罗克韦尔自动化控制系统在汽车生产线中的应用

罗克韦尔自动化控制系统提高了汽车生产线的效率，而同时又将停工时间减少了10％——并且将整体生产成本降低2％。
背景：
某汽车有限公司是国内知名的合资企业。2001年5月开始，生产在中国最受欢迎的两种卡车。该公司拥有中国日益增长的SUV市场10%的份额，年总收入达7，000万美元。
该公司34,000平方米的厂房具有车体组装、喷漆以及一般装配车间。工厂采用最先进的工业体系和过程控制，如精益生产。工厂年产量可达30,000辆。

挑战：
汽车工业面临着巨大的竞争压力，所以，必须不断提高生产效率，而同时还要降低生产成本。要实现上述目标，必须对大规模的复杂工艺进行有效的管理和控制。在整个工厂，大量的生产、原料处理以及质量信息必须及时有效的进行传输和共享。

为了提高生产效率，必须减少生产线的停工时间。一般的汽车装配线包括40到60个顺序的工作站。如果其中的任何一个工作站发生故障，操作员必须停止整条生产线。为了提高日产量，必须立即排除上述故障，并且将故障发生的次数降到最低。然而，管理员通常很难确定故障的原因和根源。

同时，原料后勤也必须加强管理。任何原料处理系统必须能够适应多种车型，并且要尽量避免容易导致生产线停工的原料短缺。要确保生产线顺利运行，原料中心和生产车间必须具有清晰的通信设施。对每个工作站上的原料状态必须进行连续监测，以确保对原料短缺有快速的响应措施。

要降低成本，必须对产品质量进行密切监测和控制。在整个生产过程中，都必须对产品质量数据进行收集。这样可以确保在上游解决质量问题，消除昂贵的原料浪费和对已经完工的产品进行重新装配现象。

公司需要一套能够降低生产成本，同时又能够提高生产质量的自动化控制系统。自动化控制系统使工作人员能够收集和分析生产数据，以便于更好地管理生产过程、分清责任以及不断提高产品的性能。

解决方案：
旨在增加利润和降低运营成本，该公司求助于罗克韦尔自动化来为其汽车装配线提供一套控制系统。该公司认为，罗克韦尔自动化名声雀起，是优质自动化产品和工程解决方案的提供商。同时，公司还表明深信罗克韦尔自动化有能力提供优越的当地技术支持和现场服务。罗克韦尔自动化为汽车工业提供了一系列解决方案。

公司生产的核心是Andon系统 —— 一套专门为汽车装配线设计的综合性信息管理和控制系统。Andon系统最初源于丰田汽车，现已成为了汽车行业的标准。实践已经表明，该系统能够提高产量和产品质量。罗克韦尔自动化为系统提供设计、规划以及项目管理，同时还有系统的试运行、启动、测试和人员培训。

同时，罗克韦尔自动化提供一名工程师在该公司生产现场工作两年，以确保系统的顺利实施。为了降低项目成本，硬件集成和安装都以非常低廉的价格在当地进行外包。

Andon系统是汽车生产线完整的一部分。系统能够收集生产线上有关设备、生产以及管理的信息。在对这些信息进行处理之后，Andon系统控制分布在整个车间的指示灯和声音报警系统。

系统的核心部分是Andon现场控制柜。Andon系统PLC通过网络与车体组装、喷漆以及一般装配车间的Allen-Bradley PLC-5 进行通信。

同时，Andon系统还连接到原料处理中心，以便对原料向整个生产线的交付提供更加有效的控制。另外，整个生产线上还设置有诸多质量监测站。在检查员发生质量问题之后，可以启动Andon HMI上的开关，提醒相应的人员立即反映所发生的问题。

Andon系统最大的优点就是能够为操作员停止生产线提供一套新的、更加有效的途径。在传统的汽车生产线上，如果发生故障，整条生产线立即停止。采用了Andon系统之后，一旦发生问题，操作员可以在工作站拉一下绳索或者按一下按钮，触发相应的声音和点亮相应的指示灯，提示监督人员立即找出发生故障的地方以及故障的原因。一般来说，不用停止整条生产线就可以解决问题，因而可以减少停工时间同时又提高了生产效率。

Andon系统的另一个主要部件是信息显示屏。罗克韦尔自动化的最新型RSView32显示屏分布在每个车间，悬挂在主要通道的上方或者靠近主要的处理设备。显示屏幕由Flex I/O 驱动，并且能够通过远程I/O与PLC进行通信，因而易于维护和系统扩展。
每个显示面板都能够提供关于单个生产线的信息，包括生产状态、原料状态、质量状况以及设备状况。显示器同时还可以显示实时数据，如目标输出、实际输出、停工时间以及生产效率。
根据显示器上提供的信息，操作员可以更加有效的开展工作。另外，不同的音乐报警可以使操作员和监督人员清楚了解到其辖区内发生了什么问题。队长或者组长也可以根据显示器上显示的信息识别并且消除生产过程中的瓶颈问题。
同时，队长或者组长还可以从控制室或者远程监测站监测生产状态、原料处理以及设备运行状况。采用Andon监测软件，管理人员可以设置系统参数以及生成综合信息报告，包括停止请求对实际停止频率、停止原因以及停止时间。根据这些信息，工程人员和监督人员能够识别工艺可以改进的区域或者操作员需要进行进一步培训的地方。
成果：
Andon正在成为越来越受汽车制造商的欢迎的解决方案，并且能够为罗克韦尔自动化产品和解决方案提供理想到工作平台。凭借长期的行业工作经验和强有力的当地技术支持，罗克韦尔自动化能够为该公司提供费用低廉的系统，并且能够在比同类产品更短的时间内投入使用。
“根据终端用户的要求进行Andon系统的设计和开发非常困难，”公司项目经理说，“但是，罗克韦尔自动化与承包产品供应商有一系列的协调会议，一切都进展顺利。在系统设计和开发阶段，我只从其他的承包商处听到积极的反馈，并且系统的试用和全部买下销路也非常好。”
通过提供Andon系统设计、开发和安装所需要的硬件和专门知识，罗克韦尔自动化能够帮助该极大地提高生产效率。工厂的日产量已经提高了10％，而年收入也增加了120万美元。
通过采用罗克韦尔自动化产品和Andon系统，该公司能够更好的对故障做出响应、识别和解决生产过程中的瓶颈问题以及改进工艺流程。另外，原料处理和质量控制则更加高效。由于减少了操作失误和生产线停工时间，该公司已经将停工时间减少了10％，生产成本降低了2％，因而该公司对Andon系统和罗克韦尔自动化产品感到非常满意。“我强烈建议罗克韦尔自动化作为控制系统或者Andon系统的供应商，”项目经理说，“他们的硬件（例如，系统的显示屏）质量非常好。还有，他们的工程师非常优秀，在系统试运行期间的故障排除和确保系统整合到我们的设备过程中，他们做了大量的工作。”