1 系統(tǒng)概述 　　奇瑞汽車有限公司成立于1997年，由安徽省及蕪湖市五個投資公司共同投資興建的國有大型股份制企業(yè)，坐落在水陸空交通條件非常便利的國家級開發(fā)區(qū)――蕪湖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。公司于1997年3月18日正式破土動工，至2003年3月，已全部完成一期至二期投資建設(shè)，占地面積130多萬平方米，總投資41.52億，現(xiàn)已經(jīng)形成年產(chǎn)40萬臺發(fā)動機和30萬輛整車的生產(chǎn)能力。三、四期工程正在建設(shè)中，預(yù)計四期工程都完成后，奇瑞的產(chǎn)能將達到100萬輛。轎車廠、發(fā)動機廠生產(chǎn)設(shè)備均達到并超過世界先進水平。 　　其中奇瑞發(fā)動機二廠產(chǎn)品技術(shù)、生產(chǎn)線設(shè)備主要由國外成套引進，主要由德國Cross-Huller、Heller、Gerhing、Junker、Mauser 等世界一流廠家提供，采用Hommel和Marposs量儀和檢具，裝配線設(shè)備由意大利Comau公司提供。對于總計有100多套CNC和PLC設(shè)備的發(fā)動機二廠來說，一套功能完善的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對于提高整個工廠運營的需求也就呼之欲出了，在此基礎(chǔ)上，GE Fanuc承接了發(fā)動機二廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體實施工作。 　　奇瑞發(fā)動機二廠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋了缸體、框架、缸蓋，連桿，曲軸，凸輪軸等六條加工線以及連接裝試線的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，GE Fanuc所承接的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)項目包括需求分析、詳細設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)備采購、機柜制造、現(xiàn)場安裝、系統(tǒng)調(diào)試、項目培訓(xùn)和文檔開發(fā)。 　　GE Fanuc實施的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是建立在GE Fanuc 的Proficy 軟件模塊和歷經(jīng)考驗的控制技術(shù)基礎(chǔ)上的，該系統(tǒng)具有一個分布式的客戶機/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的不同服務(wù)器節(jié)點不需要額外的配置或編程、就可以共享數(shù)據(jù)信息。從用戶的角度來看，整個系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器節(jié)點和終端）是一個虛擬的完整系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示： 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件上采用兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，頂層的企業(yè)&數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用TCP/IP以太網(wǎng)將各生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集站、操作員站、LED 顯示板相連，并同時與整個車間和辦公以太網(wǎng)進行連接，使所有支持以太網(wǎng)接口的終端構(gòu)筑在同一平臺上，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐〞承浴５诙油ㄟ^生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集站也采用TCP/IP以太網(wǎng)向下連接各生產(chǎn)線上的CNC、PLC和檢測設(shè)備。 　　· 企業(yè)&數(shù)據(jù)庫服務(wù)器位于中央控制室，負責(zé)存儲從各生產(chǎn)線上采集的數(shù)據(jù)，以及設(shè)備監(jiān)控畫面的開發(fā)，報表開發(fā)及質(zhì)量監(jiān)控。 　　· 線端數(shù)據(jù)采集站，負責(zé)采集并管理各生產(chǎn)線的生產(chǎn)和報警信息。在六條生產(chǎn)線上均設(shè)置線端數(shù)據(jù)采集站。 　　· 維修計算機用來對企業(yè)&數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上開發(fā)的畫面進行瀏覽，為維修工作人員提供參考數(shù)據(jù)。 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件平臺基于Microsoft Windows 2003/2000操作系統(tǒng)，采用GE Fanuc的Proficy HMI / SCADA – CIMPLICITY軟件，以完成采集現(xiàn)場設(shè)備層的數(shù)據(jù)的任務(wù)，并將這些信息通過SQL 2000數(shù)據(jù)庫進行存取，用以進行數(shù)據(jù)處理和報表查詢。系統(tǒng)數(shù)據(jù)流如下圖所示： 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 　　奇瑞發(fā)動機二廠主要生產(chǎn)和裝配發(fā)動機部件，生產(chǎn)廠房為單層結(jié)構(gòu)，因此布線系統(tǒng)主要包括廠房內(nèi)連接每個生產(chǎn)工藝節(jié)點的環(huán)形光纖骨干，廠房內(nèi)從每個生產(chǎn)工藝節(jié)點到最終工控設(shè)備之間的超五類屏蔽雙絞線。GE Fanuc采用的設(shè)計思路和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完全依據(jù)上述要求，力爭使系統(tǒng)配置更具超前性，并且更加合理和經(jīng)濟。 　　奇瑞發(fā)動機二廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)主要為獨立的生產(chǎn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，主要提供各生產(chǎn)設(shè)備的通訊連接，其應(yīng)用特點是通訊量有限，但是可靠性要求比較高，同時網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝環(huán)境和工作環(huán)境相對較差，工作溫度范圍大，電磁干擾強。因此，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求與普通的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不同。 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的整個布線系統(tǒng)只提供數(shù)字通訊，網(wǎng)絡(luò)連接為100 Mbps，端口采用標(biāo)準(zhǔn)8芯RJ45插口，采用超五類插座用于百兆數(shù)據(jù)傳輸連接。車間骨干網(wǎng)絡(luò)采用光纖環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，使用HIRSCHMANN 的RS2 工業(yè)交換機，形成完整的HIRER-RING 拓撲結(jié)構(gòu)。車間設(shè)備的分支網(wǎng)絡(luò)采用Allied Telesis 交換機組成，這些網(wǎng)絡(luò)交換機分布在發(fā)動機車間各生產(chǎn)線，機床設(shè)備中的CNC和PLC通過雙絞線連接到附近的交換機。 4 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能介紹 　　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從功能上講，包含了以下六大功能： 　　· 設(shè)備聯(lián)網(wǎng) 　　· 生產(chǎn)線和設(shè)備監(jiān)控 　　· 產(chǎn)量記數(shù) 　　· OEE和停機時間統(tǒng)計 　　· SPC管理 　　· 統(tǒng)計分析報表 　　4.1 生產(chǎn)線設(shè)備的聯(lián)網(wǎng) 　　奇瑞發(fā)動機二廠的生產(chǎn)設(shè)備中由于控制設(shè)備的品牌較多，控制接口協(xié)議也不統(tǒng)一，并且有一些非標(biāo)控制器設(shè)備（如測量設(shè)備），而且生產(chǎn)線設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)對于系統(tǒng)的成功關(guān)系重大，針對這一現(xiàn)狀，GE Fanuc在系統(tǒng)中就不同的設(shè)備采用了不同的通訊方式與OEM設(shè)備進行通訊。設(shè)備種類包括： 　　· MAZAK CNC設(shè)備 　　· FANUC CNC設(shè)備 　　· SIEMENS CNC設(shè)備 　　· SIEMENS PLC設(shè)備 　　· SPC測量裝置 　　4.2 生產(chǎn)線和設(shè)備監(jiān)控 　　實現(xiàn)圖形化的方式，動態(tài)顯示車間內(nèi)流水線及工位的生產(chǎn)狀態(tài)、生產(chǎn)信息，為現(xiàn)場操作員提供及時信息。操作員可以通過下一級畫面（機加工或分裝線的區(qū)域）查看更詳細的信息，動態(tài)顯示操作/設(shè)備的狀態(tài)，如運行或故障，堵塞或待料，高于或低于設(shè)定循環(huán)時間等。 　　4.3 生產(chǎn)線產(chǎn)量記數(shù) 　　實現(xiàn)以生產(chǎn)小時為單位的產(chǎn)量計數(shù)以及該班次的目標(biāo)累計產(chǎn)量。通過顏色動畫顯示產(chǎn)量與目標(biāo)的差異（超過目標(biāo)產(chǎn)量為綠色，低于目標(biāo)產(chǎn)量為紅色）。顯示該班次當(dāng)前累計產(chǎn)量，目標(biāo)產(chǎn)量及預(yù)測到該班次結(jié)束時的產(chǎn)量曲線?？梢蕴峁┤齻€班次的產(chǎn)量趨勢圖。 　　4.4 生產(chǎn)線OEE和停機時間統(tǒng)計 　　實現(xiàn)每條機加工線或者分裝線各區(qū)域的設(shè)備的OEE顯示，顯示方式通過表格或棒狀圖。實現(xiàn)每條機加工線或者分裝線各區(qū)域的以生產(chǎn)小時為單位的總停機時間（以分鐘為單位）以及發(fā)生停機的次數(shù)。顯示每條機加工線或者分裝線各區(qū)域的% UPTIME。 　　4.5 SPC分析 　　實現(xiàn)加工線上的測量裝置的SPC分析，例如用來檢測發(fā)動機零部件的加工精度等。系統(tǒng)采用文件交換的格式從測量裝置定時或不定時獲取數(shù)據(jù)。 　　4.6 報表 　　針對奇瑞的需求，系統(tǒng)提供以下幾類報表： 　　· 報警報表 　　 報警詳細報表 　　 報警匯總報表 　　 前 N 個報警按時間 　　 前 N 個報警按次數(shù) 　　· 產(chǎn)量報表 　　 日產(chǎn)量報表 　　 月產(chǎn)量報表 　　 時間報表 　　 日時間報表 　　 月時間報表 　　· OEE報表 5 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特點 　　GE Fanuc針對奇瑞發(fā)動機二廠實施的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有以下幾個特點： 　　· 系統(tǒng)平臺的統(tǒng)一：采用GE Fanuc 統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺Proficy，包括數(shù)據(jù)通訊，人機界面，數(shù)據(jù)庫，MES應(yīng)用及面向Web的應(yīng)用。 　　· 系統(tǒng)平臺的開放：所有軟件均為開放平臺，無須特別定制和開發(fā)。且接口均為標(biāo)準(zhǔn)接口。 　　· 系統(tǒng)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化：基于標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)ISA95的系統(tǒng)平臺，系統(tǒng)構(gòu)架的靈活。滿足將來系統(tǒng)的擴展。 　　· 系統(tǒng)方案的成熟：GE Fanuc針對發(fā)動機車間的需求所開發(fā)出的成熟的解決方案。 6 實施結(jié)果 　　通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成功實施，能夠提高奇瑞發(fā)動機對車間設(shè)備的管理能力，獲得大量的有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量的有效數(shù)據(jù)，從而助力奇瑞實現(xiàn)發(fā)動機的澎湃動力。以下是客戶從項目中所獲得的部分收益： 　　· 監(jiān)視生產(chǎn)過程參數(shù)和對每個生產(chǎn)出的發(fā)動機的統(tǒng)計 　　· 生產(chǎn)參數(shù)和統(tǒng)計在很短的時間內(nèi)即可獲得 　　· 可獲取基于近實時的精確的生產(chǎn)信息 　　· 工廠的管理經(jīng)理可見看到實時的系統(tǒng)停機以及哪種型號的發(fā)動機生產(chǎn)了多少 　　· 生產(chǎn)信息可獲得的位置： 　　 在生產(chǎn)線的末端 　　 在生產(chǎn)線的任意站點 　　 實現(xiàn)停機時間跟蹤和效率