通過不同發動機工廠間轉運滿足產能不足排產方案研究

經華連

摘 要：在全球提倡可持續發展環境下，面對節能減排、增效，傳統燃油汽車市場受到了一定的沖擊，傳統燃油車的需求也逐漸減少[1]。所以在大的環境下，一些主機廠原供應燃油汽車的零部件生產線會根據市場需求變化做一些資源整合，減少或完全取代原有生產線設置產能，從而導致組裝線與部分核心總成件的產能不匹配。如果市場某一產品需求大于現有產線最大產能情況下，如何平衡不同工廠間產線產能來滿足市場需求就很有必要。本文闡述的是基于某一發動機工廠的市場需求跟現有產線產能有差異情況下，如何通過轉運來平衡需求缺口的一種靈活排產的有效方法。

關鍵詞：裝配車間 機加工車間 3C件 轉運 產能富余 產能缺口

1 概述

發動機主機廠一般會設有裝配車間及機加工車間兩大車間，裝配車間負責發動機總成的組裝，機加工車間則負責核心總成件生產，如缸體、缸蓋、曲軸（簡稱3C件）。生產模式比較簡單，即機加工車間下線的3C件總成件匹配送入裝配車間完成組裝的過程。

一般發動機主機廠生產計劃研究是基于市場需求均衡下，發動機內部產品產線產能設置完全匹配一致，即發動機裝配車間總產能、產品對應產能跟機加工車間總產能、產品對應產能相同，計劃排產分析上只要單獨分析需求是否超過現有人員班次配備情況下裝配車間產線最大產能即可，如超出最大產能可以通過增加生產線班次、提升產線節拍、延長工作時間等方式來提升產能，解決市場缺口。

但是，隨著新能源汽車需求的持續高增長，燃油車需求的持續下滑，企業為了適應市場發展，會考慮某一產品生產線資源整合及調整，調整后，現有生產線產能就不完全匹配，在計劃排產分析上也會跟一般生產計劃研究存在一定差異，除了要考慮裝配車間產線、品種產能是否滿足市場需求外，同步也要考慮機加工車間產線產能、細分品種產線產能滿足情況。當其中任何一個有產能缺口時，如何利用現有資源，用最小的成本來滿足市場缺口的生產計劃研究就很有必要。

本文探討的是基于工廠內產線產能不匹配情況下，當市場需求大于某一產品產線最大產能時，不需要通過新增生產線、產線改造（新增生產線、改造周期一般很長，且費用高，成本大等缺點）等方式下，如何結合同一企業下不同主機廠產品產線富余產能情況，通過轉運3C件來平衡產能缺口的計劃排產方法研究。目的就是利用現有資源，用最小的成本滿足市場缺口，實現降本增效，提高企業的市場競爭力。

2 非轉運模式與轉運模式下排產思路對比

2.1 轉運定義

在兩種生產模式排產思路對比前，對轉運做一個簡要定義及說明。轉運是指由承運方根據企業生產需要，在企業內的不同生產基地之間安排的物料轉運業務，物料包括：整車自制件、發動機成品、3C件成品（即缸體缸蓋曲軸，簡稱3C件）、以及相關業務的包裝器具等。承運方由企業方根據轉運業務技術要求招標定義。兩方之間根據業務范圍簽訂相關合同，后續實際業務開展根據相關合約要求安排即可。

2.2 非轉運下生產模式排產思路

非轉運下生產模式指裝配車間生產線、機加工車間生產線生產節拍完全匹配，且都能滿足市場需求。不管是各車間的總生產線節拍還是對應的細分配置品種生產線節拍都能匹配，可以滿足市場需求，無缺口。發動機主計劃排產思路即市場需求品種數量=裝配車間下線節拍總量=機加工車間下線節拍總量。排產思路比較清晰、簡單，主要以市場需求為導向，用最小的運行成本使車間輸出效率最大化。

2.3 轉運下生產模式排產思路

轉運下生產模式指裝配車間、機加工車間的生產輸出節拍不匹配，一般情況是裝配車間總節拍大于機加工車間總節拍，或者裝配車間品種生產線節拍大于機加工車間品種生產線節拍，差異的部分就需要分析是否可以通過從其他主機廠轉運缺口的3C件品種總成來滿足。發動機主計劃排產思路即機加工車間下線節拍總量+可支持轉運量=裝配車間下線節拍總量=市場需求品種數量（圖1）。

市場需求品種滿足率取決于可支持轉運量有多少，轉運量越多就越能滿足市場需求，提高市場競爭率。轉運生產模式下的計劃排產，關鍵控制點在于可轉運品種數量、品種匹配度、時間吻合性，即在裝配車間需要零件的時間內，需求缺口品種上按時按量補充缺口，匹配裝配生產線的生產節拍。完全匹配下，生產線的生產效率才是最大的。但是實際情況，其他主機廠的產能富余情況并不一定按照產能缺口匹配，這就要通過如何利用現有資源來平衡產能富余與產能缺口，找到平衡點，用最小的成本條件下能滿足市場需求同時又能使生產線效率輸出最大化。

3 滿足轉運的可行性分析

3.1 需要支持的本主機廠有產能缺口

月產能計算公式=產線最大輸出節拍*有效工作時間*班次數*月工作天數，從公式看，影響月產能因素有節拍、工作時長、配備班次情況、月工作天數，一般情況下生產線節拍在一定時間內基本都是固定的，產能要提升就需要通過延長每天工作時間、多配備人員班次和增加月工作天數滿足。

如果每天工作時長、配備的班次、月工作天數都已達上限，計算出來的月產能還是比市場需求少，則差異的部分就是產能缺口。有產能缺口前提下才能考慮通過轉運滿足產能缺口。通過圖1，我們可以計算月機加工缸體自吸生產線最大產能=節拍35*有效工作時間10.86*班次數2*月工作天數27（以2022年10月份為例，一天每班工作12小時，有效工作時長是10.86小時，月工作天數27天（每周休1天）=20520，當月的裝配線自吸需求為28011，最大產能與裝配線自吸需求的差異7491就是當月該缸體自吸生產的缺口產能部分。

3.2 同一企業下的其他主機廠有產能富余

依據計算產能缺口方法，根據其他主機廠同一月份或季度下需求情況，計算出產能富余情況，產能富余=產線最大產能-該產線月需求計劃數，正數表示該產線可支持轉運數，負數則表示可支持轉運數為0。同步可擴充計算同一企業下的多個主機廠產線富余情況。如一個主機廠富余產能比本主機廠產能缺口少時，可同步考慮多個主機廠轉運滿足本主機廠產能缺口。如其他主機廠富余產能都能比本主機廠產能缺口大時，需要從轉運成本最小的方案上考慮，常規來說距離越近成本越有優勢。

3.3 產能缺口與產能富余相匹配

3.3.1 細分品種的匹配

滿足轉運另一條件，細分品種一定要匹配本主機廠缺口上的細分品種需求，如圖1，當市場需求需要裝配車間自吸生產線按大于35JPH生產運行時，實際運行節拍-35節拍就是機加工車間自吸缸體、缸蓋生產線的產能缺口節拍，這時缺口的細分品種是自吸缸體、自吸缸蓋，而不是增壓缸體、增壓缸蓋。自吸缸體、自吸缸蓋細分品種有B15D系列、N15系列、N15A系列，這時還需分析裝配車間自吸生產線缺口哪個細分系列，對應可支持的主機廠是否具備該細分系列生產能力，對應的產線富余情況又是如何，需要通過3.2提供的方法計算得出。

3.3.2 每月轉運量與每月產能缺口匹配

根據每個主機廠實際運行情況分析，每月可支持轉運量是否跟每月產能缺口相匹配，如匹配則轉運計劃制定就非常簡單，即轉運計劃=產能缺口。不匹配主要表現為當本主機廠產能缺口比較小時，其他主機廠可支持轉運量卻比較大，當本主機廠產能缺口比較大時，其他主機廠可支持轉運量又很小。排產上制定轉運計劃就需要通過其他因素考慮來均衡這種不匹配性。可通過延長評估缺口周期、發動機庫存設定、工廠場地存儲空間優化、縮短承運方轉運響應時間。等方式來滿足兩者的差異性。

（1）延長評估缺口周期。評估產能缺口盡量由月需求評估改為季度需求評估，如只從一個月的需求來評估產能缺口，調整空間就比較少，不利于資源利用。根據季度預測需求來評估產線產能缺口，可提前利用現有資源，做好轉運工作準備。

（2）增加發動機庫存。如已知該季度有產能缺口，需要通過轉運滿足需求，可提前利用產能富余月份多建立缺口部分的發動機庫存，這樣可減少下月或下季度的轉運量，節約轉運成本。同時通過多建立發動機庫存，也可以緩解某月其他主機廠可支持轉運量小于產能缺口部分的差異。即可支持轉運量+發動機庫存=產能缺口。提前建立發動機庫存需注意發動機存放在現有存儲空間內，現有料架使用內，發動機品種要滿足下月或下季度市場需求，以免庫存積壓，不利于工作開展。

（3）優化本主機廠缺口細分品種現場存儲空間。提前優化缺口細分品種存儲空間，當可支持轉運量大于產能缺口時，可提前安排該品種轉運存儲，待下月可支持轉運量小于產能缺口時，可利用這部分存儲量緩解缺口差異。提前通過轉運存儲需同步考慮存儲量為下月或下季度缺口的細分品種，否則則不能緩解缺口差異。

（4）其他主機廠同步提高缺口細分品種的庫存量。當本主機廠完成優化存儲空間后，最大存儲量依然無法滿足下月或下一季度可支持轉運總量與月需求總量的差異總和，請求其他主機廠在產能富余大的月份多建立該細分品種庫存，待產能富余小的月份再安排轉運。這樣可緩解本主機廠的存儲壓力及托盤滿足率。

（5）縮短承運方轉運響應時間。一般承運方接收任務后，相關打包材料（打包帶、打包托盤、打包膜、打包木箱等）、打包人員、司機、車輛的準備等至少要半個月響應周期。可按季度需求分析差異提前做好轉運規劃及資源共享，縮短承運方的轉運響應時間。

通過以上幾點優化，根據產能缺口與產能富余匹配情況，利用好現有資源，調整每月實際可轉運量，保證了產能缺口，又能在一定成本下輸出效益最大化。

4 結語

隨著新能源汽車崛起，傳統燃油汽車的競爭壓力越來越顯著，相對應的燃油發動機生產會存在很大的不均衡性，市場需求好的月份可能存在某一機型零部件產能不足現象，排產上充分利用同一公司下的不同主機廠產能利用率就很有必要，如何利用好現有資源，用最小的成本滿足某一主機廠的產能缺口，保證企業汽車市場份額，通過從其他主機廠轉運核心總成件來滿足需求缺口的一種靈活的排產方式就能很好地實現這一目標。2022年，在上半年整車工廠應對芯片物料全球短缺[2]，需求少，后半年需求猛增情況下，上汽通用五菱某一發動機工廠利用上述轉運排產思路，完成近2萬的缸體、缸蓋總成件轉運，極大程度提高了關鍵車型需求的配置產能，為搶占市場先機提供了有利保證[3]。

參考文獻：

[1]2020傳統燃油車市場規模及發展前景預測分析[R]，中商產業研究院.

[2]鄭鄧芳，于功琦.非均衡生產模式下的分段式排產研究[J]，中國設備工程，2022（5），188-190.

[3]鄭鄧芳，于功琦.非均衡生產模式下的分段式排產研究[J]，中國設備工程，2022（5），188-190.