国匠智能制造培训|一文解读MES在汽车零部件制造中的应用

汽车零部件的制造与整车制造存在较大不同。

在整车制造过程中，装配是最复杂的环节，需要与上下游的多个系统如PLM、ERP、WMS等做集成，在生产线上则是设备、物料等围绕着工人干活。

而在零部件制造过程中，装配所占的比重较小，而机加等前端制造更为重要。

本文以机加、注塑、光学检测为例，介绍数字化制造在零部件制造中的应用。

01 机械加工

普通消费者一般只接触整车厂商，但其实在一台汽车中，技术含量最高的是发动机；而在发动机的制造过程中，最难的分别是铸造和机加。

机加指的是通过机床，将铸造好的毛坯加工成精度和质量符合要求的产品。

下图以数字化制造为视角，显示了MES和CNC机床的关系：

我们可以看到，CNC的两大控制核心是：操作系统和PLC。

由于加工的过程是以作业指令的形式执行的，而对一个产品的完整指令定义就形成了一个控制文件，这个文件包含：机台的位移，刀具的编号、位移、旋转角度，子程序，跳转逻辑，注释等。

通常控制文件是CAM系统生成的文本文件。

在一个大型的工厂，通常会有多台机床形成一个机组，使用同型号的设备，加工同型号的产品。

为了方便控制文件的管理和版本控制，我们可以将标准的控制文件存储在服务器上，然后下发给机床操作系统。

以高端机床常见的Siemens Sinumerik系统为例，该系统通常采用Windows或Linux作为操作系统，然后通过HMI程序提供界面，并调用文件系统实现和外部系统的数据交换。

对于Windows系统，可以很方便地通过共享文件夹的方式实现数据传输。

对于 Linux系统，可以通过FTP进行文件传输。

在加工过程中，关键作业信息如程序号、产品物料号、开始时间、结束时间等，也可以以文件的形式记录在操作系统上，然后上传到MES。

因此，MES可以较为实时地对生产过程进行跟踪，并在此基础上，生成设备OEE数据，从而帮助改进现场生产管理。

02 注塑

汽车中会用到大量的塑料件，如仪表盘、保险杠等。

这些塑料件主要是采用注塑机加工的，就是把液体塑料原料注入安装了模具的机器中，液体冷却凝固后形成需要的零件。

注塑工艺是高度依赖设备的，一些关键工艺参数如压力、温度、速度、时间，对成品的质量有重大影响。

因此注塑机会实时监控这些工艺参数，并通过OPC等技术将数据集成到企业系统。

如海天的注塑机，提供远程维护功能，技术支持人员能够通过IT网络和OPC集成，实现对工艺参数的实时监控和历史追溯，从而为故障诊断提供了依据。

03 光学检测

汽车中还使用了大量的小型零件如传感器、雷达等。

许多小零件在加工完成后会进行光学检测，以检查间隙、划痕、斑点等。

像博世的MES就集成了光学检测系统，通过高精度摄像头得到质量分析数据，并通过算法对结果进行判断。

而大数据、深度学习在光学检测方面也有广泛的应用前景。