汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝變更平衡切換優(yōu)化和運(yùn)用

高紅靜 吳海鵬

【摘 要】人們生活水平的提高，私家車作為人們出行常用工具，人們對(duì)其提出更高要求，推動(dòng)了汽車制造行業(yè)的發(fā)展。汽車制造，是一項(xiàng)聯(lián)系多學(xué)科知識(shí)，研究成本較高，制造周期較長(zhǎng)的系統(tǒng)性工作，在新形勢(shì)下，我國(guó)汽車制造行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工藝變更平衡切換方法的研究，構(gòu)建新的設(shè)計(jì)與工藝變更三級(jí)平衡切換方法，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、信息化技術(shù)的運(yùn)用，達(dá)到設(shè)計(jì)與工藝變更項(xiàng)目平衡切換時(shí)間快、老零件充分消耗效果。

【關(guān)鍵詞】汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)；工藝變更；平衡切換

引言

每一個(gè)汽車主機(jī)廠，一方面快速拓寬產(chǎn)品線，另一方面，為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，在汽車產(chǎn)品的生命周期內(nèi)，持續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)與工藝變更，優(yōu)化和改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能，滿足客戶不斷提升的要求。因?yàn)閭鹘y(tǒng)平衡切換法存在缺陷，造成很多升級(jí)項(xiàng)目沒(méi)能按時(shí)切換，切換后又造成大量的老零件積壓，經(jīng)濟(jì)損失很大。如果能以最快的速度完成新老平衡切換，切換時(shí)老零件正好消化完，沒(méi)有多余庫(kù)存，則是新老零件平衡切換的理想狀態(tài)。本文通過(guò)對(duì)常用的新老零件平衡切換方式進(jìn)行研究、分析，探索和建立新的新老零件平衡切換方式，實(shí)現(xiàn)又好又快的平衡切換。

1、汽車領(lǐng)域中制造技術(shù)的意義

在我國(guó)制造領(lǐng)域中，數(shù)字化制造技術(shù)，作為一種十分先進(jìn)的技術(shù)，貫穿了汽車制造全過(guò)程，為汽車制造與生產(chǎn)帶來(lái)積極作用。在汽車總裝工藝中，該技術(shù)的應(yīng)用，有效降低汽車生產(chǎn)全過(guò)程的時(shí)間，汽車生產(chǎn)效率得到提升，生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)水平得到有效提升。并且，因數(shù)字化制造技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)全面分析了用戶需求，并制造模型，最終汽車成品有效滿足了客戶個(gè)性化需求，且汽車總裝過(guò)程不斷簡(jiǎn)化。人們生活水平提高，對(duì)汽車需求不斷增高，在汽車制造過(guò)程中，不僅要保障汽車質(zhì)量，還要增快生產(chǎn)速度，而數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用，為汽車制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工廠奠定了基礎(chǔ)，提高了制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?？梢?jiàn)，在汽車制造行業(yè)中，數(shù)字化制造技術(shù)具有重要意義。

2、傳統(tǒng)的新老零件平衡切換方法

①鎖定老零件數(shù)量平衡切換法。在升級(jí)項(xiàng)目單件試制驗(yàn)證通過(guò)、小批驗(yàn)證通過(guò)、新件完成準(zhǔn)備等一系列工作完成后，開(kāi)展老零件的調(diào)查，經(jīng)過(guò)配套匹配后，確定一個(gè)數(shù)量作為平衡的基數(shù)進(jìn)行消耗，消耗完成后切換為新零件。因?yàn)闆](méi)有提前對(duì)老零件做管理控制，調(diào)查確認(rèn)的老零件數(shù)量往往要消耗3-6個(gè)月，最多可達(dá)到1年。②指定日期平衡切換法。根據(jù)升級(jí)項(xiàng)目涉及老零件及其數(shù)量估算，指定老零件消耗截止日期，切換后剩余老零件報(bào)廢。因?yàn)槠嚠a(chǎn)品特征是多品種少數(shù)量，各個(gè)月各個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求有很大的變化，所以指定日期平衡切換雖然時(shí)間點(diǎn)很清晰，但切換后會(huì)有老零件積壓，會(huì)有很大的經(jīng)濟(jì)損失。

生產(chǎn)準(zhǔn)備完成后才鎖定老零件數(shù)量平衡切換的優(yōu)點(diǎn)是老零件可以最大限度的消耗使用，減少損失，缺點(diǎn)是時(shí)間太長(zhǎng)。指定日期平衡切換法優(yōu)點(diǎn)是平衡切換時(shí)間清晰，缺點(diǎn)是老零件消耗不全，積壓報(bào)廢。兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)正好相反，如果把兩者的優(yōu)點(diǎn)整合起來(lái)，去掉兩者的缺點(diǎn)，即切換時(shí)間既清晰、老零件又最大限度消耗完成，則就是最好的平衡方式。

3、構(gòu)建新的老零件三級(jí)平衡切換理論

汽車制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)的特點(diǎn)是，每一個(gè)升級(jí)項(xiàng)目都會(huì)經(jīng)歷單件試制、小批生產(chǎn)驗(yàn)證、正式量產(chǎn)轉(zhuǎn)產(chǎn)三個(gè)階段。如果把這三個(gè)階段串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行整體考慮，那對(duì)老零件來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)老零件平衡切換時(shí)間和平衡數(shù)量不斷清晰的漸進(jìn)過(guò)程。如果在三個(gè)階段分別進(jìn)行不同等級(jí)的平衡，那就可以實(shí)現(xiàn)又快又好的老零件平衡切換要求，即為三級(jí)平衡切換。以下是每個(gè)階段的平衡控制方法。單件試制階段：在進(jìn)行單件試制時(shí)，對(duì)即將取消的老零件預(yù)警預(yù)計(jì)切換時(shí)間及預(yù)警老零件還需使用數(shù)量，這時(shí)預(yù)警的切換時(shí)間和老零件使用數(shù)量還比較粗略，配套廠需從原材料、半成品等進(jìn)行生產(chǎn)控制，屬于控制階段。小批生產(chǎn)驗(yàn)證階段：在單件試制通過(guò)后和小批驗(yàn)證前，切換的時(shí)間和老零件還需消耗的數(shù)量比初次預(yù)警清晰了，這時(shí)進(jìn)行初平衡，初定切換時(shí)間和老零件使用數(shù)量，配套廠需要進(jìn)行原材料和半成品的首次盤點(diǎn)，形成報(bào)表，進(jìn)行周管理，這個(gè)階段屬于初次平衡階段。正式量產(chǎn)轉(zhuǎn)產(chǎn)階段：在小批驗(yàn)證、新件批量生產(chǎn)準(zhǔn)備等全部完成后，按照老零件消耗的時(shí)間推進(jìn)，這時(shí)初次平衡剩余的老零件數(shù)量將會(huì)比較少，這時(shí)結(jié)合近期訂單需求、現(xiàn)場(chǎng)切換工作要求，就可以鎖定一個(gè)老零件還需消耗的準(zhǔn)確數(shù)量，一般情況下可以在15天-1個(gè)月內(nèi)完成切換。這樣就可以實(shí)現(xiàn)老零件消耗即充分，切換時(shí)間又快速的雙重要求。

4、三級(jí)平衡切換理論的實(shí)際運(yùn)用

4.1、BOM自動(dòng)更改數(shù)據(jù)指令

因?yàn)槔狭慵胶馐怯上到y(tǒng)進(jìn)行，當(dāng)由系統(tǒng)平衡老零件數(shù)量到零以后，需要由系統(tǒng)自動(dòng)更改BOM表，實(shí)現(xiàn)及時(shí)和精準(zhǔn)。為此根據(jù)數(shù)據(jù)的特征、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、項(xiàng)目與數(shù)據(jù)的關(guān)系等，建立新老零件自動(dòng)更改數(shù)據(jù)處理方法，實(shí)現(xiàn)老零件消化到零后BOM表自動(dòng)更改為新零件，提高平衡切換的精準(zhǔn)度和速度。

4.2、配套數(shù)據(jù)庫(kù)

三級(jí)平衡切換涉及復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)跟蹤，數(shù)據(jù)的實(shí)例化，所以必須利用信息化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)把三個(gè)平衡階段的切換時(shí)間信息、訂單預(yù)測(cè)、BOM清單轉(zhuǎn)化為老零件消耗數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)表。然后逐日根據(jù)每日的實(shí)際排產(chǎn)對(duì)應(yīng)零件的需求，進(jìn)行每日的減數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化。

4.3、虛擬制造

虛擬制造，簡(jiǎn)稱VM，是上世紀(jì)制造業(yè)信息化的新概念。廣義上，在信息時(shí)代，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的所有與產(chǎn)品制造相關(guān)的活動(dòng)都可以稱為虛擬制造，其中，還包含了虛擬仿真、虛擬評(píng)估等。狹義上，虛擬制造利用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品模擬制造，替代了實(shí)際造車的過(guò)程，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)行驗(yàn)證，保障產(chǎn)品制造速率與質(zhì)量。根據(jù)虛擬制造與汽車生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)系，可直接將虛擬制造劃分為三類：其一，面向設(shè)計(jì)的虛擬制造。即能夠向設(shè)計(jì)人員提供制造信息，有效優(yōu)化產(chǎn)品、優(yōu)化過(guò)程設(shè)計(jì)。其二，面向生產(chǎn)的虛擬制造。即在制造過(guò)程中進(jìn)行虛擬仿真，為生產(chǎn)方案評(píng)價(jià)的虛擬制造技術(shù)提供支持。其三，面向控制的虛擬制造。即在生產(chǎn)過(guò)程中，利用模型進(jìn)行仿真，以此優(yōu)化實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的一種虛擬制造技術(shù)。在傳統(tǒng)制造模式中，汽車設(shè)計(jì)與制造是分開(kāi)進(jìn)行的，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是汽車功能，制造是汽車設(shè)計(jì)的物化，在汽車制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須試制樣件，才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題，并及時(shí)解決，延長(zhǎng)了汽車更新速率延長(zhǎng)，汽車制造工藝繁瑣。

4.4、零件計(jì)劃和對(duì)應(yīng)老零件剩余數(shù)量顯示系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)算后老件信息需要共享和目視化，因此需要利用信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示，主機(jī)廠和配套廠在執(zhí)行每日的計(jì)劃時(shí)清晰知道老零件還需生產(chǎn)多少，實(shí)現(xiàn)過(guò)程管理的實(shí)例化。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)運(yùn)用三級(jí)平衡方法、信息化、數(shù)據(jù)化的運(yùn)用，不僅實(shí)現(xiàn)了汽車產(chǎn)品零件升級(jí)平衡切換的快速，還能避免老零件積壓報(bào)廢，同時(shí)還利用信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)消耗過(guò)程目視化，實(shí)現(xiàn)BOM自動(dòng)變更，實(shí)現(xiàn)最終切換信息在首臺(tái)生產(chǎn)訂單上的顯示。整個(gè)過(guò)程精準(zhǔn)化，自動(dòng)化，信息化，極大提高工作準(zhǔn)確度，極大提高工作效率。

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（作者單位：精誠(chéng)工科汽車系統(tǒng)有限公司底盤研究院）