國匠智能製造培訓｜一文解讀MES在汽車零部件製造中的應用

汽車零部件的製造與整車製造存在較大不同

在整車製造過程中，裝配是最複雜的環節，需要與上下游的多個系統如PLM、ERP、WMS等做集成，在生產線上則是設備、物料等圍繞著工人幹活。

而在零部件製造過程中，裝配所佔的比重較小，而機加等前端製造更為重要。

本文以機加、注塑、光學檢測為例，介紹數字化製造在零部件製造中的應用。

01 機械加工

普通消費者一般只接觸整車廠商，但其實在一臺汽車中，技術含量最高的是發動機；而在發動機的製造過程中，最難的分別是鑄造和機加。

機加指的是通過機床，將鑄造好的毛坯加工成精度和質量符合要求的產品。

下圖以數字化製造為視角，顯示了MES和CNC機床的關係：

我們可以看到，CNC的兩大控制核心是：操作系統和PLC。

由於加工的過程是以作業指令的形式執行的，而對一個產品的完整指令定義就形成了一個控制文件，這個文件包含：機臺的位移，刀具的編號、位移、旋轉角度，子程序，跳轉邏輯，註釋等。

通常控制文件是CAM系統生成的文本文件。

在一個大型的工廠，通常會有多臺機床形成一個機組，使用同型號的設備，加工同型號的產品。

為了方便控制文件的管理和版本控制，我們可以將標準的控制文件存儲在服務器上，然後下發給機床操作系統。

以高端機床常見的Siemens Sinumerik系統為例，該系統通常採用Windows或Linux作為操作系統，然後通過HMI程序提供界面，並調用文件系統實現和外部系統的數據交換。

對於 Linux系統，可以通過FTP進行文件傳輸。

在加工過程中，關鍵作業信息如程序號、產品物料號、開始時間、結束時間等，也可以以文件的形式記錄在操作系統上，然後上傳到MES。

因此，MES可以較為實時地對生產過程進行跟蹤，並在此基礎上，生成設備OEE數據，從而幫助改進現場生產管理。

02 注塑

汽車中會用到大量的塑料件，如儀表盤、保險槓等。

這些塑料件主要是採用注塑機加工的，就是把液體塑料原料注入安裝了模具的機器中，液體冷卻凝固後形成需要的零件。

注塑工藝是高度依賴設備的，一些關鍵工藝參數如壓力、溫度、速度、時間，對成品的質量有重大影響。

因此注塑機會實時監控這些工藝參數，並通過OPC等技術將數據集成到企業系統。

如海天的注塑機，提供遠程維護功能，技術支持人員能夠通過IT網絡和OPC集成，實現對工藝參數的實時監控和歷史追溯，從而為故障診斷提供了依據。

汽車中還使用了大量的小型零件如傳感器、雷達等。

許多小零件在加工完成後會進行光學檢測，以檢查間隙、劃痕、斑點等。

像博世的MES就集成了光學檢測系統，通過高精度攝像頭得到質量分析數據，並通過算法對結果進行判斷。

而大數據、深度學習在光學檢測方面也有廣泛的應用前景。