工藝配合系統(tǒng)提供了充實的信息,利用優(yōu)化調(diào)度在線運行,實現(xiàn)了節(jié)能、增效,創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益?! ±觅愡h(yuǎn)的無線通訊技術(shù),與傳統(tǒng)的滑環(huán)通訊技術(shù)相比,電子幾乎沒有磨損,更加穩(wěn)定,更加可靠,使用的帶寬僅占幾十K,不容易受到同頻干擾,而且數(shù)據(jù)傳輸速度快,滿足工業(yè)自動化領(lǐng)域其要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/實時性" title="實時性" target="_blank">實時性,以及穩(wěn)定傳輸?shù)纫??! ⊥ㄟ^此無線通訊可對PLC進(jìn)行實時監(jiān)控,程序的上下載,也可以對無線的IO站進(jìn)行監(jiān)控,改變現(xiàn)有通訊系統(tǒng)通過滑環(huán)不便于接線,將更加有效的提高生產(chǎn)效率,并提高維護(hù)人員的故障診斷和修復(fù)速度,降低了設(shè)備因故障而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和安全問題,有效降低了運行管理人員的勞動強度,每年節(jié)省大量的人力物力?! ∠到y(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控后,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,方便了信息查詢,保證了生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理的實時性,促進(jìn)了管理水平的提高。