重型商用车车架纵梁加工MES系统设计与开发

摘要

近年来，国内重型商用车销量激增，各重型商用车企业为了适应激增的订单需求，需要对排产计划进行优化分析，以提高生产效率、扩大产能;需要提升产品质量，以满足日益“挑剔”客户的需要;需要提升企业数字化信息水平，以满足日益激烈的竞争需要，提高核心竞争力。 本文主要针对以上方面进行分析并结合国家实施制造行业升级改造的整体要求，通过行业调研并结合企业实际，选取国内具有代表性的某重型商用车企业车架纵梁加工生产线进行研究。 针对制约生产效率发挥的排产问题，进行模拟排产模块的设计与开发，在对多条生产线纵梁加工时出现的计划产能分布不均衡、生产总时间不均衡的问题进行研究分析的基础上，将基于生产质量、生产交货期、特殊订单需求等因素组成的排产原则嵌入模拟排产模块运算模型;将影响生产均衡的物料状态、物流时间、设备生产节拍、传输速度等排产因子耦合进入排产运算模型，提出模拟排产模型的算法和公式，建立模拟生产模型，提升排产均衡率，实现自动排产并实时更新。针对纵梁生产过程中传输不平稳、无法实现在线质量监控、识别故障率高等影响产品质量一致性提升的问题，通过流程分析和理论校核设计，对传输过程中的定位问题、校直问题、传输歪斜问题进行模拟分析和理论研究设计，开发了自动化传输模块;通过测量原理的分析研究，在开发设计激光轮廓仪和直行编码器测量的基础上，引入激光补偿回溯装置进行毫秒级校准以满足精度测量要求;通过激光打码机构和视觉扫描机构的研究与开发，设计自适应定位校准系统以提升激光打码精度，选用新型视觉扫码装置，以避免振动、撞击和磁化等对视觉成像造成的影响;通过对不同高度、不同跨度、不同宽度的三维空间下纵梁传输问题进行研究，开发纵梁分料机构，实现纵梁的分料传输。在此基础上，设计与开发了自动化传输系统，实现产品质量一致性的提升。 针对生产计划和生产工艺流程无法实现在线监控和运行反馈、设备运行情况无法开展在线监控、实时统计分析与在线控制、纵梁加工质量无法实现在线监控和实时统计分析、生产运行情况无法实现实时监督与控制的问题，通过对系统组成架构的分析研究，在完善生产管理、数据管理、平台管理和用户管理等功能的基础上设计开发重型商用车车架纵梁加工MES系统，实现对纵梁生产全过程的监督与控制反馈。 通过以上工作开展，建立了模拟排产模型，解决了排产均衡问题，提高了生产效率;设计开发了自动化传输系统，解决了生产过程中在线质量控制问题，提高了自动化程度，提升了产品质量一致性;设计开发了车架机加工纵梁加工MES系统，实现了生产的实时监控与;所开发的设备故障诊断模块，解决了设备故障在线诊断的难题，提高了运行效率，降低了运行成本。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1研究背景

1．2国内外MES系统运行现状

1．3国内重型商用车行业纵梁加工MES运行现状及存在的问题

1．3．2重型商用车车槊纵梁加工MES系统应用现状

1．3．3某重型商用车企业纵梁加工系统应用现状

1．3．4目前车架纵梁加工自动化MES系统存在的问题

1．4．1本文的主要研究内容

1．4．2本文的研究框架

第2章模拟排产模块的设计与开发

2．1排产现状分析

2．1．1行业排产计划现状分析

2．1．2企业排产计划现状分析

2．2排产原则研究

2．2．1交货期先后原则研究

2．2．2插单生产原则研究

2．2．3质量优先原则研究

2．2．4二次排产研究

2．3模拟排产模型的研究与开发

2．4模拟排产流程开发与设计

2．4．1模拟排产流程开发与设计

2．4．2二次模拟排产流程开发与设计

2．5模拟排产模块的应用

2．6本章小结

第3章自动输送系统的设计与控制

3．2自动输送系统的硬件逻辑及框架设计

3．3自动输送系统的软件连接逻辑及框架设计

3．4传输系统设计与控制

3．4．1传输系统模型设计

3．4．2传输系统机械部分研究与设计

3．4．3传输系统的网络连接研究

3．4．4传输系统的工艺流程设计与开发

3．5测量系统的设计与控制

3．5．1测量系统的设计与开发

3．5．2测量系统的网络结构设计

3．5．3测量系统的运行流程设计

3．6识别系统的设计与控制

3．6．1标识识别系统设计与控制

3．6．2识别系统的网络连接设计

3．6．3识别系统的工艺流程设计

3．7本章小结

第4章车架纵梁加工MES系统设计与开发

4．1车架纵梁加工MES系统功能设计

4．1．1车架纵梁加工工艺流程设计及MES系统设计逻辑

4．1．2车槊纵粱加工MES系统功能设计

4．2车架纵梁加工MES系统层级架构设计

4．2．1 MES系统层级架构逻辑设计

4．2．2各层级架构设计

4．3车架纵梁加工MES系统软件模块设计

4．3．1车架纵梁加工MES系统软件模块设计逻辑研究

4．3．2车架纵梁加工MES系统软件模块架构设计研究

4．4车架纵梁加工MES系统的硬件架构设计

4．4．1车架纵梁加工MES系统的硬件架构设计逻辑研究

4．4．2车架纵梁加工MES系统的硬件架构设计研究

4．5车架纵梁加工MES系统的网络拓扑

4．5．1车架纵梁加工MES系统的网络拓扑设计

4．5．2网络通讯系统设计

4．6本章小结

第5章结论与展望

5．1结论

5．2展望

参考文献

攻读学位期间发表学术论文、参与科研项目情况

致谢