基于工位和節(jié)拍的總裝線邊柔性供給作業(yè)研究

□ 周光勇

(東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545000)

1 引言

汽車制造企業(yè)生產(chǎn)物流的研究多以工廠布局、工藝流程和車間裝卸搬運優(yōu)化為主要內(nèi)容，在保證生產(chǎn)順利的條件下，確定裝備和倉庫等設(shè)施的位置，科學(xué)分配現(xiàn)有資源，合理化車間裝卸搬運作業(yè)和車間物料作業(yè)調(diào)度。文獻[1-2]基于車間調(diào)度、倉儲優(yōu)化及車間布局等領(lǐng)域，側(cè)重研究車間布局和工藝流程優(yōu)化；文獻[3-5]基于車間工位及工位制節(jié)拍化等領(lǐng)域，側(cè)重研究物流配送方式和物流作業(yè)優(yōu)化，這些研究成果有效地改善了企業(yè)生產(chǎn)物流體系的生產(chǎn)效率和作業(yè)流程。隨著新車型投入及零件頻繁改變，供給作業(yè)負(fù)荷大、作業(yè)指令不準(zhǔn)等系列矛盾較為突出，更需高效柔性作業(yè)模式以滿足現(xiàn)有體系作業(yè)效率和作業(yè)流程。

本文基于汽車總裝車間柔性物流作業(yè)特性：多批次小批量、作業(yè)指令按需按時、頻次型循環(huán)作業(yè)，重點研究了以總裝工位和生產(chǎn)節(jié)拍為主-以生產(chǎn)計劃和車間系統(tǒng)TRIM-IN信息為輔的總裝線邊零件按時按需柔性供給作業(yè)模式以及實現(xiàn)關(guān)鍵過程，并結(jié)合所參與某汽車制造企業(yè)總裝線邊作業(yè)改善項目開展了實踐檢驗和效果驗證，為汽車整車制造企業(yè)改善總裝線邊供給作業(yè)效率和優(yōu)化供給作業(yè)流程提供了參考價值。

2 以工位為主作業(yè)思想

以工位為主模式下物料供給作業(yè)是面向總裝工位、主動服務(wù)，由供應(yīng)鏈物流部門或生產(chǎn)部和供應(yīng)商 (或3PL物流) 依據(jù)生產(chǎn)計劃順序(Production planning sequence，PPS)、物料清單 (Bill ofMaterial，BOM)和生產(chǎn)節(jié)拍JPH借助系統(tǒng)預(yù)測工位零件需求量和需求時間，系統(tǒng)自動生產(chǎn)對應(yīng)作業(yè)供給量和作業(yè)時間，再主動對工位準(zhǔn)時作業(yè)，實現(xiàn)合理安排物料配送。以工位為主的供給作業(yè)模式包括直接配送(物料由供應(yīng)商直接配送到工位，例座椅或儀表臺)、存儲區(qū)配送(車間存儲區(qū)配送到工位，例采購-存儲-配送的存儲區(qū)配送方式的零件)和補貨配送(生產(chǎn)線材料員或倉庫保管員不定期補貨，例多工位螺帽或螺栓)三種物料配送方式[6]。

本文研究以總裝工位、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、生產(chǎn)計劃順序PPS、車間系統(tǒng)TRIM-IN(PPS緩存區(qū)過車掃描點)為核心的存儲區(qū)配送，基于本文研究模式，供應(yīng)鏈管理部根據(jù)生產(chǎn)計劃、零件計劃和零件包裝采取批量采購、批量運輸和批量存儲，廠內(nèi)倉庫管理系統(tǒng)WMS依據(jù)總裝工位BOM、生產(chǎn)節(jié)拍JPH和生產(chǎn)計劃順序PPS、車間系統(tǒng)TRIM-IN，自動提前運算工位未來100小時內(nèi)的供給作業(yè)信息，再根據(jù)WMS系統(tǒng)作業(yè)預(yù)設(shè)提前期和零件信息生產(chǎn)系統(tǒng)作業(yè)指令，實現(xiàn)按時按需對工位進行供給作業(yè)，以提高總裝線邊零件按時按需供給作業(yè)，盡可能提前作業(yè)影響效率和質(zhì)量。

3 柔性供給作業(yè)實現(xiàn)

下面將結(jié)合作者所參與某汽車制造企業(yè)總裝線邊作業(yè)改善項目介紹本文研究模式的實現(xiàn)關(guān)鍵過程。

3.1 WMS系統(tǒng)作業(yè)功能

倉庫管理系統(tǒng)WMS，通過入庫業(yè)務(wù)、在庫業(yè)務(wù)、出庫業(yè)務(wù)等功能，對批次管理、即時管理等功能綜合運用的管理系統(tǒng)，有效控制并跟蹤倉庫業(yè)務(wù)和成本管理全過程，完善企業(yè)的作業(yè)信息管理。WMS系統(tǒng)通過接口管理模式從車間MES系統(tǒng)讀取對應(yīng)生產(chǎn)計劃順序PPS、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、車間系統(tǒng)TRIM-IN信息，再通過WMS系統(tǒng)內(nèi)置的作業(yè)管理模塊計劃基于工位和節(jié)拍的總裝線邊供給作業(yè)相關(guān)信息?？梢娖髽I(yè)現(xiàn)有WMS系統(tǒng)是否具備作業(yè)功能是本文研究模式后續(xù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

3.2 WMS系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

WMS系統(tǒng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)管理功能，在于內(nèi)在的數(shù)據(jù)運算邏輯對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行高效運算的結(jié)果。若數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，就會導(dǎo)致運算結(jié)果不準(zhǔn)確，不能支持正常業(yè)務(wù)開展。若數(shù)據(jù)不全面或不完整，就會使部分系統(tǒng)功能無法運用或運用效果不佳。WMS系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字段包括：零件編碼、零件名稱、零件倉庫、零件料區(qū)、零件料位、零件類型、工位、供給方式、包裝SNP、供給SNP、供給日程、供給角色、MAX-MIN庫容(箱)、安全庫存。另外，WMS系統(tǒng)運算所需的生產(chǎn)計劃順序PPS、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、車間系統(tǒng)TRIM-IN等信息通過接口自動從車間MES系統(tǒng)實時獲取。

3.3 總裝車間MES系統(tǒng)

總裝車間MES系統(tǒng)是面向制造車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，保證海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時、準(zhǔn)確、全面的采集；車間MES系統(tǒng)具備良好的擴展性，為企業(yè)打造扎實、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺。本文所描述車間MES系統(tǒng)主要為WMS系統(tǒng)提供其內(nèi)置功能運算所需的車間生產(chǎn)計劃順序PPS、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、車間系統(tǒng)TRIM-IN、工廠生產(chǎn)日歷以及工廠勤務(wù)等信息。

3.4 供給作業(yè)業(yè)務(wù)邏輯

供給作業(yè)業(yè)務(wù)邏輯作為本文研究模式實現(xiàn)的核心部分(具體供給作業(yè)計算流程及邏輯見圖1)，該模式下的系統(tǒng)供給作業(yè)運算規(guī)則有如下幾點:①每十五分鐘生成過車車輛排列扣減庫存;② 按照更長周期范圍進行指示計算；③ 基于總裝線邊庫存狀態(tài)創(chuàng)建作業(yè)指示；④倉庫按箱管理，總裝線邊依據(jù)工位和定額實時系統(tǒng)扣減；⑤總裝工位根據(jù)倉庫庫存、總裝線邊庫存、生產(chǎn)節(jié)拍JPH和車間系統(tǒng)TRIM-IN信息生成作業(yè)任務(wù)。

4 檢驗及效果驗證

本文作者所在汽車制造企業(yè)生產(chǎn)物流開發(fā)并實施WMS系統(tǒng)將近一年有余，在總裝車間線邊多批次小批量、作業(yè)指令按需按時、頻次型循環(huán)作業(yè)方面，實現(xiàn)完善供給作業(yè)系統(tǒng)化和可視化管理，真正有效解決總裝線邊零件按時按需柔性供給作業(yè)效率問題。

圖1 WMS系統(tǒng)總裝線邊供給作業(yè)計算流程及邏輯

4.1 WMS系統(tǒng)供給指示推移

本為以零件圖號849785US0A為例，倉庫料位：K3-C63-001，具體系統(tǒng)檢索結(jié)果見圖2所示，供給指示推移圖中顯示未來100小時內(nèi)某個時段過車臺數(shù)、對應(yīng)零件使用臺數(shù)、需求量Gross、實際需求量Gross、線邊庫存、安全在庫量、供給指示量、系統(tǒng)指示出貨數(shù)量、實際系統(tǒng)指示出貨數(shù)量、實際例外出貨數(shù)量等信息。

4.2 WMS系統(tǒng)供給作業(yè)指示

供給作業(yè)指示作業(yè)端通過移動PDA操作，具體信息包括供給任務(wù)明細、零件編碼、原始需求數(shù)量、計劃箱數(shù)、實際箱數(shù)、計劃數(shù)量、實際數(shù)量(供給數(shù)量)、料區(qū)、料位(工位)、計劃開始時間、計劃結(jié)束時間、實際開始時間、實際結(jié)束時間、供給方式等如圖3。

圖2 某個零件供給指示推移信息

圖3 某個零件供給作業(yè)信息

4.3 WMS系統(tǒng)供給作業(yè)量圖表

此部分展示了某周班組作業(yè)員供給作業(yè)量和作業(yè)量占比，具體見圖4；某周班組作業(yè)員供給作業(yè)及時率見圖5。

圖4 某周班組作業(yè)員供給作業(yè)量和作業(yè)量占比

圖5 某周班組作業(yè)員供給作業(yè)及時率

5 結(jié)束語

隨著汽車制造企業(yè)的快速發(fā)展以及產(chǎn)品生產(chǎn)周期的不斷縮短，汽車制造總裝車間對多批次小批量、作業(yè)指令按需按時、頻次型循環(huán)作業(yè)要求越來越高。本文研究了以總裝工位和生產(chǎn)節(jié)拍為主-以生產(chǎn)計劃和車間系統(tǒng)TRIM-IN信息為輔的總裝線邊零件按時按需柔性供給作業(yè)模式，結(jié)合所參與某汽車制造企業(yè)總裝線邊作業(yè)改善項目開展了實踐檢驗和效果驗證，有效提高了企業(yè)生產(chǎn)物流供給作業(yè)系統(tǒng)化和可視化管理，為汽車整車制造企業(yè)改善總裝線邊供給作業(yè)效率和優(yōu)化供給作業(yè)流程提供了參考價值。