發(fā)動機柔性定制生產(chǎn)

王佳佳

（上海柴油機股份有限公司，上海200438）

發(fā)動機柔性定制生產(chǎn)

王佳佳

（上海柴油機股份有限公司，上海200438）

為了適應時代發(fā)展的需要，針對某系列發(fā)動機，將不影響熱試的變型零部件集中放在熱試后進行裝配，以盡量減少基本型發(fā)動機的品種。一種基本型發(fā)動機可以對應多種發(fā)動機整機，基本型種類越少，需備的基本型庫存總量就越少，然后再根據(jù)客戶的定制需要，在基本型發(fā)動機的基礎上快速裝配客戶需要的產(chǎn)品，從而實現(xiàn)該系列發(fā)動機的定制化生產(chǎn)，做到平臺化和模塊化運作。

發(fā)動機 基本型 柔性 定制

1 前言

隨著汽車行業(yè)的不斷深化發(fā)展，汽車的整個生命周期縮短，客戶需求也從“少品種，大批量”向“多品種、小批量，定制化”的方向發(fā)展。

用戶的需求變化要求汽車制造廠，即整車廠實現(xiàn)定制化生產(chǎn)。目前整車廠都在規(guī)劃實施C2B[1]項目（柔性定制項目），其零部件制造商之一的發(fā)動機制造商實現(xiàn)定制生產(chǎn)，就是整車廠C2B項目的重要一環(huán)；同時發(fā)動機制造商也有跟上市場需求、自我不斷完善的強烈需求。實現(xiàn)C2B項目對整個發(fā)動機制造工藝提出了新的要求，促使發(fā)動機制造商不斷完善生產(chǎn)工藝流程。為滿足整車廠的C2B項目，公司計劃實施“某系列發(fā)動機柔性定制項目”，即C2B項目。

2 項目介紹

C2B項目計劃，在離整車廠不遠處建造1條規(guī)模較小的發(fā)動機整機裝配線；同時將目前該系列的產(chǎn)品進行歸類，將涉及配套的外圍變型零部件分離出來，在發(fā)動機總裝線上僅裝配基本型發(fā)動機；基本型發(fā)動機熱試合格后，運往整機裝配線，根據(jù)終端客戶的定制需求，完成外圍變型零部件的裝配，生產(chǎn)客戶特殊要求的產(chǎn)品，實現(xiàn)該系列發(fā)動機的定制化生產(chǎn)[2]。

C2B項目意義重大，目前可以預見的主要是以下幾點：

（1）發(fā)動機總裝線上的發(fā)動機機型數(shù)量由110種減少至22種，大大減少更換發(fā)動機機型的時間。

（2）變型零部件分類集中裝配，實現(xiàn)整車廠的“定制化生產(chǎn)”。

（3）發(fā)動機計劃可與整車計劃同時響應并拉動，大大縮短OTD（訂單到貨時間），發(fā)動機交付周期由目前的d+4 h縮短至4 h。

（4）減少庫存，基本型庫存減少約60%，整機庫存基本為零。

（5）積累C2B項目經(jīng)驗，為后續(xù)新項目和其他項目的定制生產(chǎn)打下良好基礎。

項目由公司領導掛帥，各個部門指派業(yè)務人員參與其中。項目組組長由公司領導擔任，組員有：制造工程部高級經(jīng)理、計劃物流部部長和部長助理、研發(fā)中心主任和主管工程師、發(fā)動機廠長和高級經(jīng)理、IT部門高級經(jīng)理、總師辦高級經(jīng)理、資產(chǎn)財務部部長和高級經(jīng)理以及質量保證部副部長和經(jīng)理。

3 實施要素與分析

C2B項目將該系列發(fā)動機的裝配分為2部分，基本型生產(chǎn)（含熱試）和整機定制化裝配。將不影響熱試的變型零部件集中放在熱試后進行裝配，盡量減少基本型發(fā)動機的品種。一種基本型發(fā)動機可以裝配出多種整機，基本型種類越少，需備的基本型庫存總量就越少；然后再根據(jù)客戶的定制需要，在基本型發(fā)動機的基礎上快速裝配客戶需要的產(chǎn)品，從而實現(xiàn)該系列發(fā)動機的定制化生產(chǎn)，做到平臺化和模塊化運作。

為實現(xiàn)這個目標，需要進行具體的業(yè)務內容分析和分工。具體業(yè)務內容和分工見表1，項目實施前后的裝配線名稱變化見表2。

表2 項目實施前后的裝配線名稱

3.1 減少發(fā)動機基本型方案

該系列目前整機有110種，經(jīng)分析討論，可移至熱試后進行裝配的零部件有7大類，具體如圖1所示。起初計劃將EGR閥也移至熱試后，但考慮到在熱試后進行裝配存在質量隱患，最后決定仍將其放在熱試前裝配。

圖1 可移至熱試后裝配的7大類零部件

將7大類零部件移至熱試后進行裝配，雖然整機數(shù)量不變，仍為110種，但基本型發(fā)動機的種類可減少至60種?？照{壓縮機和空調壓縮機支架是配對安裝的?？照{壓縮機種類有3種，空調壓縮機支架也有3種，且空調壓縮機支架上面還裝配高壓燃油泵等零部件，因而不能移至熱試后進行裝配，這樣基本型發(fā)動機數(shù)量并未得到大幅下降，造成基本型庫存依舊很多，實施定制生產(chǎn)的意義不大。若將3種空調壓縮機支架統(tǒng)一，就可將基本型發(fā)動機種類進一步減少至22種，減少幅度明顯。因此實現(xiàn)空調壓縮機支架的統(tǒng)一是實施C2B項目的前提條件。

經(jīng)與整車廠和空調壓縮機支架的供應商的多次討論，大家均高度認可空調壓縮機支架統(tǒng)一對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的意義，并共同研究制定了可行方案。具體方案是：將3種壓縮機支架的安裝孔都集中在1種空調壓縮機支架上，對其中2種空調壓縮機增加相應的墊塊以彌補在螺栓軸向方向的高度差，以確保3種空調壓縮機的正時帶輪位置保持不變。此方案順利通過整車校核和CAE分析后，進入設計開發(fā)和驗證階段，同時供應商進行開模并制作新的空調壓縮機支架，整車廠組織各種驗證試驗。

空調壓縮機的統(tǒng)一方案示意圖見圖2?？照{壓縮機支架的統(tǒng)一方案如下：4.8 kW空調壓縮機安裝孔位左移，仍采用標號1、2、3處3點的安裝方式；7 kW空調壓縮機支架安裝腳縮短10mm，同時標號1、2處的2個安裝孔位左移，標號3處安裝孔位微調，標號4處安裝孔位不再使用，采用3點安裝方式；10 kW空調壓縮機支架安裝腳也縮短10mm，4個安裝孔位均不作更改。

圖2 空調壓縮機的統(tǒng)一方案示意圖

3.2 TC系統(tǒng)中基本型發(fā)動機維護策略

將基本型發(fā)動機在TC（Team Center）系統(tǒng)中進行發(fā)布，做好源頭數(shù)據(jù)的維護。目前的110種整機保持不變，基本型發(fā)動機僅維護其機型、訂貨號等基礎信息，下面沒有相應的零部件信息。這樣的考慮主要出于以下3點原因：

（1）涉及從總裝移至熱試后進行裝配的7大類零部件的相應組件均要調整，原包含此7大類零部件的組件需要刪減零部件，熱試后需要重新申請組件包容這7大類零部件。目前110種整機已在TC系統(tǒng)中，如全部打破按照目前基本型和整機的層級重新排列，工作量太大。

（2）目前設計部門不同科室的任務分工是按照組件劃分的，組件調整會造成業(yè)務交叉重疊。

（3）如果TC系統(tǒng)中基本型發(fā)動機下有零部件信息，只要發(fā)生工程更改，不僅要更改現(xiàn)有的110種整機，還要更改基本型發(fā)動機，工作量翻倍。

對于基本型發(fā)動機和整機的對應關系，如發(fā)生工程更改，對應關系可能也需要同步更改，故對應關系的管理很重要，需要及時通知各部門相關的業(yè)務人員。鑒于此，當基本型發(fā)動機和整機的對應關系需要變化時，主管科室內部就啟動校對和審核流程，在審核通過后，系統(tǒng)自動將新的對應關系發(fā)送給各部門相關業(yè)務人員，這樣既減少信息維護工作量，又確保信息及時同步傳遞。

3.3 SAP系統(tǒng)組織策略

SAP中整機由2層改為3層，將基本型發(fā)動機的零部件和熱試后需要裝配的零部件放在第2層，具體見表3SAP系統(tǒng)中物料裝配層級的變化。

表3 SAP系統(tǒng)中物料裝配層級的變化

在SAP系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)中，將基本型發(fā)動機的標志維護為“D”，使系統(tǒng)自動區(qū)分整機和基本型發(fā)動機。

3.4 基本型發(fā)動機機號和訂貨號規(guī)則

基本型發(fā)動機的機號規(guī)則是在目前整機機號規(guī)則的基礎上增加1位編碼“B”，由11位編碼變?yōu)?2位編碼，前11位的編碼規(guī)則同現(xiàn)行標準。

基本型發(fā)動機的訂貨號規(guī)則是在目前整機訂貨號的基礎上增加1位編碼“B”，位數(shù)由5位編碼變?yōu)?位編碼，前5位的編碼規(guī)則同現(xiàn)行標準。

3.5 工藝流程

針對C2B項目要求，工藝流程更改較大，更改后的工藝流程主要節(jié)點如下：

（1）基本型發(fā)動機零部件上基本型發(fā)動機裝配線。

（2）打印條形碼并粘貼在流程卡上（包含發(fā)動機基本型機號、訂貨號和機體編號）。

（3）各工序裝配，并掃描條形碼進行零部件和過程數(shù)據(jù)的匹配。

（4）基本型發(fā)動機下線。

（5）基本型發(fā)動機熱試。

（6）基本型發(fā)動機報繳（基本型發(fā)動機信息進SAP系統(tǒng)，進行扣料處理）。

（7）基本型發(fā)動機上整機裝配線。

（8）打印整機條形碼、鋼印和銘牌并粘貼銘牌。

（9）各工序裝配，掃描條形碼進行零部件和過程數(shù)據(jù)的匹配。

（10）整機下線。

（11）整機報繳（整機信息進SAP系統(tǒng)，進行扣料處理）。

（12）整機發(fā)運。

整個生產(chǎn)過程中有如下幾個控制點：

（1）基本型發(fā)動機條碼上新增機體編號，并打印2張，1張粘貼在流程卡上隨發(fā)動機流轉，1張在下線工位粘貼在發(fā)動機的前端。在條形碼上增加機體編號，是為了便于裝配過程中流程卡與基本型發(fā)動機的核對，防止流程卡被誤拿；而粘貼在前端的條碼作為該基本型發(fā)動機下線后的唯一標識。

（2）在整機裝配線上，由于變型零部件較多，為了防止操作人裝錯，對變型零部件實施智能料架，加以控制。在MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）中對這些物料進行配置，并與裝配線進行連鎖防錯，待裝物料被全部拿走后，操作人才能放行整機。

（3）由于變型零部件較多，裝配工藝有很多種。為了便于指導操作人裝配，實施電子化工藝，按需采用RFID（射頻識別）[3]或操作人掃描整機機號的方式，相應工序的電子工藝和機號下的BOM（物料明細表）自動顯示。

（4）對于變型零部件的裝配，使用阿特拉斯的擰緊工具進行擰緊，并制定相應的防錯措施，確保零部件的安裝質量。

3.6 計劃物流方案

計劃方案需要考慮計劃下達的及時性和準確性。因現(xiàn)在客戶下達的計劃需要先轉換為整機訂單，再從整機訂單轉換為基本型發(fā)動機訂單，訂單的2次轉換增加了計劃人員的工作量，同時也容易出錯。這就需要系統(tǒng)根據(jù)整機與基本型發(fā)動機的對照清單，自動將整機計劃分解為基本型發(fā)動機的計劃。

物流方案考慮了整個流程的銜接，從而加快整個系統(tǒng)的周轉，主要改善有以下幾個方面：

（1）創(chuàng)建基本型發(fā)動機排序，便于根據(jù)客戶的需求迅速而又準確地定位相應的待裝基本型發(fā)動機。這就要求對發(fā)動機的料架進行識別，進而識別出料架上的基本型發(fā)動機。

（2）實施電子看板[4]。當操作人線旁庫存的零部件數(shù)量小于最小指數(shù)時，操作人按下缺料按鈕，信號傳遞給物流部門，系統(tǒng)自動生成配料單，加快響應速度，并省去物料配送人員收取和采集紙質看板的時間。

（3）對于物料配送系統(tǒng)的改進，在供應商一對一配送的基礎上，增加總部向分部集中配送的模式，并利用整機運輸車來協(xié)調配送整機的零部件，提高整體的運輸效率。

（4）整機配送由1天1至2次，改為4小時甚至2.5小時1次，配送效率大幅提高，交付期大大縮短，完全滿足整車廠C2B項目對于發(fā)動機的交付要求。

（5）新增基本型發(fā)動機庫存地，作為基本型發(fā)動機報繳地點以及整機裝配零件庫存地點，便于系統(tǒng)和財務進行成本分析。

3.7 軟件開發(fā)方案

IT部門針對各個部門提出的需求，將各個功能按照系統(tǒng)進行劃分，整理出軟件待開發(fā)和調整的內容，具體見表4；并有針對性地定制開發(fā)了相關系統(tǒng)，實現(xiàn)了該系列發(fā)動機柔性定制項目中的相關功能；還編制了整個軟件開發(fā)項目的配置文檔，以后如遇到問題，可以迅速定位并分析解決。在這個項目中，IT部門的角色也發(fā)生了深刻變化，從之前的后臺服務到現(xiàn)在的流程開發(fā)，發(fā)揮著越來越關鍵的作用。

在MES系統(tǒng)中，之前只有1條裝配線，即該系列發(fā)動機裝配線。所有的總裝、部裝和后續(xù)裝配均在此裝配線上完成，所有的財務結算等都是在這條線的基礎上進行。而實施C2B項目時，需要將1條線拆分為2條線，基本型發(fā)動機裝配線和整機裝配線，所有的數(shù)據(jù)維護和結算點都是按照2條裝配線運行。

遠端數(shù)據(jù)的傳輸和共享也是實施該項目的1項重要內容。通過數(shù)據(jù)的集成分析，可及時改善各個流程，并為領導的決策提供科學依據(jù)。

表4 各系統(tǒng)軟件待開發(fā)和調整內容

3.8 生產(chǎn)組織方案

生產(chǎn)組織從之前的1塊業(yè)務拆分為2塊業(yè)務：基本型發(fā)動機生產(chǎn)和異地的整機生產(chǎn)。基本型發(fā)動機裝配線因生產(chǎn)的發(fā)動機種類由110種減少至22種，換型時間大幅縮短，生產(chǎn)管理的效率大幅提升。整機裝配線主要裝配外圍變型零部件，雖然變化較多，但通過智能料架、RFID、物料精確掃描追溯并與BOM清單比對，以及自動調用顯示電子工藝和BOM清單等防錯措施，使操作人的工作相應變得簡單，僅按系統(tǒng)提示進行裝配即可。

4 實施方案

為了確保項目的順利實施，公司計劃分2步實施。第1步先在公司內部實施，同時全面做好驗證工作和經(jīng)驗總結，以及相應的準備工作。第2步再根據(jù)整車廠C2B戰(zhàn)略的節(jié)點要求，在整車廠附近建立整機裝配線，完全實現(xiàn)發(fā)動機的定制。目前已完成第1階段實施，并完成所有的驗證和相應的準備工作。

第1階段實施過程中，有如下特點：

（1）基本型發(fā)動機暫時不設立庫存，熱試完成后直接進行整機裝配。因各個熱試臺架都可能會發(fā)生熱試故障，造成基本型發(fā)動機上整機裝配線時不一定全是按照生產(chǎn)順序進行的。

（2）基本型發(fā)動機報繳只是總裝車間內部生產(chǎn)過程的一部分，故該工作由總裝車間完成，總裝車間需要增加這部分工作量。

（3）物流暫不設立新的基本型發(fā)動機庫存地。

（4）使用現(xiàn)有的掃描槍掃描機號的方式獲取電子工藝和機號BOM，不同于第2階段使用RFID方式，這樣可最大限度地節(jié)約成本。

5 結論

某系列發(fā)動機柔性定制項目是公司順應時代發(fā)展和自我完善的需要，是整車廠實施C2B戰(zhàn)略的需要，也是積極響應國家號召，在制造業(yè)領域實施互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略的需要。該項目能如期順利地完成，離不開公司高層領導的大力支持，離不開各部門業(yè)務人員的無私奉獻，離不開各部門自上而下團結一致向著目標努力的精神。

柔性定制項目徹底改變了該系列發(fā)動機的生產(chǎn)模式，是該系列發(fā)動機快速發(fā)展史上的又一個里程碑，同時也為該生產(chǎn)模式在公司新項目的推廣奠定了堅實地基礎。

[1]戴國良.C2B模式電子商務的產(chǎn)生、發(fā)展與展望[J].電子商務，2013(9).

[2]派恩.大規(guī)模定制：企業(yè)競爭的新前沿[M].操云甫等,譯.北京：中國人民大學出版社，2000.

[3]趙斌，張紅雨.RFID技術的應用及發(fā)展[J].電子設計工程，2010，18(10).

[4]劉玉霞.基于JIT的電子看板的設計與實現(xiàn)[D].天津大學，2006.

Production ofDieselEnginewith Flexibleand Tailor System

Wang Jiajia
（ShanghaiDieselEngine Co.,Ltd.,Shanghai200438，China)

In order tomeet the need ofmarket development,it is necessary tomove the engine parts that not affect engine hot test and are special for engine applications to the process after the hot test to decrease the number ofbasic engine typesofsome series engine.One type ofbasic engine can be produced formany kindsofengine products,and the less the numberofbasic engine types is,the less their stocksare.The basic engines can be fastassembled into final products according to the requirements of customers,so that the tailor system of this seriesenginewill come true,and the operationalmodelwillbe also transformed into platform andmodularization.

engine,basic type,flexibility,tailor

10.3969/j.issn.1671-0614.2017.04.012

來稿日期：2017-10-12

王佳佳（1987-），男，工程師，主要研究方向為工藝規(guī)劃、工藝技術和IE技術。