MES在汽车制造中的应用之业务篇(7) -- 零件追溯

汽车区别于普通消费品的一个重大特点是，它是一个在公共区域移动的容器——它负责移动人，因此对安全性的考虑就非常重要了。

为了保障汽车的安全，政府部门出台了各项规范制度，如主机厂的资质审核、车辆的上路许可等，而对于召回的管理也是一个非常重要的手段，如我国国家质量监督检验检疫总局发布了《缺陷汽车产品召回管理条例实施办法》，指导和管理各厂家执行召回。

为了实现召回，厂家必须在MES里建立车辆和关键零件(如发动机、变速器、气囊、轮胎)的追溯关系，具体表现为车辆VIN号与零件序列号的对应关系，并存储在数据库中。此外，车辆在销售时，销售系统会记录VIN号与客户的对应关系。

这样，当任何一个关键零件出现批次质量问题时，我们可以从MES中查询追溯，进而得知被装配的车辆VIN号，进而从销售系统中查询得到要通知的客户清单。

下文将简单地介绍一下召回的流程，并举例说明在MES中进行追溯管理的操作。

1.    召回流程示例

日本高田公司是世界著名的安全气囊生产厂商，但是从2015年起，陆续被曝出部分安全气囊存在严重的质量问题，如某些批次的气囊装配了未带干燥剂的硝酸铵气体发生器，在安全气囊展开时，气体发生器可能发生异常破损，导致碎片飞出，伤及车内人员，存在安全隐患。

因此大量装配了这些安全气囊的汽车必须进行召回，具体的执行步骤为：

1)       高田公司检索符合召回条件气囊的出厂序列号，并将序列号分别发给不同的整车厂。

2)       整车厂检索这些气囊被装配到哪些车辆上，得到一个VIN号清单，然后根据VIN号检索这些车被卖给了哪些客户、每个客户的联系方式，然后把召回信息发送给对应区域的4S店。

3)       4S店通知客户将车辆送回4S店进行气囊更换，然后将新的气囊追溯信息发回给整车厂。

下面我们介绍几个零件追溯的实例。

2.    金属二维码的应用

通常整车的零件追溯在总装进行，主要是扫描纸质的零件条码。

发动机、变速器的装配同样也扫描纸质条码，但是发动机缸体、变速箱壳体、离合器壳体在机加车间加工时，执行追溯主要是扫描金属二维码。

受制于机加车间的恶劣环境(油污、水、高温炉)，纸质条码容易被破坏，难以保存和识别。

因此，主机厂会要求毛坯件供应商打刻供应商的金属二维码序列号，然后在上线后再打刻主机厂的金属二维码序列号。

打刻作业通常由专用的激光打标机完成，而识别也需要专业的设备，如康耐视(COGNEX)的产品。

我们知道纸质条码，不管是一维条码还是二维条码，都是由矩形块组合而成；而金属二维码通常是由圆形的激光蚀刻坑组合而成。

识别设备其实是一个图像设备，先拍照，再对图像进行处理，进而提取有效的文字信息。

识别设备可以通过USB、RS232等接口直接接入MES客户端(相当于键盘)，也可以通过PROFINET等现场总线接入PLC，再通过OPC接入MES系统。

3.    VIN码和发动机码对应

发动机是车辆的心脏，因此为了保障车辆的安全可靠，需要在生产过程中严格保证VIN号和发动机码的一致性。

除了在数据库中记录两者的对应关系外，还要在发动机外壳上打刻上车辆VIN号。

具体实现方式为：

1)       当车辆出PBS OUT时，MES将VIN号发送给发动机线的线体PLC和打刻机，并打印出装车单。

2)       在上线工位，工人扫描装车单上的VIN号，并由PLC进行校验，通过后上线。

3)       在打刻工位，工人扫描VIN号，并操作打刻机打刻VIN号在发动机上。

4)       PLC将VIN号、发动机号写入托盘。

5)       托盘进入底盘线时，MES校验VIN号是否一致。

4.    软件管理

车辆软件如ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)不是实体零件，因此不能象零件一样适用召回流程。

但是有时候厂商会主动通知客户到4S店升级软件，其实现方式与召回是一致的。

对于MES系统来说，软件是一类特殊的零件——虚拟件，其对应的版本相当于零件的序列号，因此在车辆的追溯结构里，不仅包含了实体零件的序列号，也包含关键软件的版本号。

对于厂家来说，对软件版本进行追溯管理，还可以防止客户偷偷地进行软件破解以实现“超频”的目的，而这些异常操作是能够被4S店的诊断程序识别的。