汽車混流裝配線的平準(zhǔn)化排產(chǎn)方法研究

樊 勇 （上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車公司，上海 201804）

FAN Yong (Passenger Cor Company,Shanghai Automobile Group Co.,LTD,Shanghai 201804,China)

汽車生產(chǎn)制造的技術(shù)越來(lái)越成熟，產(chǎn)品類型越來(lái)越豐富，顧客對(duì)個(gè)性化的要求越來(lái)越高。在汽車市場(chǎng)全球化的背景下，大批量的生產(chǎn)方式已不符合顧客越來(lái)越個(gè)性化的需求，所以，汽車制造商需要生產(chǎn)成本更低、產(chǎn)品型號(hào)更豐富和個(gè)性化更強(qiáng)的產(chǎn)品，從而導(dǎo)致要求汽車制造工廠具備柔性化強(qiáng)，快速響應(yīng)市場(chǎng)變化的生產(chǎn)系統(tǒng)。在此背景下，大多數(shù)的汽車制造商選擇使用小批量、多車型的混流生產(chǎn)方式，這種生產(chǎn)方式對(duì)生產(chǎn)線的柔性及員工的操作能力有著很高的要求，此生產(chǎn)方式也能快速應(yīng)對(duì)高速變化的市場(chǎng)需求。鑒于此，能夠以較低生產(chǎn)成本使用汽車混流生產(chǎn)對(duì)汽車制造商非常重要。

1 汽車混流排產(chǎn)方法

對(duì)于汽車混流排產(chǎn)，正常生產(chǎn)的基本要素是物料需求的平準(zhǔn)化，平準(zhǔn)化的關(guān)鍵則是考慮整車物料號(hào)級(jí)別的不同車型投產(chǎn)的序列排布，這要求生產(chǎn)計(jì)劃員在車輛投產(chǎn)之前，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量、車型、物料需求、產(chǎn)能等條件排列出合理的生產(chǎn)序列，以確保能夠正常生產(chǎn)，并在車型的數(shù)量以及種類上做到混流生產(chǎn)，從而能夠快速的適應(yīng)市場(chǎng)上顧客的多樣化需求[1]。在汽車的零部件等物料的需求方面，由于不同配置、不同車型之間所需的物料種類及數(shù)量是不一致的，因此保證整車物料號(hào)級(jí)別的排產(chǎn)序列的平準(zhǔn)是非常重要的，這樣物料需求會(huì)保持穩(wěn)定，從而使工廠的庫(kù)存在一個(gè)合理的水平，也使得物料運(yùn)輸波動(dòng)較小、降低物流運(yùn)輸成本[2-3]。因此，本文擬建立基于整車物流號(hào)級(jí)別的進(jìn)行平準(zhǔn)化排產(chǎn)，并結(jié)合車身車間的工藝及物流限制進(jìn)行組批，最終得到排產(chǎn)序列。

2 汽車混流的平準(zhǔn)化排產(chǎn)模型構(gòu)建

2.1 基于整車物流號(hào)級(jí)別的平準(zhǔn)化排產(chǎn)模型

本節(jié)主要建立基于物料號(hào)級(jí)別的平準(zhǔn)化汽車混流排產(chǎn)模型。

針對(duì)多種車型、物料號(hào)和小批量的汽車制造，且各物料號(hào)比例不同，物料號(hào)共有I個(gè)：T1,T2,…,TI，日需求比量為B1,B2,…,BI，日需求總量為Q=B1+B2+…+BI；各物料號(hào)占日需求的比值為：b1,b2,…,bI，也就是各物料號(hào)的排產(chǎn)出現(xiàn)概率。

排產(chǎn)的步驟如下：

Step1 尋找b1,b2,…,bI中最大一個(gè)，選取其所代表的物料號(hào)到序列S中，并排在第1位；然后將各物料號(hào)現(xiàn)有比值分別加上各物料號(hào)占日需求比值b1,b2,…,bI，并將上一輪排產(chǎn)的物料號(hào)的比值減1，令其為b21,b22,…,b2I；

Step2 尋找b21,b22,…,b2I中最大一個(gè)，選取其所代表的物料號(hào)到序列S中，并排在第2位；然后將各物料號(hào)現(xiàn)有比值分別加上各物料號(hào)占日需求比值b1,b2,…,bI，并將上一輪排產(chǎn)的物料號(hào)的比值減1，令其為b31,b32,…,b3I；

…

StepQ 尋找bQ1,bQ2,…,bQI中最大一個(gè)，選取其所代表的物料號(hào)到序列S中，并排在第Q位。

最終形成平準(zhǔn)化的排產(chǎn)序列S。

2.2 基于車間工藝及物流限制的排產(chǎn)序列調(diào)整

在對(duì)平準(zhǔn)化的排產(chǎn)序列S進(jìn)行調(diào)整時(shí)，需考慮如下因素：（1）車身車間不同車型間生產(chǎn)切換有工藝時(shí)間的損失；

（2）車身車間的物流為單物流，料架大多存放6或12個(gè)零件；

（3）油漆車間對(duì)車輛同顏色需進(jìn)行組批生產(chǎn)；

（4）油漆車間到總裝車間的BDC庫(kù)區(qū)對(duì)序列的調(diào)整能力為120臺(tái)車。

根據(jù)以上條件，對(duì)車型、車身所需的零件、車身顏色的進(jìn)行組批，按照每批12臺(tái)進(jìn)行組批，如下為排產(chǎn)序列調(diào)整步驟：

Step1 在序列S中從第一臺(tái)車開始，根據(jù)車型代碼、車身零件代碼、顏色代碼向下搜索120臺(tái)。若其中車型代碼、車身零件代碼、顏色代碼與第一臺(tái)車相同車（包含第一臺(tái)車）大于等于12，則將滿足條件的前12臺(tái)車（包含第一臺(tái)車）從序列S中提取出來(lái)，放入序列S1中，進(jìn)行Step3；若不足12臺(tái)，進(jìn)行Step2。

Step2 首先將Step1中搜索的與第一臺(tái)車車型代碼、車身零件代碼、顏色代碼相同的所有臺(tái)車共n臺(tái)從序列S中提取出來(lái)，放入序列S1中；然后取消顏色組批原則，繼續(xù)原來(lái)的搜索，并將滿足條件的前（12- ）n個(gè)從序列S中提取出來(lái)，放入序列S1中。

Step3 重復(fù)Step1和Step2，直至將序列S中所有的臺(tái)車提取到序列S1中。

Step4 從前到后檢查S1序列，若還有未組批成12臺(tái)的批次，則將下一個(gè)同車型批次的車提前，以保證每種車型除最后一批外都是12臺(tái)一批。

至此形成最終的排產(chǎn)序列S1。

3 案例研究

本文選定國(guó)內(nèi)某整車制造企業(yè)的L工廠，通過(guò)上述方法進(jìn)行排產(chǎn)優(yōu)化，某日該工廠總計(jì)生產(chǎn)3種車型總計(jì)18種物料號(hào)級(jí)別整車。本文利用偽代碼代替物料號(hào)，偽代碼第1位為車型代碼，第2～3位為車身零件代碼，第4位為其他零件代碼，第5位為顏色代碼。整車需求如表1所示：

表1 整車需求

首先按照2.1節(jié)中的方法進(jìn)行平準(zhǔn)化排產(chǎn)；然后再進(jìn)行組批，根據(jù)車身車間生產(chǎn)時(shí)切換不同的車型有工藝時(shí)間的損失，而且所需物料的料架大多是6和12的倍數(shù)且是單物流，所以在此確定相同車型組批數(shù)量為12臺(tái)。由此得到排產(chǎn)表如表2所示：

表2 排產(chǎn)序列

續(xù)表2

由上述排產(chǎn)序列計(jì)算出基于車型的小時(shí)級(jí)平準(zhǔn)率為46.87%、基于物料號(hào)的小時(shí)級(jí)平準(zhǔn)率為33.67%，在各車型、各物料號(hào)需求比例嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)狀下，仍能保持在較高水平，在經(jīng)過(guò)油漆車間到總裝車間的BDC庫(kù)區(qū)的調(diào)整，臺(tái)車到達(dá)總裝車間時(shí)，基于車型的小時(shí)級(jí)平準(zhǔn)率能達(dá)到75%以上，基于物料號(hào)的小時(shí)級(jí)平準(zhǔn)率能達(dá)到55%以上，這使得總裝車間的物料需求、生產(chǎn)線負(fù)荷較為均衡。

4 結(jié)論

本文基于整車物流號(hào)級(jí)別平準(zhǔn)的要求對(duì)汽車混流排產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)行建模，然后根據(jù)車間工藝及物流限制進(jìn)行組批，并應(yīng)用實(shí)際案例，得到較為合理的平準(zhǔn)化排產(chǎn)結(jié)果，物料需求變得平準(zhǔn)并使得生產(chǎn)線負(fù)荷平衡，降低工廠庫(kù)存、供應(yīng)商供貨風(fēng)險(xiǎn)以及外部物流運(yùn)輸成本。本文在研究平準(zhǔn)化時(shí)，只考慮了物料需求的平準(zhǔn)，未將總裝車間生產(chǎn)限制等其他因素考慮，在今后的研究中可將以上因素考慮在內(nèi)。