汽車混流裝配線的平準化排產方法研究

樊 勇 （上海汽車集團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)

汽車生產制造的技術越來越成熟，產品類型越來越豐富，顧客對個性化的要求越來越高。在汽車市場全球化的背景下，大批量的生產方式已不符合顧客越來越個性化的需求，所以，汽車制造商需要生產成本更低、產品型號更豐富和個性化更強的產品，從而導致要求汽車制造工廠具備柔性化強，快速響應市場變化的生產系統。在此背景下，大多數的汽車制造商選擇使用小批量、多車型的混流生產方式，這種生產方式對生產線的柔性及員工的操作能力有著很高的要求，此生產方式也能快速應對高速變化的市場需求。鑒于此，能夠以較低生產成本使用汽車混流生產對汽車制造商非常重要。

1 汽車混流排產方法

對于汽車混流排產，正常生產的基本要素是物料需求的平準化，平準化的關鍵則是考慮整車物料號級別的不同車型投產的序列排布，這要求生產計劃員在車輛投產之前，根據生產數量、車型、物料需求、產能等條件排列出合理的生產序列，以確保能夠正常生產，并在車型的數量以及種類上做到混流生產，從而能夠快速的適應市場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量是不一致的，因此保證整車物料號級別的排產序列的平準是非常重要的，這樣物料需求會保持穩定，從而使工廠的庫存在一個合理的水平，也使得物料運輸波動較小、降低物流運輸成本[2-3]。因此，本文擬建立基于整車物流號級別的進行平準化排產，并結合車身車間的工藝及物流限制進行組批，最終得到排產序列。

2 汽車混流的平準化排產模型構建

2.1 基于整車物流號級別的平準化排產模型

本節主要建立基于物料號級別的平準化汽車混流排產模型。

針對多種車型、物料號和小批量的汽車制造，且各物料號比例不同，物料號共有I個：T1,T2,…,TI，日需求比量為B1,B2,…,BI，日需求總量為Q=B1+B2+…+BI；各物料號占日需求的比值為：b1,b2,…,bI，也就是各物料號的排產出現概率。

排產的步驟如下：

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

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

…

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

最終形成平準化的排產序列S。

2.2 基于車間工藝及物流限制的排產序列調整

在對平準化的排產序列S進行調整時，需考慮如下因素：（1）車身車間不同車型間生產切換有工藝時間的損失；

（2）車身車間的物流為單物流，料架大多存放6或12個零件；

（3）油漆車間對車輛同顏色需進行組批生產；

（4）油漆車間到總裝車間的BDC庫區對序列的調整能力為120臺車。

根據以上條件，對車型、車身所需的零件、車身顏色的進行組批，按照每批12臺進行組批，如下為排產序列調整步驟：

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

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

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

Step4 從前到后檢查S1序列，若還有未組批成12臺的批次，則將下一個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臺一批。

至此形成最終的排產序列S1。

3 案例研究

本文選定國內某整車制造企業的L工廠，通過上述方法進行排產優化，某日該工廠總計生產3種車型總計18種物料號級別整車。本文利用偽代碼代替物料號，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節中的方法進行平準化排產；然后再進行組批，根據車身車間生產時切換不同的車型有工藝時間的損失，而且所需物料的料架大多是6和12的倍數且是單物流，所以在此確定相同車型組批數量為12臺。由此得到排產表如表2所示：

表2 排產序列

續表2

由上述排產序列計算出基于車型的小時級平準率為46.87%、基于物料號的小時級平準率為33.67%，在各車型、各物料號需求比例嚴重不平衡的現狀下，仍能保持在較高水平，在經過油漆車間到總裝車間的BDC庫區的調整，臺車到達總裝車間時，基于車型的小時級平準率能達到75%以上，基于物料號的小時級平準率能達到55%以上，這使得總裝車間的物料需求、生產線負荷較為均衡。

4 結論

本文基于整車物流號級別平準的要求對汽車混流排產問題進行建模，然后根據車間工藝及物流限制進行組批，并應用實際案例，得到較為合理的平準化排產結果，物料需求變得平準并使得生產線負荷平衡，降低工廠庫存、供應商供貨風險以及外部物流運輸成本。本文在研究平準化時，只考慮了物料需求的平準，未將總裝車間生產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。