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)計劃研究基于物料供貨準時與生產(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時。某個車型的車身輸出節(jié)拍匹配涂裝進車節(jié)拍與總裝拉動節(jié)拍，此時，整體工藝鏈的生產(chǎn)平順性達到最大，主計劃排產(chǎn)默認物料供貨準時性與生產(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)境對主計劃排產(chǎn)及生產(chǎn)過程不產(chǎn)生重大影響。

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

本文探討的是當某一總裝關鍵物料短缺時，將此涉及的工藝段以車體分配中心（BDC）為分界點進行前后劃分，由傳統(tǒng)的車涂總工藝鏈整體排產(chǎn)分割為車涂、涂總2個獨立的子區(qū)間進行分段式排產(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存儲；當總裝物料到貨后，再拉車上線送入總裝車間裝配，從而實現(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，需對關鍵點——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運交接形式，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)表的文獻中，對車體分配中心的研究主要集中在庫位設計，庫容量規(guī)劃方法及其在混線生產(chǎn)中的應用,鮮有對其在計劃排產(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)能力如何進一步放大，以達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、供應鏈穩(wěn)定的有利外部環(huán)境下。此時，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，三個車間的總能力不均衡，且不能實現(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的情況下，計劃排產(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)能瓶頸和實現(xiàn)不同車型的柔性化共線生產(chǎn)的目的。此時，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，使得計劃排產(chǎn)將生產(chǎn)鏈區(qū)分得更精細，把車-涂-總一條生產(chǎn)鏈劃分為車-涂、涂-總兩個子生產(chǎn)鏈，對每個子生產(chǎn)鏈進行生產(chǎn)規(guī)劃，通過前期從車體分配中心拉出漆后車殼，后期待時機成熟時拉進的方式，以實現(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，在應對物料到貨不及時的背景下提升總裝產(chǎn)能方面，也起著至關重要的作用。

3 分段式排產(chǎn)關鍵點控制

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，后期再拉上進入總裝車間進行裝配，中間存在時間差，在此時間差內(nèi)，可能會發(fā)生車型斷點導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廢的風險。所以，在車涂排產(chǎn)中，應首先考慮需求量大的品種下地，避免提前生產(chǎn)小品種、小顏色或即將斷點的車型。項目組、斷點小組、規(guī)劃部、生產(chǎn)計劃及供應鏈管理應隨時關注下地車殼相關車型的生命周期，如有關聯(lián)車殼的斷點，需及時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，在計劃排產(chǎn)時，應結(jié)合價值流精準計算下地時段，合理安排大品種車型在恰當?shù)臅r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，精準計算物料到貨時間與吊裝車殼上線的時間匹配性。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，需規(guī)劃好車殼存儲方式，以便在后續(xù)上線時能快速定位目標車殼，及時上線。

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，當總裝輸出計劃確定后，只需根據(jù)價值流、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)計劃。由于車涂總各車間節(jié)拍相同，其生產(chǎn)時段也基本相同。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劃后，仍需按車涂各線實際節(jié)拍及過線車型考慮排產(chǎn)，且此時排產(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、時段都會成為影響車身及涂裝排產(chǎn)的重要因素。當前期因芯片類物料不足時，車殼經(jīng)涂裝車間提前下地，車涂總節(jié)拍匹配計算公式為：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)實現(xiàn)的條件

4.1 可擴展的車體分配中心

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。當廠內(nèi)擴建不足以滿足需求時，可考慮通過近距離的廠外擴展，如租借倉庫來儲存下地車殼，以快速實現(xiàn)庫容擴大。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

在實際生產(chǎn)運行控制過程中，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)及物流時效進行管控。吊裝協(xié)調(diào)組需根據(jù)每日的車涂及涂總計劃推算出可吊裝下地或上線的車殼品種及數(shù)量，及時安排相關區(qū)域完成物流轉(zhuǎn)運，保證車涂生產(chǎn)鏈及涂總生產(chǎn)鏈正常運行，最終保證總裝終線輸出。

5 產(chǎn)能提升實踐

充分利用車體分配中心BDC進行分段式排產(chǎn)是在外部緊缺的供應鏈情況下采取的特殊生產(chǎn)計劃排產(chǎn)手段，實現(xiàn)的關鍵是BDC庫容擴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)靈活運用生產(chǎn)鏈特性，積極應對不利的外部環(huán)境下的創(chuàng)新性運營管理思路。2021年，在應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，極大地提高了關鍵車型產(chǎn)能，為搶占市場先機提供了有利保證。