个性化定制生产的作业文件智能展示的应用

张洋　张振祥　高伟超　刘燕　胡庆邦

摘 要：本论文主要论证定制化生产需求下车型配置多，不同配置的作业文件存放至现场，多配置生产工位极易装配出错，文件分量大，难以快速获取应用；采用实时性作业指导，工艺文件为静态打印文件，仅通过文字、图片进行展示，无法满足实时查看。该应用解决工艺一致性问题，避免数据孤立存在，传递过程中存在数据一致性差，变更管理困难。

关键词：定制化 配置解析 终端展示 作业文件

1 研究的背景和意义

目前汽车制造业在制造生产过程中，工厂生产线线边悬挂着不同车型、不同配置的作业文件OIS（Operation Instruction Sheet）&WES（Work element sheet），OIS一般由厂部工艺人员编制，WES一般由班组长编制，OIS操作指导书，是把操作工一个操作循环的每一个动作及动作顺序的描述，而WES是对一个动作进行要素分析。

作业文件挂在现场，操作工或新员工可以查看学习本岗位装配方法，明确装配过程中的注意事项以及需要规避的问题点。但此过程一般都是编制电子表格文件，然后打印纸质版后下发至现场，如果遇到车型配置比较多的生产情况，悬挂的纸张数量就会非常多，操作工看起来非常繁琐，并且超大的数据量员工也无法完整记忆，最终结果是如果生产一款特殊配置的车辆，操作工易因为无法完全牢记装车知识而造成装配错误，造成质量风险；尤其是定制化车型，生产配置上百万种，操作工无法准确记忆，纸质版指导文件已无法满足当前需求。

定制化场景越来越多，造成工厂装配工艺与装配物料使用的变化多样，所以亟需一种可以分析到定制化配置的作业文件来指导现场，每生产一款配置的车，现场可以看到该配置的指导文件，本台车装配完成后，自动切换至下一台车的作业文件。

本次应用方案实现工艺规划到生产制造的数据协同以及工艺文件的无纸化，取消传统的纸质文件，信息传递更快捷；通过关联车型配置类型，过线车辆自动调用该车型配置OIS/WES作业文档，并实现配置差异点的智能提醒；通过此方法可以输出不同形式作业指导文件展现、员工培训周期缩短50%以上、数据准确性提升至100%、取消静态作业文件打印下发，可同步节约打印设备耗材、纸张等。

2 研究对象

本论文主要论证定制化生产需求下车型配置多，不同配置的作业文件存放至现场，多配置生产工位极易装配出错，文件分量大，难以快速获取应用；采用实时性作业指导，工艺文件为静态打印文件，仅通过文字、图片进行展示，无法满足实时查看。该应用解决工艺一致性问题，避免数据孤立存在，传递过程中存在数据一致性差，变更管理困难。

定制化场景越来越多，造成工厂装配工艺与装配物料使用的变化多样，所以亟需一种可以分析到定制化配置的作业文件来指导现场，每生产一款配置的车，现场可以看到该配置的指导文件，本台车装配完成后，自动切换至下一台车的作业文件。

本文论证工艺规划到生产制造的数据协同以及工艺文件的无纸化，取消传统的纸质文件，信息传递更快捷；通过关联车型配置类型，过线车辆自动调用该车型配置作业文档，并实现配置差异点的智能提醒；通过此方法可以输出不同形式作业指导文件展现、员工培训周期缩短50%以上、数据准确性提升至100%、取消静态作业文件打印下发，可同步节约打印设备耗材、纸张等。

3 整体设计思路

依托研发系统开发工艺协同平台，使工厂工艺文件全部线上管理，尤其在线上要实现配置化管理，此途径可通过研发PMM-TCM-GIES路径实现；而另一条销售配置路径SAP-MES路径实现；MES将订单信息向GIES请求，GIES将请求结果解析后下发MES，MES可以个性化终端展示，如图１是流程图：

（1）TC系统下发PII信息至GIES系统（XML格式），GIES系统对PII解析并分配到指定岗位下，基地工艺在GIES系统使用PII编制全配置工艺文件（OIS&WES），PII分配至崗位下后全部增值动作及部分必要非增值动作编制成初版工艺文件，工艺及班组人员维护现场的其他必要非增值工时和辅助工时，再将所有的动作排序即完成OIS的编制；对每个动作维护操作的要点及预防性问题，补充现场图片说明即完成WES的编制；后期涉及PII变更，接口传递时GIES系统可自动变更，在规范的基础上减少用户工作量；

（2）MES将整车PNO18信息及配置值以接口形式向GIES系统请求，GIES接收请求配置后将本工厂下所有岗位的所有动作和此订单进行匹配，并将匹配完成的值完整的下发到MES系统（图片信息服务器传递，其他工位描述信息JSON格式传递）；

（3）将每一个工厂终端配置好ANDON接收的过点信号，满足装配车辆与终端展示车辆一致性；

（4）GIES的工位信息和MES的终端站点信息一一匹配，并设置好终端展示效果。

4 论证实施方案

4.1 工单发布时触发

工单发布时触发订单信息下发，提前下发信息，GIES提前解析传递到MES系统，异步处理下发；

4.2 重发机制

增加订单信息下发日志查询页面：（日志增加归档）

4.3 工步信息配置

【显示逻辑】

表１

4.4 工步信息组件

功能路径：CLIENT端>工作台>参数配置>导航栏

【装配步骤组件界面显示原型】（图4）

4.5 操作要素组件配置

功能路径：CLIENT端>工作台>参数>通用信息配置

【OP操作要点组件界面显示原型】

（图5）

4.6 操作要素组件

【界面原型】

（图6）

4.7 操作图片组件配置

功能路径：CLIENT端>工作台>通用信息（右侧组件区域）

（图7）

4.8 操作图片组件

功能路径：CLIENT端>工作台>

【示例-小图模式】（图8）

【原型示例-大图模式】（图9）

【显示逻辑】（表2）

4.9 工步参数组件配置

功能路径：CLIENT端>工作台>通用信息（右侧组件区域）

【示例】（图10）

4.10 工步参数组件

功能路徑：CLIENT端>工作台>

【示例】（图11）

5 关键能力

5.1 工艺文件线上编制

工艺文件编制及数据传递均在线上进行，吉利自主研发GIES（Geely Intelligent Efficiency System）吉利智能工效系统，完善工艺规划&开发所需的功能，打通研发到制造工艺路径，该系统实现从研发系统接收研发数据，然后GIES系统自动把研发数据同步形成初版工艺文件，工厂工艺及班组人员补充维护工厂信息，实现工艺文件全部线上管理。

5.2 PNO18配置解析

GIES系统构建的工艺文件以PII（Process and Inspection Instruction）-OP（operation）为基础，OP内包含活动描述、编码、特性等级、车型、配置、转速、零件、辅料、图片、工时等信息；而配置是由配置簇和配置值组成的配置串，配置描述了本动作是在什么配置的车型上使用。所以GIES系统所构建的每一个动作都是有车型和配置信息。

对于整车销售、整车研发、整车制造来讲都是先区分大车型、在一款车型下区分配置信息，比如同样一款轿车因车身颜色、车内饰颜色、两驱四驱、选装内容等不同，整车性能也不同，所以每款车都有一个整车物料编码PNO18（18位编码：动力、销售版本、年型、变速箱、方向盘位置、市场、外饰颜色、内饰风格、选装信息组成），此编码还有一种配置串的展示方式，是把每一个装配件的配置用“&”或“｜”符号连接（标识“与”和“或”的关系）。

PNO18解析是MES将整车物料编码及整车配置串已接口的形式下发至GIES系统，GIES拿到整车配置后会和本工厂正在运行的方案下所有岗位的所有动作进行匹配，当OP配置属于整车配置时即把此动作提取到，当OP配置不属于该整车配置时即略过此动作，这样就可以把整个工厂下所有岗位对应到本配置的作业文件拿到，并把此订单的作业文件打包，形成定制化的作业文件。

5.3 工艺文件按个性化配置调取展示

MES终端按业务需求可以个性化配置调取展示，它是将作业文件的每一个模块分类，比如动作单独一个模块、图片单独一个模块、转速单独一个模块、物料单独一个模块等等，每一个模块所在的位置可以随意放置，每一个模块的大小也可以随意调整，每一个模块是否要展示可以随意设置。尤其在终端每一个动作都可以自定义时间去播放，当自动播放时，终端会按设定好的时间去循环播放，每播放到不同动作显示此动作的信息。并且每个岗位的显示器都可以单独设置。

5.4 系统互联互通（TCM/GIES/MES/ANDON等）

本应用方案打通了研发系统的研发数据来编制单配置工艺文件，GIES将编制好的工艺文件下发至制造执行MES系统，MES系统根据ANDON过点信息切换指定生产配置的作业文件。此项技术是将系统互联互通数据传递并引用，相辅相成。

6 研究结论

本文主要论证三个问题：a定制化生产需求：车型配置多，不同配置的作业文件存放至现场；多配置生产工位极易装配出错，文件分量大，难以快速获取应用；b实时性作业指导：工艺文件为静态打印文件，仅通过文字、图片进行展示，无法满足实时查看。c一致性数据来源：数据孤立存在，传递过程中存在数据一致性差，变更管理困难；

通过个性化定制生产的作业文件智能展示的应用，可以实现终端作业文件分配置与实车100%动态关联、变更管理传递0延时、新员工培训周期缩短50%以上、数据准确性提升至100%、文件可操作性提升50%以上、取消纸质文件，实现现场无纸化。

7 研究展望

数字化车间定制化下的电子作业指导书的出现，企业实现生产作业的数字化转型提供了有力的支持。通过案例展示、系统架构和系统硬件的介绍，我们可以看到该系统在优化生产流程、提高生产效率和实现环保节能方面的巨大潜力。随着数字化转型的不断深入，相信该应用将在制造业中发挥越来越重要的作用。

参考文献：

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