汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

陳衛(wèi)東

摘 要：汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)沖壓制造工作量的研究是為重中之重。沖壓生產(chǎn)工具在整個(gè)生產(chǎn)流程中具備離散型和混流型生產(chǎn)線特點(diǎn)。因汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度在參與車間生產(chǎn)批量轉(zhuǎn)換、批量排序和多線生產(chǎn)方面多種多樣，并以一種動(dòng)態(tài)化的形式展示。另外，車間制品方面還可能存在庫存過高和生產(chǎn)周期長等問題，因而引起汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度的難度無限增大。筆者在本文中將針對(duì)汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的研究及影音展開討論與分析，僅做參考。

關(guān)鍵詞：汽車沖壓生產(chǎn)；調(diào)度系統(tǒng)；工藝流程；調(diào)度流程

汽車沖壓車間生產(chǎn)工藝包括發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼、制動(dòng)器底板、汽車懸架和其他相關(guān)的沖壓加工，也作為整個(gè)汽車制造業(yè)的前序焊接生產(chǎn)工藝。汽車沖壓生產(chǎn)車間的管理一直以來都作為順利開展車間作業(yè)的前提基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)汽車制作企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要保障。沖壓生產(chǎn)作為整個(gè)生產(chǎn)流水線中的中流砥柱，它的生產(chǎn)效率往往與其他后續(xù)生產(chǎn)工藝息息相關(guān)。那么，如何保證汽車沖壓生產(chǎn)的順利進(jìn)行，其沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的引入不可或缺，它對(duì)于汽車沖壓生產(chǎn)流水線的調(diào)度作用顯著，很大程度上可以提升生產(chǎn)利用率，并能降低部分非必要浪費(fèi)，這些對(duì)于汽車沖壓生產(chǎn)極為關(guān)鍵。伴隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷拓展，并輔助以現(xiàn)代仿真技術(shù)，使得汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為優(yōu)化和便捷。下文，將一一討論汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1 仿真模型的構(gòu)建

（1）生產(chǎn)流程。我國某汽車制造企業(yè)在其沖壓生產(chǎn)流水線原材料的入口位置設(shè)置多組沖壓工位（壓力值有500t、800t等不同參數(shù)）和與之匹配的出口段，可為其他相關(guān)生產(chǎn)部門的生產(chǎn)調(diào)度提供幫助。本企業(yè)共擁有三條沖壓生產(chǎn)流水線，即A、B和C。三條生產(chǎn)流水線在工位數(shù)量和沖壓壓力值方面均有所不同，每條生產(chǎn)流水線則由不同的技術(shù)工人進(jìn)行實(shí)際操作。汽車在其實(shí)際生產(chǎn)加工中，須嚴(yán)格根據(jù)既定沖壓壓力和固定生產(chǎn)流水線上實(shí)現(xiàn)加工過程。比如，某需在400t壓力條件下進(jìn)行生產(chǎn)加工，A、B和C三條生產(chǎn)流水線均可供選擇，它們的差異主要在于加工質(zhì)量和加工時(shí)間兩個(gè)方面。與此同時(shí)，汽車的工位數(shù)值也應(yīng)周全考慮。

（2）生產(chǎn)調(diào)度流程。該汽車制造企業(yè)須按照沖壓生產(chǎn)的需求計(jì)劃、生產(chǎn)周全和沖壓庫存條件情況對(duì)生產(chǎn)配件的數(shù)量和周全做周密計(jì)算，然后將以上計(jì)算結(jié)果與最小批量、最小包裝、生產(chǎn)提前期等有效信息結(jié)合得出初步生產(chǎn)計(jì)劃。再然后，按照汽車制造企業(yè)對(duì)汽車的最晚完成時(shí)間要求，確認(rèn)汽車的生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)數(shù)量。最后，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍、生產(chǎn)關(guān)聯(lián)矩陣、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度，并確定最終的沖壓日程計(jì)劃。倘若需要臨時(shí)做出調(diào)整，可按照生產(chǎn)時(shí)間、生產(chǎn)周期、周期生產(chǎn)總量和日調(diào)度生產(chǎn)總量、線萬產(chǎn)總量和單件生產(chǎn)量酌情調(diào)整，進(jìn)而得出調(diào)整以后的沖壓生產(chǎn)日程計(jì)劃。當(dāng)前，汽車沖壓生產(chǎn)需求計(jì)劃是以ERP對(duì)焊接計(jì)劃下達(dá)的目標(biāo)值為基礎(chǔ)，利用手工計(jì)算得出。汽車沖壓生產(chǎn)需求計(jì)劃主要涉及汽車生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)量和原材料計(jì)劃數(shù)量等，按照汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度的以往經(jīng)驗(yàn)即可實(shí)現(xiàn)下一步調(diào)度工作。為保證汽車沖壓生產(chǎn)線的有效率和縮短生產(chǎn)時(shí)間，構(gòu)建汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度仿真模型對(duì)于實(shí)際的生產(chǎn)調(diào)度與管理具有良好的作用。

（3）沖壓生產(chǎn)調(diào)度的基本要求。通常，汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度構(gòu)建相應(yīng)的仿真模型需要注意八方面要求：其一，汽車在其實(shí)際沖壓生產(chǎn)過程中完成落料操作，僅需計(jì)算一種的首個(gè)加工落料時(shí)間，且換模過程往往需要等待沖壓加工完成之后才可進(jìn)行；其二，同類包裝原材料的落料操作盡可能一次性全部投產(chǎn)；其三，汽車沖壓生產(chǎn)線的最小生產(chǎn)數(shù)量具有限制性要求，即每次換模以后的最小生產(chǎn)數(shù)量應(yīng)該具體要求；其四，汽車色很難過程加工具有一定生產(chǎn)周期，每個(gè)生產(chǎn)加工過程應(yīng)該保證足夠的生產(chǎn)時(shí)間；其五，生產(chǎn)線對(duì)應(yīng)生產(chǎn)時(shí)間是有具體規(guī)定的，如超過規(guī)定時(shí)間便會(huì)出現(xiàn)加班問題，因而需要周密考慮每條沖壓生產(chǎn)線生產(chǎn)周期的平衡性；其六，汽車沖壓生產(chǎn)的生產(chǎn)數(shù)量嚴(yán)格受到庫存條件和最小生產(chǎn)數(shù)量、原材料包裝等因素的限制；其七，汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度的順序要嚴(yán)格遵從企業(yè)生產(chǎn)管理制度，必須涉及到最晚完成時(shí)間最近的較之優(yōu)先、庫存量少的較之優(yōu)先和排產(chǎn)效率較高的較之優(yōu)先；其八，盡量控制減少不必要的換模程序，同類型的須盡可能于同批次進(jìn)行生產(chǎn)加工。

（4）構(gòu)建生產(chǎn)調(diào)度仿真模型。首先，做基本假設(shè)。為有效簡化汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度等方面的問題，其生產(chǎn)調(diào)度仿真模型的構(gòu)建應(yīng)預(yù)先做好相應(yīng)的基本假設(shè)：確認(rèn)ERP下達(dá)焊接計(jì)劃是否準(zhǔn)確、合理；確定各條生產(chǎn)線同類型的工位數(shù)值；汽車沖壓生產(chǎn)線上的技術(shù)工人于每個(gè)工位的干練程度一致，也就是說同類型的汽車完成工位的生產(chǎn)時(shí)間相同；當(dāng)日沒有完成計(jì)劃的可在次日繼續(xù)完成，且次日生產(chǎn)無須再進(jìn)行換模操作。

2 汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

2.1 沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的分類

（1）單線調(diào)度。用線性規(guī)劃模型解決單線調(diào)度問題。根據(jù)模擬構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型。即當(dāng)某零配件的批量開工時(shí)。該零配件的庫存正好達(dá)到其下限。本文假設(shè)下游對(duì)每個(gè)零配件的需求是連續(xù)的、恒定的。因?yàn)橄掠窝b焊線的作業(yè)計(jì)劃已定。因而這并不影響的調(diào)度的結(jié)果。

（2）全線調(diào)度應(yīng)用。全線調(diào)度決定零配件的批量拆分以及各批量在各線的生產(chǎn)次序，并傳遞給單線調(diào)度模塊。單線調(diào)度模塊會(huì)先計(jì)算并給出新周期的最大和最小值，并提示選擇合適的新周期，再由獲得的新周期計(jì)算過渡期各零配件的加工時(shí)間。一般情況下，周期小，意味著庫存水平將較低，但是整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)意外情況的適應(yīng)能力將較低。所以需要對(duì)未來一段時(shí)間車間的生產(chǎn)情況的穩(wěn)定性作一個(gè)估計(jì)，從而選擇合適的周期。在單線調(diào)度模塊給出新周期的最大最小值時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下情況：最小周期小于零表示生產(chǎn)線過載，需要分配一些零配件到其他線；最小周期大于最大周期表示初始庫存太??；最大周期小于零表示初始庫存太大，無法確保穩(wěn)定期某零配件上線前其庫存在下限上。

2.2 全線調(diào)度的應(yīng)用

結(jié)合我國某汽車制造企業(yè)沖壓生產(chǎn)線車間的實(shí)例，全線調(diào)度的操作和結(jié)果顯示均利用甘特圖可完成。當(dāng)意外情況發(fā)生后，全線調(diào)度模塊可以實(shí)現(xiàn)舊方案的優(yōu)化與調(diào)整，具體內(nèi)容如下：

（1）整條生產(chǎn)線可交換零配件生產(chǎn)加工的次序；

（2）將某個(gè)零配件移至另一條可加工該零配件的生產(chǎn)線；

（3）拆分某零配件的批量或?qū)ψ优吭俅尾鸱郑?/p>

（4）延遲某零配件的批量；

（5）提高某天的產(chǎn)量，如設(shè)置加班。

全局調(diào)度的操作完成后，可以立即調(diào)用單線模塊計(jì)算出各零配件的加工時(shí)間，并將新的調(diào)度方案顯示在甘特圖中。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合我國某汽車制造企業(yè)的沖壓生產(chǎn)線為背景，研究汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用問題，同時(shí)根據(jù)汽車生產(chǎn)工藝流程與生產(chǎn)調(diào)度的要求，通過構(gòu)建生產(chǎn)調(diào)度仿真模型，設(shè)計(jì)相應(yīng)的仿真算法，利用C語言為整個(gè)生產(chǎn)調(diào)度仿真模型編程，并提出一些建設(shè)性意見和建議，從而優(yōu)化汽車沖壓生產(chǎn)線加工順利開展、縮短時(shí)間?；诜抡婺Ｐ蜆?gòu)建汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)可有效解決生產(chǎn)車間諸多實(shí)際問題，并輔助技術(shù)管理人員的生產(chǎn)調(diào)度，為類似汽車沖壓生產(chǎn)調(diào)度提供有價(jià)值的參考意見，

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