Andon系统（看板系统）在汽车制造业的应用

Andon系统在汽车制造业的应用Andon技术在汽车行业的应用，有效减少了汽车生产中的停线时间、故障响应时间，并能够对工艺进行改进数据指导，大大提高了生产效率和生产工艺品质，为汽车制造业带来了可观的经济效益。看板管理方法最初是丰田汽车公司于20世纪50年代从超级市场的运行机制中得到启示，作为一种生产、运送指令的传递工具而被创造出来的,是在同一道工序或者前后工序之间进行物流或信息流的传递。汽车制造业面临着巨大的竞争压力，不断提高生产效率，同时降低生产成本成为行业的迫切需求。这就要求对大规模的复杂工艺进行有效的管理和控制，实现生产、原料处理以及质量信息在整个工厂及时有效的传输和共享。汽车装配线的看板管理经过近50年的发展和完善，已形成一套综合性信息管理和控制系统——ANDON系统，实现了汽车制造业的上述目标，目前已成为汽车行业的标准。现以汽车制造厂总装车间ANDON系统为例，具体说明ANDON系统的解决方案：系统结构总装车间ANDON系统配置图，参见图1。1）微机系统：微机系统包括：数据服务器与ANDON操作站，其中包括服务器一台和ANDON操作站一台；不间断电源UPS两台，分别用于服务器、控制站以及现场PLC；打印机一台。2）软件平台：服务器操作系统为WindowsServer2003，操作站采用WinXP；数据库为MicroSoftSQLServer2000；组态软采用SiemensWinCC6.0。其它辅助软件按照以上平台环境予以配置。3）信息分层结构：设备底层信号采集及处理采用SIEMENSS7-400系列PLC及Profibus-DP工业现场总线结构。现场LED显示屏通过工业以太网与ANDON系统进行通讯。设备控制器PLC到ANDON控制室的信息管理层采用工业以太网及TCP/IP协议。4）设备底层配置构成：设备底层采用1台PLC对现场进行处理和控制，I/O控制使用PROFIBUS-DP总线，并采用图尔克FXDP系列产品，具有点诊断、点保护功能，防护等级IP67。线体工位拉绳开关、呼叫按钮、指示/报警灯、位置/计数传感器以及输送线沿线的重要标准设备如真空加注、AGV、涂胶机器人的设备状态信号等通过TURCK现场总线模块接入ANDON系统。内饰线、底盘线、车门线及总装线PLC，通过DP耦合器与ANDON系统PLC通讯。仪表板、动力总成、前梁分装、后桥总成、调整返修线、交验线的PLC型号是S7-200系列CPU214或216，增加EM277与ANDON系统PLC通讯。现场信号采集方式可以通过拉线开关或者按钮实现。普通呼叫使用拉绳开关，设备呼叫、音乐复位采用按钮。位置检测或计数传感器，选用TURCK电感式接近开关。图1：ANDON系统结构图ANDON布置图总装ANDON屏分布参见图2：总装ANDON屏分布图。在系统实施安装过程中，充分利用ProfibusDP现场总线的长距离、节点多的分布式特点，在总线分布过程中采用如下的方式：◆在总线的敷设过程中，按照工艺线的分布和走向顺序将工艺线串行连接起来。◆系统控制PLC放置在车间中央，通过2条DP总线将车间所有工艺线连接起来。◆利用中继器对特殊的网络拓扑结构进行扩展。◆根据每条工艺线的IO数量合理配置IO站的位置，做到IO点接入均衡，以达到减少电缆和施工量。◆现场呼叫开关、按钮盒连接采用接插件设计，易于维护，安装方便。系统功能要求ANDON系统作为总装车间生产及信息管理的重要部分，要求实现如下的功能：1)工位管理—普通帮助呼叫普通帮助呼叫拉绳开关安装于总装车间每个工位的两侧。当线上工人需要帮助时，拉下拉绳，这时音乐响起，相应ANDON板上显示相关呼叫信息。班组长响应呼叫，到达现场解决问题后，再次拉下拉绳复位，音乐停止，ANDON板上的呼叫信息还原，等待下一次呼叫。2)设备状态管理—设备呼叫与设备状态显示◆设备呼叫按钮安装于重要设备的旁边。◆当设备发生故障时，工人按下按钮，这时音乐响起，相应的ANDON板上及保全监控板上显示相关呼叫信息。维修工人响应呼叫，到达现场修复设备后，再次按下按钮复位，音乐停止，ANDON板上的呼叫信息还原，等待下一次呼叫。◆设备状态显示：信息来自于相应设备的控制系统PLC。如果设备出现故障，相应的ANDON板上及保全监控板上显示信息，提示维修工人到场处理。3)质量管理—质量呼叫盒当质量呼叫盒的工人发现有质量问题时，将按下按钮呼叫本工段之前的相关工段或本工段的其他班组，这时音乐响起，相应ANDON板上显示相应呼叫信息。被呼叫的工段或班组派人响应呼叫，到呼叫台解决质量问题后，再次按下按钮复位，音乐停止，ANDON板上的呼叫信息还原，等待下一次呼叫。4)FPS停线每个工艺线都有FPS停车位。当发生工位求助呼叫的时候，如果车子在到达FPS停车位的时候还没有解决问题，如果工艺线继续运行就回发生越线装配的情况，此时Andon系统会通过连锁信号控制机运链会停在FPS停车位，同时音乐及ANDON上的信号会发生变化。当问题解决，呼叫被复位以后，机运链才重新运行。5)停线管理当因某种原因导致该工位不能完成装配任务时，必须让机运线立即停止时，按下停线按钮，机运线立即停止。此时，相应音乐响起，相应ANDON板上显示相应信息。工作完成后，复位该按钮，机运线继续运行。此时，音乐停止，ANDON板上的呼叫信息还原，等待下一次呼叫。6)班次时间管理在ANDON系统中应该可以配置整个车间及各个班组的上班、下班、休息、吃饭等时间安排。当预定的时间到达前几分钟，特定的音乐会响起，ANDON板上有相应的显示，提醒工人进行特定的活动。7)生产计划管理图2：总装ANDON屏分布图Andon系统可通过ERP系统导入当天或1周的生产计划。并通过对生产现场的生产节拍进行数据统计，系统实时地计算出生产计划的执行进度和生产效率，并通过看板进行显示。8)服务器功能服务器功能分别为：ANDON系统应用程序及工程的存储；从PLC上采集数据；ANDON系统数据管理及历史数据存储；ANDON系统参数修改、进行系统权限的设定，能够修改系统参数（包括调整警示音乐；屏蔽各种音乐；设定安东屏警示灯和线位警示灯的显示状态；对工作时间、休息时间、就餐时间的调整），访问统计数据并进行数据维护；系统状态实时监控；报表查询。9)历史数据及报表查询可以查询所有的历史事件及记录。OEE性能分析：通过对生产设备的运行状况、停线时间的累积、开动时间的累积，对生产设备表现性进行分析统计。5、信息输出方式系统信息采用如下五种方式输出：1)Andon显示屏◆线体上ANDON显示屏：分区显示主要显示屏体名称（编号）、质量呼叫信息点、车满车欠、工位请求信息点、设备呼叫、设备状态信息点、安全绿十字、当前日期与时间及自定义显示功能等。◆总装车间综合显示屏：分区显示/交替显示综合显示屏显示内容主要包括：显示屏名称（编号）、当前日期及时间、现在计划数、现在完成数、生产可动率和车间生产线运行概况；在ANDON操作站上可切换全屏显示其他信息，如重要通知、欢迎词等；根据选择，生产信息与欢迎词、通知等信息交替显示，时间间隔可调。◆保全监控板此监控屏安放在保全备件存放的保全室内，用来监控生产线主要设备的运行及异常呼叫情况。当保全人员了解设备位置后，可以按下复位按钮，消除蜂鸣器的声音。但此时设备指示灯不会熄灭，在设备恢复正常后，指示灯才熄灭。2)电脑终端进行信息显示、汇总分析、设置和系统管理等。该方式是系统输出和管理的主要手段。3)背景音乐对重要的呼叫内容，在显示屏附近设置声音系统（背景音乐）。具体信息与背景音乐的配合，待合同签定后与买方协商确定。4)转灯报警（工位警示灯）对重要的呼叫内容，现场关键点设置转灯报警。该方式是系统输出的辅助手段，只针对部分重要信息。从上面的实例可以看出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。主管人员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，主管负责人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。：ANDONAndon（安灯）；为一种可视化的讯号系统，一种将现场状况用视觉方式表示的电子广告牌，藉此可提供信息以协调联系各工作中心的工作。其讯号意义为绿色进行中，红色停止状态，黄色代表注意，日本丰田式广告牌管理就是运用这个讯号系统。该系统能够收集生产线上有关设备、生产以及管理的多方面信息。在对这些信息进行处理后，ANDON系统控制分布在整个车间的指示灯和声音报警系统，每个工位都有控制开关，当出现问题时，可及时反映到主机，通知其它部门解决，并可由计算机记录、分析问题频率。ANDON系统的另一个主要功能是信息显示。在总装车间主要通道的上方均悬挂着显示屏，显示面板能够提供关于各单条生产线的信息，包括生产状态、原料状态、质量状况以及设备状况。此外，显示器还同时可以显示实时数据，如目标输出、实际输出、停工时间以及生产效率等。根据显示器上提供的信息，加工人可以更加有效的进行具体工作。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的问题。主管人员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，工段长还可以从控制室或者远程监测站监测生产状态、物料处理以及设备运行状况。采用ANDON监测软件，管理人员可设置系统参数以及生成综合信息报告。根据这些信息，工程技术人员和监督人员能够识别工艺可以改进的区域或者加工人需要进行进一步培训的方面。通过高精度、柔性化、准时化的生产，在保证质量的前提下，最大限度地体现了“精益生产”的思想。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。Andon(アンドン,あんどん,行灯)isamanufacturingtermreferringtoasystemtonotifyman