基于工位和節拍的總裝線邊柔性供給作業研究

□ 周光勇

(東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545000)

1 引言

汽車制造企業生產物流的研究多以工廠布局、工藝流程和車間裝卸搬運優化為主要內容，在保證生產順利的條件下，確定裝備和倉庫等設施的位置，科學分配現有資源，合理化車間裝卸搬運作業和車間物料作業調度。文獻[1-2]基于車間調度、倉儲優化及車間布局等領域，側重研究車間布局和工藝流程優化；文獻[3-5]基于車間工位及工位制節拍化等領域，側重研究物流配送方式和物流作業優化，這些研究成果有效地改善了企業生產物流體系的生產效率和作業流程。隨著新車型投入及零件頻繁改變，供給作業負荷大、作業指令不準等系列矛盾較為突出，更需高效柔性作業模式以滿足現有體系作業效率和作業流程。

本文基于汽車總裝車間柔性物流作業特性：多批次小批量、作業指令按需按時、頻次型循環作業，重點研究了以總裝工位和生產節拍為主-以生產計劃和車間系統TRIM-IN信息為輔的總裝線邊零件按時按需柔性供給作業模式以及實現關鍵過程，并結合所參與某汽車制造企業總裝線邊作業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改善總裝線邊供給作業效率和優化供給作業流程提供了參考價值。

2 以工位為主作業思想

以工位為主模式下物料供給作業是面向總裝工位、主動服務，由供應鏈物流部門或生產部和供應商 (或3PL物流) 依據生產計劃順序(Production planning sequence，PPS)、物料清單 (Bill ofMaterial，BOM)和生產節拍JPH借助系統預測工位零件需求量和需求時間，系統自動生產對應作業供給量和作業時間，再主動對工位準時作業，實現合理安排物料配送。以工位為主的供給作業模式包括直接配送(物料由供應商直接配送到工位，例座椅或儀表臺)、存儲區配送(車間存儲區配送到工位，例采購-存儲-配送的存儲區配送方式的零件)和補貨配送(生產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、生產節拍JPH、生產計劃順序PPS、車間系統TRIM-IN(PPS緩存區過車掃描點)為核心的存儲區配送，基于本文研究模式，供應鏈管理部根據生產計劃、零件計劃和零件包裝采取批量采購、批量運輸和批量存儲，廠內倉庫管理系統WMS依據總裝工位BOM、生產節拍JPH和生產計劃順序PPS、車間系統TRIM-IN，自動提前運算工位未來100小時內的供給作業信息，再根據WMS系統作業預設提前期和零件信息生產系統作業指令，實現按時按需對工位進行供給作業，以提高總裝線邊零件按時按需供給作業，盡可能提前作業影響效率和質量。

3 柔性供給作業實現

下面將結合作者所參與某汽車制造企業總裝線邊作業改善項目介紹本文研究模式的實現關鍵過程。

3.1 WMS系統作業功能

倉庫管理系統WMS，通過入庫業務、在庫業務、出庫業務等功能，對批次管理、即時管理等功能綜合運用的管理系統，有效控制并跟蹤倉庫業務和成本管理全過程，完善企業的作業信息管理。WMS系統通過接口管理模式從車間MES系統讀取對應生產計劃順序PPS、生產節拍JPH、車間系統TRIM-IN信息，再通過WMS系統內置的作業管理模塊計劃基于工位和節拍的總裝線邊供給作業相關信息。可見企業現有WMS系統是否具備作業功能是本文研究模式后續應用的關鍵。

3.2 WMS系統基礎數據

WMS系統之所以能夠實現作業管理功能，在于內在的數據運算邏輯對現有數據進行高效運算的結果。若數據不準確，就會導致運算結果不準確，不能支持正常業務開展。若數據不全面或不完整，就會使部分系統功能無法運用或運用效果不佳。WMS系統基礎數據字段包括：零件編碼、零件名稱、零件倉庫、零件料區、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系統運算所需的生產計劃順序PPS、生產節拍JPH、車間系統TRIM-IN等信息通過接口自動從車間MES系統實時獲取。

3.3 總裝車間MES系統

總裝車間MES系統是面向制造車間執行層的生產信息化管理系統，保證海量現場數據的實時、準確、全面的采集；車間MES系統具備良好的擴展性，為企業打造扎實、可靠、全面、可行的制造協同管理平臺。本文所描述車間MES系統主要為WMS系統提供其內置功能運算所需的車間生產計劃順序PPS、生產節拍JPH、車間系統TRIM-IN、工廠生產日歷以及工廠勤務等信息。

3.4 供給作業業務邏輯

供給作業業務邏輯作為本文研究模式實現的核心部分(具體供給作業計算流程及邏輯見圖1)，該模式下的系統供給作業運算規則有如下幾點: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創建作業指示；④倉庫按箱管理，總裝線邊依據工位和定額實時系統扣減；⑤總裝工位根據倉庫庫存、總裝線邊庫存、生產節拍JPH和車間系統TRIM-IN信息生成作業任務。

4 檢驗及效果驗證

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

圖1 WMS系統總裝線邊供給作業計算流程及邏輯

4.1 WMS系統供給指示推移

本為以零件圖號849785US0A為例，倉庫料位：K3-C63-001，具體系統檢索結果見圖2所示，供給指示推移圖中顯示未來100小時內某個時段過車臺數、對應零件使用臺數、需求量Gross、實際需求量Gross、線邊庫存、安全在庫量、供給指示量、系統指示出貨數量、實際系統指示出貨數量、實際例外出貨數量等信息。

4.2 WMS系統供給作業指示

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

圖2 某個零件供給指示推移信息

圖3 某個零件供給作業信息

4.3 WMS系統供給作業量圖表

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

圖4 某周班組作業員供給作業量和作業量占比

圖5 某周班組作業員供給作業及時率

5 結束語

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