汽車線束生產(chǎn)信息分析及布局優(yōu)化

裴鳳雀，童一飛，王益祥，李東波

(南京理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094)

汽車線束生產(chǎn)信息分析及布局優(yōu)化

裴鳳雀，童一飛，王益祥，李東波

(南京理工大學(xué) 機械工程學(xué)院，江蘇 南京 210094)

基于企業(yè)實地調(diào)研與生產(chǎn)現(xiàn)場信息采集，對企業(yè)各類生產(chǎn)信息進行歸類整理，從生產(chǎn)計劃、物料需求、設(shè)備管理、制程管理等方面進行了信息采集與分析，同時基于工業(yè)工程的方法對企業(yè)汽車線束生產(chǎn)的現(xiàn)場布局進行了優(yōu)化，顯著提高了汽車線束生產(chǎn)的效率。

汽車線束；物料管理；生產(chǎn)運作優(yōu)化

從20世紀(jì)50年代開始出現(xiàn)IT技術(shù)，經(jīng)過70年代的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)運用到了各個層面，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)品層出不窮，基本涵蓋了生活的方方面面，其對企業(yè)的重要性也越來越明顯[1]。隨著世界經(jīng)濟一體化進程的加快，企業(yè)現(xiàn)代化越發(fā)依靠網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，生產(chǎn)管理系統(tǒng)也應(yīng)運而生。開發(fā)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并以此為手段，對企業(yè)各類信息進行管理，可以有效地實現(xiàn)跨空間、跨時間的高效管理，顯著提高生產(chǎn)線的響應(yīng)速度[2]。其中生產(chǎn)信息分析作為生產(chǎn)管理系統(tǒng)開發(fā)的必要環(huán)節(jié)，具有重要意義。

1 汽車線束生產(chǎn)信息分析

A汽車生產(chǎn)公司是一家位于南京的外資企業(yè)。它的經(jīng)營范圍包括生產(chǎn)、設(shè)計和銷售汽車電器、汽車門板、汽車儀表板系統(tǒng)、汽車座椅、汽車線束及音響系統(tǒng)等零部件。本次調(diào)研的企業(yè)，是在華東地區(qū)作為生產(chǎn)、設(shè)計、銷售汽車線束的基地。它是一個跨國管理、跨國銷售、跨國經(jīng)營的外資企業(yè)，銷售網(wǎng)絡(luò)遍布中國大陸、歐美、東南亞和非洲。

1.1生產(chǎn)計劃信息分析

生產(chǎn)計劃是整個生產(chǎn)過程的核心[3]。它使得企業(yè)可承接客戶對銷售部下的訂單，并將生產(chǎn)計劃表再下發(fā)給生產(chǎn)車間，形成物料需求清單、設(shè)備管理清單、質(zhì)檢清單、制程清單。這些清單的生成標(biāo)志著生產(chǎn)計劃的完成。生產(chǎn)計劃信息圖如圖1所示。

生產(chǎn)計劃的主要作用是在確保交貨日期與生產(chǎn)產(chǎn)量的同時，要求企業(yè)維持與它生產(chǎn)能力相符合的工作量以及合適的開工率[2]。作為物料需求的基準(zhǔn)依據(jù)，生產(chǎn)計劃可以將A類、B類這些重要的原材料或物料庫存保持在一個合適的水平，同時協(xié)調(diào)設(shè)備管理、質(zhì)量檢測方面的人員與設(shè)備的補充安排工作。當(dāng)訂單下達，生產(chǎn)計劃的另外一個重要作用就是編制制作流程。

圖1 生產(chǎn)計劃信息圖

1.2物料需求信息分析

生產(chǎn)計劃下達后，首先要考慮的是物料清單(BOM)，即編寫出物料需求清單[4]。對于A汽車生產(chǎn)公司而言，汽車線束原料的采購是該公司重要的任務(wù)，并且該項目由于數(shù)量大、品種多、周期短、提前期長，導(dǎo)致采購難度較大，不易管理。

經(jīng)過調(diào)研得知，生產(chǎn)一套線束，需要銅線、機織線或者膠皮、聯(lián)接件以及各類電子配件。以某類在汽車剎車片中起傳導(dǎo)制動信號作用的線束為例，其數(shù)量比例為線束∶電子配件∶聯(lián)接件∶機織線(或者膠皮)∶銅線=1∶3∶3∶1∶5。該企業(yè)每月產(chǎn)量在5萬套左右?，F(xiàn)做如下假設(shè)，假設(shè)到第8周要生產(chǎn)線束10萬套，經(jīng)過物料需求計劃(MRP)分析得出：公司在第10周需要第0層產(chǎn)品10萬套，庫存為0，汽車線束需要提前3周向第1層提交訂貨需求，由上述比例可以得出，汽車線束∶電子配件∶聯(lián)接件=1∶3∶3，因此在第5周需要30萬套的電子配件和聯(lián)接件。庫存為2萬套，預(yù)計到貨5萬套，存在缺口23萬套，配件在第4周的時候向第2層提交訂貨需求，需求總量為23萬套，現(xiàn)存貨為5萬套，在第4周需要18萬套到貨。同樣，本研究可以根據(jù)MRP對機織線(膠皮)、銅線進行物料需求分析。

在拉式生產(chǎn)過程中，一旦訂單確定了產(chǎn)品的產(chǎn)出時間以及產(chǎn)出數(shù)量，就能確定產(chǎn)品所有部件、零件的數(shù)量以及購買時間，在做到準(zhǔn)時性的同時，還可節(jié)約庫存費用。有了這些物料投入和產(chǎn)出的數(shù)量、時間，本研究就可以依據(jù)他們制定相應(yīng)的制造資源的需要數(shù)量和提前期，最終實現(xiàn)按需要準(zhǔn)時生產(chǎn)(JIT)。

1.3制程管理信息分析

工藝流程圖是將工藝程序分解分析的過程[5]。它全面概括地展示了各工序之間的關(guān)系，便于從中找出存在的問題以及其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。經(jīng)過A公司的調(diào)研，得到如圖2所示的工藝流程圖。由圖2可知，在整個加工過程中，需要各類操作6步，檢測1步，搬運6次。下面首先編寫裝卸搬運過程的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(SOP)。搬運、裝卸需要經(jīng)歷以下6個步驟：(1)送貨車將排版銅線QVR送到生產(chǎn)車間。(2)將原料QVR搬運到準(zhǔn)備加工的開線機上。(3)將開線機上加工好的QVR搬運到壓接機上壓接端子及各類電子傳感器。(4)從壓接機搬運到集裝箱。(5)線束成品裝入集裝箱。(6)將集裝箱搬運出生產(chǎn)車間。將以上6個步驟編入標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)書，得到如圖3所示的搬運裝卸工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書。

圖2 汽車線束生產(chǎn)流程圖

利用同樣的原理，分析生產(chǎn)流程圖中的其他操作，即可編制出切線工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書、壓接工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書、初裝工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書、總裝工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書。

圖3 搬運裝卸工標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書

1.4設(shè)備管理信息分析

經(jīng)過在企業(yè)的實習(xí)和現(xiàn)場勘測，總結(jié)出設(shè)備管理的現(xiàn)場信息。首先應(yīng)分析現(xiàn)場設(shè)備信息，工廠共有設(shè)備：液壓搬運車5臺、開線機4臺、壓接機3臺、初裝機2臺、總裝機4臺。其次，從設(shè)備狀態(tài)、維修狀態(tài)、用途、壽命、能耗、保修期等方面分析，得知該企業(yè)設(shè)備管理的瓶頸環(huán)節(jié)在于設(shè)備維護。在正常維修的頻率下，還有高達40次的額外維修次數(shù)。針對A公司設(shè)備管理過程中出現(xiàn)的混亂現(xiàn)象，編制出比較合理的設(shè)備管理流程圖，如圖4所示。

圖4 汽車線束設(shè)備維護流程圖

由圖4可知，從設(shè)備清單可以得到設(shè)備維護的信息，由設(shè)備維護周期可以生成設(shè)備維護計劃，進行維護保養(yǎng)，并根據(jù)設(shè)備使用狀態(tài)，生成新的設(shè)備維護周期。設(shè)備維護的過程中還可分析設(shè)備能力，并結(jié)合生產(chǎn)關(guān)鍵指標(biāo)報表，得到設(shè)備分配規(guī)則。在整個維護過程中備件的領(lǐng)取和設(shè)備使用狀態(tài)更新是相互促進的。每次備件領(lǐng)用之后，備件庫存更新，結(jié)合備件清單，生成新的采購清單。該過程大大縮短了設(shè)備維護的周期，減少了不必要的浪費。

2 設(shè)施規(guī)劃的改進管理

汽車線束裝配需要聯(lián)接件、銅芯、膠皮以及各類電子器件。聯(lián)接件、排版銅芯為外購件，經(jīng)檢驗合格，接收入庫。生產(chǎn)時進行提取，由送貨車送入生產(chǎn)車間。工作流程分為：(1)送貨車將排版銅線QVR送到生產(chǎn)車間。(2)排版QVR在開線機上進行切線。(3)切好的QVR在壓接機上壓接端子及各類電子傳感器。由(2)到(3)的過程要經(jīng)過傳輸通道傳輸。(4)在環(huán)形通道傳輸汽車線束，同時進行第一步檢查，檢查步驟(3)的工作是否完好。(5)初裝機上進行加工。(6)總裝機上進行加工。(7)最后存入成品集裝箱，等待發(fā)貨。

上述過程經(jīng)歷了88m的運輸距離，耗時227.5min，在所有的14步操作中，有5步加工操作，用時125 min；6步運輸操作，用時77.5 min；2步等待操作，用時15 min，1步檢測操作，用時10 min。經(jīng)過分析得知，汽車線束生產(chǎn)車間布局圖中主要存在以下幾個問題：

a.原料倉儲相對麻煩。公司將原料倉庫擺放于生產(chǎn)車間的右墻，公司的設(shè)想是廠房整齊劃一、清潔整齊的環(huán)境可以增加員工的工作熱情。但這也導(dǎo)致一個問題：員工在原料儲運過程中會有諸多不便。員工在操作機床時還要留心原料的存貨，如存貨不足，就需迅速取貨，此時的機床處于無人操作狀態(tài)，延誤工期，降低效率，甚至產(chǎn)生安全隱患。解決辦法是將部分原料存放在生產(chǎn)U型環(huán)內(nèi)。員工將一天大致能生產(chǎn)的貨品原料放在U型環(huán)內(nèi)，作為臨時儲備空間。如此改善，在布局上無較大改動，員工易于接受，同時也可以在一定程度上解決倉儲問題。

b.貨物進出不方便。生產(chǎn)車間只有一個進出口，易導(dǎo)致進貨、出貨擁堵。L型房間辦公人員需要一心二用，無法發(fā)揮最大作用，同時效率也會下降，這對技術(shù)含量相對較低，依靠密集勞動的企業(yè)是致命的。解決方法是在生產(chǎn)車間的左墻上開一個門，原始門只是作為原料進口，新開門作為成品出口，L型辦公室可以發(fā)揮兩端作用，辦公室員工分為兩批，一批負責(zé)原料車，一批負責(zé)成品車。

c.從上述的分析中，可知右墻的部分庫存空間被解放出來，建議在此空間設(shè)置一些看板管理，將企業(yè)的管理流程和信息以看板的形式展示給工人，在傳遞各類信息的同時，還能提升企業(yè)的透明度，規(guī)范整個流程。圖5所示為汽車線束生產(chǎn)車間布局總圖(改進)，圖6所示為改進后的生產(chǎn)車間流程程序圖。

上述過程經(jīng)歷了29m的運輸距離，耗時221min，在所有的13步操作中，有4步加工操作，用時125min；5步運輸操作，用時51min；2步等待操作，用時15min，2步檢測操作，用時30min。

另一個量化指標(biāo)是物流量。物流量的計算公式如下：

配送作業(yè)量=配送質(zhì)量(t)×配送距離(m)

裝卸搬運工作量=裝卸質(zhì)量(t)/時間(h) + 搬運質(zhì)量(t)×搬運距離(m)

以現(xiàn)行針對小電流(i<8A)以及使用PPTC器件的汽車線束為例，一套線束質(zhì)量為20kg至30kg，以25kg為例，線束銅線22kg，聯(lián)接件3kg，結(jié)合上述2個公式計算得到：

圖5 汽車線束生產(chǎn)車間布局總圖(改進)

圖6 汽車線束生產(chǎn)車間流程程序圖(改進)

配送作業(yè)量：25t ×20m + 25kg ×1m = 525t·m(改善前為1 700t·m)

裝卸搬運工作量：25t / 10min + 25kg×3m = 150t/h + 75t·m(改善前為150t/h + 75t·m)

由上述數(shù)據(jù)可知，在改變布局之后，除了檢測操作時間上有所增加，裝卸搬運工作量維持不變，配送作業(yè)量大幅降低。

3 結(jié)束語

本文給出的生產(chǎn)信息分析方法通用性強，其方法同樣適用對其他大型、復(fù)雜生產(chǎn)線的信息采集。但是本研究工作僅通過A公司的實例進行了生產(chǎn)信息分析，要真正的在實踐中體現(xiàn)其價值，還需進行后續(xù)的需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計等，才可設(shè)計出生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。

[1] 韓雅鳴. 管理信息系統(tǒng)[M]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2011.

[2] 王榮輝.基于C/S結(jié)構(gòu)的企業(yè)信息管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2004.

[3] 劉樹森.現(xiàn)代制造企業(yè)信息化[M].北京：科學(xué)出版社,2005.

[4] 傅志紅,胡愛武,陽衛(wèi)群.產(chǎn)品的綠色設(shè)計與綠色制造[J]. 機械設(shè)計與制造工程，1999，28(4)：9-10.

[5] 杜平安.制造業(yè)信息化的發(fā)展與現(xiàn)狀研究[J].中國機械工程，2003，14(13)：2-5.

Productioninformationanalysisofautomotivewiringharnessandlayoutoptimization

PEI Fengque, TONG Yifei, WANG Yixiang, LI Dongbo

(Nanjing University of Science and Technology, Jiangsu Nanjing, 210094, China)

It discusses the framework construction of a production information management system for automotive wiring harness in the background of network and digitization, and builds a good foundation on the development of production management system for automotive enterprise. Based on the investigations and on-site production information collection, it illustrates and classifies various production information sources, shows the detail about five aspects: production planning, material requirements, equipment management, process management, and quality inspection. It establishes the framework of system for the implementation of digital manufacturing and network management. Based on industrial engineering methodology, it realizes the optimized operation process of production. This study can significantly improve the production efficiency of automotive wiring harness.

automotive wiring harness; material management; production and operation optimization

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.12.010

2014-11-20

裴鳳雀(1990—)，男，河北石家莊人，南京理工大學(xué)碩士研究生，主要研究方向為企業(yè)信息化。

TH18

A

2095-509X(2014)12-0043-05