本文针对长城汽车天津一期焊装车间WBS的设计方案，对工艺路线、控制系统及设备选择进行了分析，介绍了WBS在焊装车间的应用。

长城汽车在天津泰达建设了整车生产基地，目前分为天津一期和二期两个厂区。天津一期焊装车间只有一条生产线体，面对每天800辆以上的产能，需要焊装车间具有足够的存储区域及快速的生产节拍，同时要考虑成本控制。为此，焊装车间选择了成本较低并稳定的WBS（焊装车间积放链输送系统）。

方案设计

1.工艺路线设计

积放链是对白车身进行储存、运输的工艺设备链。本方案设计三个存储区、快速道、输送道及返回道（见图1），可存储近300辆白车身，从而满足生产需求。

积放链在空橇返回线二层平台处设置举升机，将白车身由橇体转运至积放链输送系统。积放链系统在吊具上装有载码体，用于白车身信息的存储、车身识别进道与确认的控制需求。在滑橇与积放链转运的位置设置读写头，用于将滑橇橇体载码体信息转入积放链吊具载码体，从而完成白车身及其信息的完全转接。白车身吊上积放链后，运输至存储区，或者经过快车道直接进入涂装车间。白车身存储按照预先设定的位置进行存储，在白车身进存储区前设置读写头，用于确认车身信息并控制存储道道岔的开合，使白车身进入指定的存储区。根据涂装车间需求或系统预先设定，对存储区的白车身进行调度，在存储区出库位置设置读写头，用于确认出库白车身是否为要求进入涂装的白车身：是，则将白车身转运至涂装二层交接工位，通过举升机将白车身从吊具上取下，再通过叉式移载机转运至涂装车间，完成交接后，空吊具通过返回线路返回上件工位，开始新的循环；否，则通过返回道直接返回，再次进入库区，等待下次调度。

2.控制系统设计

控制系统分远程和本地（自动/手动）相结合的操作模式。

远程模式通过识别系统采集上线车型信息，转送至PLC，PLC再传输至MES系统AVI，MES系统经过路由发布调度指令，调度指令下达至积放链控制系统，PLC根据MES系统指令执行相应动作，从而实现积放链的远程操作。

在远程系统出现故障时，系统转入本地模式，本地模式又分为本地自动状态和本地手动状态。在本地自动状态情况下，通过设置现场HMI，来实现白车身的存储及运输。存储规则可分为车型优先级存储、生产序号存储、先入先出存储及颜色天窗存储等不同形式。本地手动状态，主要为实现操作站的安全保护性操作和日常维护操作。在本地手动状态，系统满足设备运行的安全连锁条件。本地模式下能够存储现场当前库区存储信息，在远程故障恢复时上传至MES系统。

3.监控系统设计

监控系统包括现场上位机和主控柜HMI，负责现场设备监控显示、报警记录显示、所有I/O点注释和状态显示，并能实现设备动作控制。监控系统设有动态画面来监视积放链各主要工位及储存段的情况，能够显示积放链工艺运行情况、车身存储情况；能够显示积放链各个入口所读到的车型信息（见图2）；能够比对车型数据；能够实现车型信息手动修改、输入；保持整个系统的数据与库内实际情况一致。在本地模式下，监控系统还有其他功能，包括生产计划的设置，各存储线出入车型、优先级和禁入禁出顺序。

4.识别系统设计

由于车间存在两种车型共线，并且每种车型存在颜色以及配置不同。故积放链输送系统需要对每辆车进行跟踪，按照顺序入库出库。积放链输送线体采用倍加福识别系统（见图3），每个吊具上配有载码体，可以读写车型信息。

识别装置共分7处（见图4），1处：白车身举升与积放链交接处通过二层平台的MOBY-U识别装置读取橇体车型信息，经PLC转给此处倍加福读写头，该倍加福读写头将车型信息写入对应的吊具载码体内，作为整条积放链线体识别白车身的信息；2处：库区和快速存储区分流道岔处；3处与4处：进每个实车存储区前由读写头读出载码体内数据，决定该吊具进入不同的区段，当识别到错误代码时采用触摸屏进行报警及更正；5处：实车到涂装还是回返回道，再次进入存储区，当识别到错误代码时采用触摸屏进行报警及更正；6处：与涂装交接处；7处：积放链的空吊具回程的分流处，由读写头读出载码体内数据，决定空吊具进入不同工作区，同时将载码体内数据清除。

设备介绍

1.机械部分

机械部分包括轨道、道岔、牵引构件、承载小车、驱动站、张紧站、吊具、链条及接油盘等。轨道包括承载轨、牵引轨和积放轨，牵引轨采用工字钢制作，作为牵引链的运行轨道。积放轨为上下两层式结构，上层用工字钢作为牵引轨，下层用两根工字钢作为承载轨。积放轨是输送机的重要部件，是整个输送系统里达成工件工艺过程的惟一部件。牵引链是整个输送系统的动力传递单元。驱动站采用6台7.5kW电动机作为驱动，确保链条运行流畅，无爬行状况。

2.电气部分

PLC选型为西门子的S7-317 CPU及其相应的I/O模块。远程站采用西门子ET200S 4点的I/O远程模块，实现远程信号的I/O控制。本地控制采用现场总线控制方式。现场总线采用Profibus-DP总线进行通信和控制，通过配置诊断中继器延长通信距离。触摸屏采用西门子MP377-15，现场放置两处触摸屏：一处位于主控柜旁边，通过以太网方式连入控制系统，用于整个系统的监控工作，并协助本地完成手/自动控制，实现对积放链的入库、存储和出库管理。该触摸屏能够对车型信息进行修正，显示设备I/O状态，具备报警指示以及故障维修提示功能。另一处放置于白车身出库区位置，以Profibus总线形式接入控制系统，用于管理库区内白车身出库管理，并能够对库区内设备进行手动操作。系统配置工业级五口交换机一台，采用Hirschman SPIDER 5TX，用于连接PLC、触摸屏以及二层交换机，预留编程接口。系统还配置电能计量表，可记录三相有功、谐波检测、无功功率及功率因数等，并将该数据通过自带总线接口（Profibus-DP)上传PLC，再将以上数据上传中控系统做电能监控。

长城汽车天津一期WBS线体已经投产近两年，设备运行稳定，每天生产800辆以上白车身，设备功能满足车间生产需求，节省了投资成本，为公司创造了巨大的经济效益。