非均衡生產(chǎn)模式下的分段式排產(chǎn)研究

鄭鄧芳，于功琦

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545005）

1 前言

傳統(tǒng)汽車行業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃研究基于物料供貨準(zhǔn)時(shí)與生產(chǎn)模式均衡，即整車主要生產(chǎn)工藝段：車身車間、油漆車間、總裝車間各車型生產(chǎn)節(jié)拍匹配與物料在各工藝段的供貨準(zhǔn)時(shí)。某個(gè)車型的車身輸出節(jié)拍匹配涂裝進(jìn)車節(jié)拍與總裝拉動節(jié)拍，此時(shí)，整體工藝鏈的生產(chǎn)平順性達(dá)到最大，主計(jì)劃排產(chǎn)默認(rèn)物料供貨準(zhǔn)時(shí)性與生產(chǎn)各工藝段均衡匹配，核心工作為平衡市場需求與物料到貨條件，制造環(huán)境對主計(jì)劃排產(chǎn)及生產(chǎn)過程不產(chǎn)生重大影響。

但是，現(xiàn)實(shí)情況并非如此理想。汽車工業(yè)供應(yīng)鏈涉及零件多，范圍廣。各零件供應(yīng)商在某個(gè)時(shí)段的產(chǎn)能和供應(yīng)情況不一。在關(guān)鍵零部件供應(yīng)商群中，只要其中一家因某種原因不能及時(shí)供貨到位，都將影響主機(jī)廠的最終輸出。2020年以來，汽車關(guān)鍵零部件之一，芯片的全球供應(yīng)緊缺，使得各芯片總成供應(yīng)商面臨極大挑戰(zhàn)。主機(jī)廠如何應(yīng)對芯片的全球化短缺，在有限的時(shí)間內(nèi)提升最終輸出，搶占市場先機(jī)，是每家車企不得不面臨的重要課題。

本文探討的是當(dāng)某一總裝關(guān)鍵物料短缺時(shí)，將此涉及的工藝段以車體分配中心（BDC）為分界點(diǎn)進(jìn)行前后劃分，由傳統(tǒng)的車涂總工藝鏈整體排產(chǎn)分割為車涂、涂總2個(gè)獨(dú)立的子區(qū)間進(jìn)行分段式排產(chǎn)。在總裝物料到貨前，充分利用車身和涂裝產(chǎn)能，將噴涂后的車殼拉車下地單獨(dú)存儲；當(dāng)總裝物料到貨后，再拉車上線送入總裝車間裝配，從而實(shí)現(xiàn)終線最大化輸出。

2 均衡生產(chǎn)模式與非均衡生產(chǎn)模式下的計(jì)劃排產(chǎn)思路對比

2.1 車體分配中心（BDC）

在對比兩種生產(chǎn)模式下的不同的排產(chǎn)思路之前，需對關(guān)鍵點(diǎn)——車體分配中心（簡稱BDC）做簡要說明。BDC是鏈接整車制造三大主要工藝車間車身、涂裝、總裝的輸送系統(tǒng)。通過空中或者地面的機(jī)運(yùn)交接形式，滿足車身存儲、優(yōu)化排序分配的生產(chǎn)組織需要，集中體現(xiàn)了車間、物料控制、物流等不同部門對生產(chǎn)組織的需求（圖1）。

在目前發(fā)表的文獻(xiàn)中，對車體分配中心的研究主要集中在庫位設(shè)計(jì)，庫容量規(guī)劃方法及其在混線生產(chǎn)中的應(yīng)用,鮮有對其在計(jì)劃排產(chǎn)中的角色定位及物料不明確背景下的產(chǎn)能提升作用進(jìn)行分析與研究。以下著重闡述BDC在分段式排產(chǎn)中的角色定位，以及其調(diào)節(jié)能力如何進(jìn)一步放大，以達(dá)到在總裝稀缺物料到貨不明朗的背景下，充分利用上游生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)總裝終線最大化輸出的理想結(jié)果（圖1）。

圖1 車體分配中心在生產(chǎn)鏈中的定位

2.2 均衡的生產(chǎn)模式下的排產(chǎn)思路

均衡的生產(chǎn)模式指車身車間、油漆車間、總裝車間的生產(chǎn)節(jié)拍完全匹配。不管是節(jié)拍還是車型配置，下道工序都能順利接應(yīng)上道工序的輸出。這種生產(chǎn)模式通常出現(xiàn)在市場需求穩(wěn)定、供應(yīng)鏈穩(wěn)定的有利外部環(huán)境下。此時(shí)，車體分配中心（BDC）僅作為調(diào)節(jié)涂裝出車車型、配置、顏色的緩沖區(qū)，調(diào)節(jié)需求及發(fā)揮的作用相對較低。主計(jì)劃排產(chǎn)思路為倒推式排產(chǎn)，即由總裝下線節(jié)拍倒推涂裝及車身排產(chǎn)節(jié)拍，總裝下線節(jié)拍=總裝上線節(jié)拍=涂裝輸出節(jié)拍=涂裝輸入節(jié)拍=車身輸出節(jié)拍。

2.3 非均衡的生產(chǎn)模式下的排產(chǎn)思路

非均衡的生產(chǎn)模式指車身車間、油漆車間、總裝車間的生產(chǎn)節(jié)拍不匹配，三個(gè)車間的總能力不均衡，且不能實(shí)現(xiàn)柔性化的共線生產(chǎn)。由于上道工序輸出的節(jié)拍，車型配置并不是下道工序所需要的，在非均衡生產(chǎn)模式下，整車生產(chǎn)面臨多種產(chǎn)能瓶頸，急切需要車體分配中心（BDC）發(fā)揮緩存及調(diào)節(jié)作用。

在非均衡生產(chǎn)模式及物料到貨不及時(shí)的情況下，計(jì)劃排產(chǎn)不再將車身、涂裝、總裝工藝段視為整體排產(chǎn)單位，而是將車身和涂裝作為第一模塊，涂裝和總裝作為第二排產(chǎn)模塊進(jìn)行分段式排產(chǎn)，利用車體分配中心充分緩存涂裝漆后車身，達(dá)到在總裝物料到貨前最大化利用車身及涂裝產(chǎn)能，打破產(chǎn)能瓶頸和實(shí)現(xiàn)不同車型的柔性化共線生產(chǎn)的目的。此時(shí)，車體分配中心的作用已不僅是介于涂裝與總裝車間之間用來短時(shí)間調(diào)配上線車型、配置，顏色的緩存區(qū)，更是能起到匹配總裝物料到貨時(shí)效性的更高層面的調(diào)節(jié)作用。增大車體分配中心的庫容量，使得計(jì)劃排產(chǎn)將生產(chǎn)鏈區(qū)分得更精細(xì)，把車-涂-總一條生產(chǎn)鏈劃分為車-涂、涂-總兩個(gè)子生產(chǎn)鏈，對每個(gè)子生產(chǎn)鏈進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)劃，通過前期從車體分配中心拉出漆后車殼，后期待時(shí)機(jī)成熟時(shí)拉進(jìn)的方式，以實(shí)現(xiàn)最大化總裝終線輸出的目的（圖2）。

圖2 分段式排產(chǎn)示意圖

BDC在非均衡生產(chǎn)模式下的計(jì)劃排產(chǎn)，尤其是在上下游生產(chǎn)節(jié)拍不匹配，總裝線生產(chǎn)車型品種不完全柔性中發(fā)揮著重要的緩沖調(diào)節(jié)作用。同時(shí)，在應(yīng)對物料到貨不及時(shí)的背景下提升總裝產(chǎn)能方面，也起著至關(guān)重要的作用。

3 分段式排產(chǎn)關(guān)鍵點(diǎn)控制

3.1 車涂排產(chǎn)

在第一模塊的車涂排產(chǎn)中，由于車殼先經(jīng)過涂裝車間下地，后期再拉上進(jìn)入總裝車間進(jìn)行裝配，中間存在時(shí)間差，在此時(shí)間差內(nèi)，可能會發(fā)生車型斷點(diǎn)導(dǎo)致前期下地的漆后車殼與后期的總裝物料不匹配，從而漆后車殼存在需要返修甚至報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。所以，在車涂排產(chǎn)中，應(yīng)首先考慮需求量大的品種下地，避免提前生產(chǎn)小品種、小顏色或即將斷點(diǎn)的車型。項(xiàng)目組、斷點(diǎn)小組、規(guī)劃部、生產(chǎn)計(jì)劃及供應(yīng)鏈管理應(yīng)隨時(shí)關(guān)注下地車殼相關(guān)車型的生命周期，如有關(guān)聯(lián)車殼的斷點(diǎn)，需及時(shí)將已下地車殼吊裝上線消耗。另外，由于車殼下地穿插在正常的生產(chǎn)過程中，在計(jì)劃排產(chǎn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合價(jià)值流精準(zhǔn)計(jì)算下地時(shí)段，合理安排大品種車型在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)段從車體分配中心下地。

3.2 涂總排產(chǎn)

在第二模塊的涂總區(qū)間排產(chǎn)中，需特別結(jié)合芯片物料到貨情況，精準(zhǔn)計(jì)算物料到貨時(shí)間與吊裝車殼上線的時(shí)間匹配性。這要求快速、高效的吊裝調(diào)度小組配合。吊裝小組在前期車殼下地時(shí)，需規(guī)劃好車殼存儲方式，以便在后續(xù)上線時(shí)能快速定位目標(biāo)車殼，及時(shí)上線。

3.3 鏈條匹配排產(chǎn)

在傳統(tǒng)的均衡模式排產(chǎn)思路下，首先排出總裝輸出計(jì)劃，再倒推車身、涂裝排產(chǎn)。車身、涂裝排產(chǎn)以滿足總裝排產(chǎn)為前提。由于是均衡排產(chǎn)模式，車身總節(jié)拍匹配涂裝總節(jié)拍，涂裝總節(jié)拍匹配總裝總節(jié)拍，當(dāng)總裝輸出計(jì)劃確定后，只需根據(jù)價(jià)值流、車涂各條線生產(chǎn)車型規(guī)劃就可較容易倒退出車涂排產(chǎn)計(jì)劃。由于車涂總各車間節(jié)拍相同，其生產(chǎn)時(shí)段也基本相同。但是，在非均衡生產(chǎn)模式下，車涂總節(jié)拍不完全一致，且生產(chǎn)不完全柔性，即便排出總裝輸出計(jì)劃后，仍需按車涂各線實(shí)際節(jié)拍及過線車型考慮排產(chǎn)，且此時(shí)排產(chǎn)考慮中增加了車殼下地及上線這一變量，下地車殼的品種、數(shù)量、時(shí)段都會成為影響車身及涂裝排產(chǎn)的重要因素。當(dāng)前期因芯片類物料不足時(shí)，車殼經(jīng)涂裝車間提前下地，車涂總節(jié)拍匹配計(jì)算公式為：車身輸出節(jié)拍=涂裝輸出節(jié)拍=總裝拉動節(jié)拍+車殼下地節(jié)拍。當(dāng)后期芯片類物料到貨后，車殼經(jīng)車體分配中心吊裝上線，車涂總節(jié)拍匹配計(jì)算公式變更為：車身輸出節(jié)拍=涂裝輸出節(jié)拍，涂裝輸出節(jié)拍+車殼吊裝上線節(jié)拍=總裝拉動節(jié)拍。

4 分段式排產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的條件

4.1 可擴(kuò)展的車體分配中心

由于非均衡生產(chǎn)模式對BDC的存儲能力要求更高，因此，需要車體分配中心具備更大的庫容。當(dāng)廠內(nèi)擴(kuò)建不足以滿足需求時(shí)，可考慮通過近距離的廠外擴(kuò)展，如租借倉庫來儲存下地車殼，以快速實(shí)現(xiàn)庫容擴(kuò)大。整體庫容量越大，BDC可調(diào)節(jié)能力越大。

4.2 高效的吊裝協(xié)調(diào)組

在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行控制過程中，需建立專門的調(diào)度小組，對BDC拉出及拉入漆后車殼的品種、數(shù)量、存放狀態(tài)及物流時(shí)效進(jìn)行管控。吊裝協(xié)調(diào)組需根據(jù)每日的車涂及涂總計(jì)劃推算出可吊裝下地或上線的車殼品種及數(shù)量，及時(shí)安排相關(guān)區(qū)域完成物流轉(zhuǎn)運(yùn)，保證車涂生產(chǎn)鏈及涂總生產(chǎn)鏈正常運(yùn)行，最終保證總裝終線輸出。

5 產(chǎn)能提升實(shí)踐

充分利用車體分配中心BDC進(jìn)行分段式排產(chǎn)是在外部緊缺的供應(yīng)鏈情況下采取的特殊生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)手段，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是BDC庫容擴(kuò)展及組建靈活高效的吊裝協(xié)調(diào)組。分段式排產(chǎn)體現(xiàn)了企業(yè)靈活運(yùn)用生產(chǎn)鏈特性，積極應(yīng)對不利的外部環(huán)境下的創(chuàng)新性運(yùn)營管理思路。2021年，在應(yīng)對芯片物料全球短缺的情況下，上汽通用五菱利用上述創(chuàng)新型分段式排產(chǎn)及運(yùn)行調(diào)控思路，完成近5萬輛漆后車身調(diào)控，極大地提高了關(guān)鍵車型產(chǎn)能，為搶占市場先機(jī)提供了有利保證。