白車身分拼與主線生產(chǎn)拉動(dòng)策略探討

馮翰章

白車身分拼與主線生產(chǎn)拉動(dòng)策略探討

馮翰章

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201805）

根據(jù)上汽大眾某工廠車身車間側(cè)圍分拼線、空中輸送系統(tǒng)和主線的方案，介紹了使用生產(chǎn)線物流拉動(dòng)仿真需要明確的前提、方法和輸出的結(jié)果，以及在制定策略的過程中需要注意的各個(gè)方面。通過對(duì)生產(chǎn)拉動(dòng)中極端情況的研究，討論了多種優(yōu)化拉動(dòng)策略。最后，歸納和總結(jié)了線體緩存和生產(chǎn)的關(guān)系。該研究結(jié)果解決了上汽大眾所有工廠車身車間，關(guān)于線體間拉動(dòng)生產(chǎn)的共性問題，并對(duì)汽車制造業(yè)所有高產(chǎn)能、多車型車身車間都具有借鑒意義。

白車身；空中輸送系統(tǒng)；生產(chǎn)拉動(dòng)；物流仿真；緩存；優(yōu)化拉動(dòng)策略

目前上汽大眾車身車間總拼主線均以全柔性的方式進(jìn)行多車型的切換生產(chǎn)，側(cè)圍分拼生產(chǎn)線則以同車型8個(gè)或10個(gè)為最小生產(chǎn)批次進(jìn)行多車型的切換。這種線體間切換模式的差異，使得側(cè)圍空中輸送系統(tǒng)（Electrified Monorail System, EMS）在起到輸送作用的基礎(chǔ)上需要平衡分拼線與主線的供需，減少車型切換時(shí)的斷料幾率。本課題即通過計(jì)算機(jī)物流仿真手段，制定拉動(dòng)策略，使側(cè)圍線的生產(chǎn)與總拼主線的需求能夠智能匹配，從而實(shí)現(xiàn)均衡化[1]和全自動(dòng)化的拉動(dòng)生產(chǎn)。

1 方案介紹

上汽大眾某工廠車身車間側(cè)圍空中輸送系統(tǒng)拉動(dòng)方案涉及的相關(guān)區(qū)域分為側(cè)圍空中輸送線、側(cè)圍內(nèi)外板生產(chǎn)線，總拼一、二線（分別焊裝側(cè)圍內(nèi)板和側(cè)圍外板）、部分底板主線以及主線之間的車身機(jī)運(yùn)線，具體布局如圖1、圖2所示；生產(chǎn)NF、GN、SB、TR四種車型的側(cè)圍（TR為運(yùn)動(dòng)型多功能車（Sport Utility Vehicle, SUV）車型，其他均為A級(jí)入門車型）。側(cè)圍線規(guī)劃節(jié)拍49 s，單次車型切換最小生產(chǎn)數(shù)量為10。主線規(guī)劃節(jié)拍51 s（實(shí)際車間已優(yōu)化到49 s）。側(cè)圍與主線2 s的規(guī)劃節(jié)拍差異用于補(bǔ)償側(cè)圍單次車型切換時(shí)的節(jié)拍損失，約20 s。主線全柔性切換，不損失節(jié)拍?？傄?guī)劃產(chǎn)能為60 JPH。對(duì)于制定拉動(dòng)策略來講，所有的空中和地面線體可以抽象為工位數(shù)量、緩存數(shù)量和輸送長度三大部分。

圖1 地面?zhèn)葒制淳€和主線布局圖

圖2 空中側(cè)圍內(nèi)外板空中輸送線（EMS）布局圖

2 仿真前提與結(jié)果

本次側(cè)圍空中輸送系統(tǒng)的物流仿真，采用西門子Plant Simulation軟件。結(jié)合現(xiàn)代物流仿真思想[2]，在運(yùn)行開始前，需要輸入眾多前提條件，這些條件需盡量符合車間的實(shí)際運(yùn)行情況，使結(jié)果更具參考性。

2.1 仿真前提輸入

（1）主線節(jié)拍：51 s，側(cè)圍線節(jié)拍：49 s。后續(xù)還根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況將主線節(jié)拍設(shè)為49 s進(jìn)行模擬。

（2）主線設(shè)備開動(dòng)率：89.5%，側(cè)圍設(shè)備開動(dòng)率：89.5%，所有工位單次維修排故時(shí)間：390 s。（自動(dòng)線設(shè)計(jì)最低設(shè)備開動(dòng)率一般為85%，車間實(shí)際按89.5%的要求執(zhí)行。）

（3）排產(chǎn)方式：主線具備全柔性能力。根據(jù)車間實(shí)際操作方式GN和SB單次連續(xù)生產(chǎn)不能超過10輛，且不能直接互切，必須通過NF或TR過渡。 NF和TR無限制條件柔性生產(chǎn)。側(cè)圍單次切換最小生產(chǎn)數(shù)量為10。

（4）各車型產(chǎn)能，NF：60 JPH/GN：20 JPH/SB：20 JPH/TR：30 JPH。

（5）生產(chǎn)配比：A級(jí)入門三款車型目前產(chǎn)能比例NF：GN：SB為8:1:1。TR與A級(jí)入門車型整體的配比按0:60 JPH、10:50 JPH、20:40 JPH和30:30 JPH進(jìn)行模擬，A級(jí)入門三車型內(nèi)部比例固定不變。

（6）側(cè)圍空中輸送線庫區(qū)分配：內(nèi)外板大小庫區(qū)各有6條緩存道，NF占用2道、GN占用1道、SB占用1道、TR占用2道。

（7）生產(chǎn)控制方式：車型預(yù)讀點(diǎn)（位于側(cè)圍下件點(diǎn)前的主線工位或機(jī)運(yùn)線上）讀取車型信息并計(jì)數(shù)（也稱側(cè)圍生產(chǎn)訂單讀取點(diǎn)），發(fā)送信號(hào)到側(cè)圍內(nèi)外板空中輸送控制系統(tǒng)。系統(tǒng)處理的信息，包括整個(gè)側(cè)圍空中輸送系統(tǒng)各車型的存儲(chǔ)和消耗情況計(jì)算，并生成排產(chǎn)清單，單車型每過10個(gè)生成一個(gè)信號(hào)，傳遞給側(cè)圍內(nèi)外板線頭第一個(gè)工位上料生產(chǎn)。側(cè)圍總成上空中輸送線后，優(yōu)先進(jìn)入離下件口較近的小庫區(qū)，小庫區(qū)充滿后進(jìn)入大庫區(qū)?？偲匆?、二線體提前三個(gè)工位向空中輸送線小庫區(qū)的緩存要料出庫。

（8）相關(guān)線體工位、緩存數(shù)量和工藝流關(guān)系如圖3所示。此外，側(cè)圍空中輸送線和機(jī)運(yùn)線的分段長度、布局，也均需在軟件中建模。

圖3 側(cè)圍生產(chǎn)線、側(cè)圍空中輸送線工位與緩存量結(jié)構(gòu)圖

2.2 模擬結(jié)論

以下是基于主線總拼一線側(cè)圍訂單讀取點(diǎn)，提前16個(gè)工位設(shè)在底板2.2線頭，以及總拼二線側(cè)圍訂單讀取點(diǎn)提前18個(gè)工位設(shè)在總拼一線下件口得出的結(jié)論，如表1所示。

結(jié)果表明，該物流拉動(dòng)方案，理論上可使車間最高輸出達(dá)到將近64 JPH。此外，還可以歸納出以下兩點(diǎn)：

（1）將主線節(jié)拍提至與分拼一致，對(duì)產(chǎn)量有所促進(jìn)作用，畢竟側(cè)圍不是每10個(gè)必切，這在單車型產(chǎn)量占主導(dǎo)地位的情況下效果最明顯。實(shí)時(shí)上，車間通過提前備量或加班補(bǔ)足的手法是可以一直維持主線生產(chǎn)的，整體效率高于49 s對(duì)51 s的方案。當(dāng)然，這也是在極高產(chǎn)量要求下的產(chǎn)物。

表1 仿真模擬結(jié)果匯總

（2）整體輸出隨著車型配比的平均化而降低。表中顯示，隨著TR占比的增加，整體產(chǎn)量有了一定的下降，直至超過NF成為主導(dǎo)車型后，產(chǎn)量又有所回升。這是由于切換頻次增加，導(dǎo)致產(chǎn)量損失幾率增加帶來的結(jié)果。結(jié)合圖4軟件模擬運(yùn)行記錄可以看到，運(yùn)行過程中上下波動(dòng)，短時(shí)最低產(chǎn)量可以下探到30 JPH，最高可以達(dá)到70 JPH。因此，整體產(chǎn)能可以看作是這些隨機(jī)數(shù)的平均值。

圖4 軟件模擬運(yùn)行記錄

3 制定拉動(dòng)策略需要考慮的幾個(gè)方面

本文2.1雖然列舉了8個(gè)在軟件模擬前需要輸入的主要條件和前提，但要完善整個(gè)物流拉動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)精確配送[3]，還有許多細(xì)節(jié)需要確認(rèn)和量化。

3.1 空車策略

一般而言，在設(shè)備狀態(tài)正常或存在短時(shí)間故障的情況下。由于側(cè)圍在空中輸送線上下件的節(jié)奏相同?？罩休斔途€上帶件小車和空小車的比例不會(huì)發(fā)生很大變化，空車只會(huì)在返回道上出現(xiàn)。然而，現(xiàn)實(shí)中設(shè)備長時(shí)間故障的情況還是有一定幾率發(fā)生的，特別是當(dāng)發(fā)生在側(cè)圍時(shí)，總拼的正常消耗會(huì)導(dǎo)致大量空車出現(xiàn)，超過返回道的容量。為此額外建立一個(gè)庫區(qū)專門存放空車顯然沒有經(jīng)濟(jì)性，而如果讓其無序進(jìn)入大小庫區(qū)，夾雜在帶件小車中間，可能會(huì)導(dǎo)致部分帶件小車出庫的延遲，進(jìn)一步地干擾系統(tǒng)運(yùn)行。

因此，可采用如下措施：

（1）經(jīng)計(jì)算，內(nèi)外板的返回道及大庫區(qū)的容量之和，能夠滿足所有小車的存放。所以，當(dāng)空車滿溢后只進(jìn)入大庫區(qū)，不進(jìn)入小庫區(qū)，這樣避免了對(duì)總拼下件的直接影響。

（2）在大庫區(qū)這里，空車會(huì)被引導(dǎo)至沒有帶件小車的緩存道存放（任意一條都可以）直到該條緩存道需要進(jìn)帶件小車后，將空車一次性排出，通過位于小庫區(qū)前的提前返回道，再次回到大庫區(qū)尋找存放點(diǎn)。

（3）如果大庫區(qū)所有6條緩存道都有帶件小車停放，則系統(tǒng)對(duì)比位于主線車型提前讀取點(diǎn)的排產(chǎn)信息，選出即將被總拼消耗的數(shù)量最多的側(cè)圍車型?？哲嚂?huì)進(jìn)入該車型對(duì)應(yīng)的大庫區(qū)緩存道，這樣能夠避免空車長時(shí)間停留在庫區(qū)的情況。

以上三項(xiàng)措施，能夠極大地規(guī)避空車堵線的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 雙庫區(qū)的氣泡問題

由于車間二層輸送線的結(jié)構(gòu)原因，內(nèi)外板空中輸送線緩存都被設(shè)計(jì)成雙庫區(qū)的形式，如圖2所示。其中外板區(qū)域?yàn)榱吮茏尩孛鎮(zhèn)葒す夥?，使得最北?cè)兩條緩存道相距小庫區(qū)甚遠(yuǎn)，這就引申出在制定空中輸送線方案時(shí)需要注意的氣泡問題。

根據(jù)充庫原則，在大庫區(qū)非空的情況下，小庫區(qū)出庫一輛車，大庫區(qū)就要對(duì)應(yīng)的補(bǔ)充一輛。如果主線在特定時(shí)間連續(xù)做單一車型，那么要求小庫區(qū)在消耗完之前，大庫區(qū)的第一輛車必須能接上，不然就會(huì)出現(xiàn)氣泡，導(dǎo)致總拼斷料。如圖5和表2所示，根據(jù)點(diǎn)到點(diǎn)的輸送長度和空中輸送線在彎道和直道的行駛速度可計(jì)算出，從大庫區(qū)最遠(yuǎn)端經(jīng)過小庫區(qū)外側(cè)緩存道，再到下件口的時(shí)間為330 s即6.7個(gè)節(jié)拍，小于小庫區(qū)單條道7個(gè)的緩存量。所以，該方案即使對(duì)于只分配了一根緩存道的VW/SB車型，也不存在氣泡問題。實(shí)際上，通過合理分配大小庫區(qū)各車型定義的緩存道位置，可進(jìn)一步降低此風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 極限狀態(tài)充庫節(jié)拍分析圖

表2 外板區(qū)域EMS各車道通過時(shí)間（對(duì)應(yīng)圖5）

3.3 充線方式

初始狀態(tài)在仿真運(yùn)行前需要明確定義。根據(jù)此次物流拉動(dòng)的邏輯，空中輸送線將主線車型讀取處理后提前發(fā)給側(cè)圍內(nèi)板和側(cè)圍外板的第一個(gè)工位進(jìn)行生產(chǎn)，因此，在主線車輛進(jìn)入車讀取點(diǎn)前，側(cè)圍線工位應(yīng)保持空線的狀態(tài)，直至滿足單車型10個(gè)一組的訂單后發(fā)給側(cè)圍線開始生產(chǎn)。另外，在積放鏈（累積式輸送鏈）和空中輸送線中每個(gè)車型都會(huì)分別配置至少一條緩存道，所以在正式生產(chǎn)前，兩者應(yīng)處于滿料狀態(tài)以保證起步初期的產(chǎn)量輸出穩(wěn)定性。

3.4 運(yùn)行中線體的抽拉車問題

這是物流拉動(dòng)中不可回避的影響因素，也是車間的常態(tài)。常規(guī)點(diǎn)檢、送測(cè)、返修等都會(huì)臨時(shí)從主線中抽車，待工作結(jié)束后將車輛返還主線。由于側(cè)圍是訂單式生產(chǎn)，這些動(dòng)作如果發(fā)生在車型預(yù)讀點(diǎn)之后，就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)出與當(dāng)前需求不匹配的情況。主線抽車后，空中輸送線會(huì)多一輛帶件車，當(dāng)抽出的車重新回到主線后，這套件才會(huì)被用掉。因此，理論上空中輸送線小車數(shù)量在滿足上述系統(tǒng)無氣泡的基礎(chǔ)上應(yīng)留有額外數(shù)輛小車，并且緩存道空位必須大于方案定義的單車型緩存數(shù)。另外，實(shí)際生產(chǎn)中如果遇到主線整車報(bào)廢，需要將車型讀取點(diǎn)堆棧中的相應(yīng)側(cè)圍訂單數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，否則會(huì)出現(xiàn)累積偏差，影響系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.5 機(jī)運(yùn)線等效緩存數(shù)的定量算法

由于地面主線線體之間通過空中機(jī)運(yùn)線串聯(lián)，而機(jī)運(yùn)線上緩存的車數(shù)是實(shí)時(shí)變化的。因此，需要定義一個(gè)等效的緩存數(shù)量，以進(jìn)行后續(xù)的理論計(jì)算。

以總拼一線到總拼二線的機(jī)運(yùn)線為例，一共50個(gè)滾床。圖6為物流模擬中該線每個(gè)車身存量數(shù)值對(duì)應(yīng)的出現(xiàn)幾率。經(jīng)計(jì)算，緩存數(shù)大于10的幾率為90%，而10個(gè)以上緩存數(shù)的情況并不會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，可以將這條機(jī)運(yùn)線等效視為固定存放10個(gè)零件的線體。

圖6 機(jī)運(yùn)線緩存量出現(xiàn)頻次分布圖

4 拉動(dòng)生產(chǎn)中的極端情況及化解方式

4.1 極端情況與停線計(jì)算方式

極限法，用于定性地判斷拉動(dòng)方案是否有漏洞，也可以評(píng)估在多大程度上會(huì)導(dǎo)致主線斷料。以側(cè)圍內(nèi)板線體為例，由于零件以最少10個(gè)一組進(jìn)行生產(chǎn)，可能出現(xiàn)主線前期消耗量不滿足生產(chǎn)條件而后期又出現(xiàn)訂單積壓的情況。同時(shí)，如果主線的需求量超過單車型在空中輸送線和積放鏈儲(chǔ)存量（見圖3），就最容易出現(xiàn)拉空的現(xiàn)象。

圖7 極端生產(chǎn)序列圖示

如圖7所示，如果訂單讀取點(diǎn)設(shè)置在空中輸送線下件口，A車型側(cè)圍在生產(chǎn)前已經(jīng)有30個(gè)訂單需要生產(chǎn)，而主線在觸發(fā)側(cè)圍生產(chǎn)三個(gè)節(jié)拍后就會(huì)用到A車型，并且后續(xù)連續(xù)生產(chǎn)。這種情況下，如果側(cè)圍第一臺(tái)A車型零件不能在緩存消耗完前趕到下件口，就會(huì)出現(xiàn)側(cè)圍斷料的情況?；仡櫱拔奶岬降囊韵萝囬g生產(chǎn)限制條件，這種情況可能會(huì)發(fā)生在NF的生產(chǎn)中。

NF：60 JPH/GN：20 JPH/SB：20 JPH/TR：30 JPH；

GN單次連續(xù)生產(chǎn)不能超過10輛；

SB單次連續(xù)生產(chǎn)不能超過10輛；

GN和SB不能直接互切，必須通過NF或TR過渡；

NF和TR無限制條件柔性生產(chǎn)。

理論上，A車型側(cè)圍零件從接到訂單到輸送至總拼下件口的通過時(shí)間小于A車型側(cè)圍零件整體緩存的消耗時(shí)間即可，兩者差異值?可以表達(dá)為

?=-(+l+e+l) （1）

式中，為該車型的總緩存量；為該車型生產(chǎn)前線體需要完成的其他車型的訂單量和等待；1為該車型第一個(gè)件完成生產(chǎn)所需時(shí)間（線體通過時(shí)間，含積放鏈）；e為小車從空中輸送線上件口到下件口的通過時(shí)間；1為零件在空中輸送線上下件升降機(jī)上停留的時(shí)間。

以NF側(cè)圍內(nèi)板為例，當(dāng)側(cè)圍收到總拼訂單時(shí)，B=（15+24）×49=1911 s（積放鏈與空中輸送線緩存量之和，49s為車間主線節(jié)拍）；

O=（30-3）×49+4×16=1 387 s（前置側(cè)圍訂單已生產(chǎn)3個(gè)，4為側(cè)圍車型切換時(shí)間）；

l=22×39（39 s為去除搬運(yùn)重疊節(jié)拍后，零件在側(cè)圍線中的通過時(shí)間）

e=224 s（如圖8和表3所示，走快速通道，路徑為αA→AB→Bγ）

圖8 四車型空中輸送線通過時(shí)間分析圖

表3 內(nèi)板區(qū)域EMS各車道通過時(shí)間（對(duì)應(yīng)圖8）

l=40 s（包括側(cè)圍上件和總拼下件）

=1 911-（1 387+858+224+40）=-598s=-12CT（節(jié)拍）

經(jīng)計(jì)算可知，NF緩存消耗殆盡后，理想狀態(tài)下總拼也會(huì)因空中輸送線斷料而停線12個(gè)節(jié)拍。

4.2 優(yōu)化方式

要避免這種現(xiàn)象的發(fā)生可以從四個(gè)方面著手：

（1）限制物流排產(chǎn)中同車型集中大量連續(xù)生產(chǎn)的情況，比如設(shè)定NF連續(xù)生產(chǎn)不能超過30臺(tái)。單次連續(xù)消耗量小于總緩存量就能為側(cè)圍線的生產(chǎn)爭取時(shí)間，從源頭上規(guī)避極端情況發(fā)生。

（2）調(diào)整各車型在空中輸送線中的緩存數(shù)量。針對(duì)前文所討論的情況，如果將原GN和SB在大庫區(qū)共計(jì)12輛空中輸送小車定義為NF的緩存就能解決這個(gè)問題。而GN和SB單次連續(xù)生產(chǎn)不會(huì)超過10輛且產(chǎn)量僅為20 JPH。加上地面積放鏈，每車型各21臺(tái)的緩存量足以應(yīng)付單批次的生產(chǎn)。

（3）將快速通道定義為主力車型的緩存道?？焖偻ǖ赖淖饔檬钱?dāng)緩存告急時(shí)側(cè)圍能夠以最快的速度到達(dá)主線，減少斷料風(fēng)險(xiǎn)。還是以NF為例，走快速通道時(shí)Te約為4.6個(gè)節(jié)拍，而走正常路徑也不過6.2個(gè)節(jié)拍，1.6個(gè)節(jié)拍的節(jié)省時(shí)間相對(duì)有限。但是，當(dāng)定義為緩存道后能夠提供總共15個(gè)的緩存量，相當(dāng)于為線體多讓出15個(gè)節(jié)拍的生產(chǎn)追趕時(shí)間，有效降低斷料風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，小車數(shù)量也需要隨之增加，優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)犧牲其他車型的緩存量。

（4）提前給出生產(chǎn)信號(hào)。本文4.1所列出的計(jì)算方式是以下件口為訂單讀取點(diǎn)進(jìn)行的；在側(cè)圍來不及生產(chǎn)的同時(shí)，通過圖7也能看到側(cè)圍線一開始是沒有生產(chǎn)的，直到D車型觸發(fā)閥值后才開始。而最后主線又因?yàn)閭?cè)圍斷料而暫停生產(chǎn)。從某種角度上講，這即是一種線體間互相拉扯等待的不合理狀態(tài)。如果提前讀取訂單信息，等式中O的值相應(yīng)減少。當(dāng)提前到12個(gè)工位以后△≥0，就能規(guī)避這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。

不過，實(shí)際運(yùn)行過程中，這種極端案例發(fā)生的概率也是極低的，即使不采取任何手段，根據(jù)目前線體和空中輸送線的結(jié)構(gòu)和緩存量，總體輸出也不會(huì)有很大變化。但是，很多次極端的狀況還是會(huì)在特定的時(shí)間段，一定程度上影響主線的產(chǎn)能。根據(jù)實(shí)際仿真結(jié)果，將訂單讀取點(diǎn)提前下件口3個(gè)工位設(shè)置即可。之所以以內(nèi)板提前16個(gè)工位讀取，外板提前18個(gè)工位讀取作為仿真前提（本文2.2所述），主要是為了應(yīng)用空車策略而提前記錄排產(chǎn)信息。

因此，上述4項(xiàng)措施對(duì)拉動(dòng)方案能夠起到優(yōu)化和挖掘線體潛力的作用。需要強(qiáng)調(diào)的是，考慮極端情況并非為了使方案做得十全十美（當(dāng)加入設(shè)備開動(dòng)率因素后情況更為復(fù)雜），而是通過使用這種分析手法，多角度地思考解決方式，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選出整體最優(yōu)的方案。

5 緩存與生產(chǎn)的關(guān)系

線體方案中很多時(shí)候都會(huì)用到積放鏈或者在大區(qū)域之間使用空中輸送線的情況。積放鏈和空中輸送線雖然形式不同，但本質(zhì)上都起到了輸送和緩存的作用。使線體間能夠“彈性”連接，不會(huì)因?yàn)殚_動(dòng)率的原因互相牽制。從前文的論述中不難看出，判斷后道線體的需求能否被滿足，主要看緩存是否會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)脫節(jié)而拉空歸零，同時(shí)又沒有得到前道線體的生產(chǎn)補(bǔ)充。以下歸納了4種緩存線和生產(chǎn)線的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖9為相應(yīng)的示意圖，其中緩存量指緩存的零件數(shù)量，每個(gè)節(jié)拍消耗一個(gè)；生產(chǎn)等待時(shí)間，特指車型切換所需時(shí)間（即節(jié)拍損失時(shí)間），以及線體收到車型訂單后由于需要先完成前置生產(chǎn)任務(wù)導(dǎo)致的推遲；工位生產(chǎn)時(shí)間，指第一個(gè)零件在線體中的通過時(shí)間；輸送時(shí)間，指零件在緩存線上（積放鏈或空中輸送線），從上件端移動(dòng)到下件端（或前一個(gè)緩存件位置）所需時(shí)間。

圖9 緩存與生產(chǎn)關(guān)聯(lián)示意圖

（1）緩存線開始消耗后，生產(chǎn)線即開始安排生產(chǎn)。當(dāng)緩存線原有零件消耗完后，新生產(chǎn)的第一個(gè)零件正好在下一個(gè)節(jié)拍趕到。這種情況下，緩存線完全用于抵消整個(gè)生產(chǎn)時(shí)間，并不能起到線體間的緩沖作用，任何故障都會(huì)導(dǎo)致后道停線。

（2）為解決（1）中提到的問題，可以增加緩存線的容量。其中，富余緩存量應(yīng)通過計(jì)算線體的開動(dòng)率而制定，與仿真確定機(jī)運(yùn)線容量的方式同理。該案例形式上與側(cè)圍內(nèi)板后部區(qū)域類似，由于側(cè)圍內(nèi)板和側(cè)圍內(nèi)板后部的最小生產(chǎn)批次一致，所以側(cè)圍內(nèi)板做什么側(cè)圍內(nèi)板后部同步跟進(jìn)即可。這也是空中輸送線的訂單只需發(fā)給側(cè)圍內(nèi)板而不需要從頭發(fā)給側(cè)圍內(nèi)板后部的原因。

（3）由于場(chǎng)地限制，緩存線的容量有時(shí)無法做到足夠大。這種情況下，就需要提前將生產(chǎn)信號(hào)發(fā)給線體準(zhǔn)備生產(chǎn)（讀取下件口之前若干工位的生產(chǎn)信息）。通過提前生產(chǎn)，可以在有限的緩存空間中得到富余緩存量。換言之，在線體結(jié)構(gòu)固定的情況下，富余緩存量通過生產(chǎn)信號(hào)的控制是可以從緩存線中轉(zhuǎn)化出來的。本文所論述的空中輸送系統(tǒng)拉動(dòng)策略，就是這種思想的應(yīng)用案例，也是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方案。

（4）最后還有一種填充的方式，只要當(dāng)緩存線空出一個(gè)最小生產(chǎn)批次就安排生產(chǎn)，側(cè)圍通常以8或10個(gè)零件作為最小生產(chǎn)批次居多（60 JPH），而全柔性的主線線體只需1個(gè)空位即可。這種情況雖然對(duì)于批次切換的線體，緩存容量要求較高，但信號(hào)控制上較為簡單，上道線體只需關(guān)注緩存線的消耗量即可。事實(shí)上，積放鏈補(bǔ)充空中輸送線，以及空中輸送線大庫區(qū)補(bǔ)充小庫區(qū)的方式就是這種情況的應(yīng)用案例之一。

符合以上任一情況皆可滿足后道的生產(chǎn)拉動(dòng)需求，但顯然第3種方式在保證生產(chǎn)線彈性的前提下，零件總緩存量最小，也最為精益。

6 總結(jié)

本文針對(duì)車身車間分拼和主線的生產(chǎn)匹配問題，采用Plant Simulation軟件模擬仿真與理論計(jì)算相結(jié)合的方式，給出了多個(gè)具有操作性的優(yōu)化方案，包括根據(jù)線體結(jié)構(gòu)，控制各車型的排產(chǎn)方式；根據(jù)產(chǎn)量安排，調(diào)整空中輸送系統(tǒng)各車型的緩存占比；根據(jù)主線提前讀取的車型和產(chǎn)量信息，拉動(dòng)分拼生產(chǎn)。其中，以第三種方案進(jìn)行生產(chǎn)拉動(dòng)，能有效減少對(duì)線體間緩存的要求，且在線體和生產(chǎn)方案規(guī)劃上更為靈活。該研究在解決上汽大眾車身車間線體生產(chǎn)拉動(dòng)問題的同時(shí)，也對(duì)行業(yè)內(nèi)所有高產(chǎn)能、多車型車身車間具有借鑒意義。

[1] 周家華.精益生產(chǎn)在汽車零部件企業(yè)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代商業(yè),2021(31):155-159.

[2] 彭飛,馬志.基于SLP和Plant Simulation的車間工藝布局設(shè)計(jì)研究[J].現(xiàn)代制造工程,2019(9):28-36.

[3] 魏鑫,胡江,趙劍道.基于拉動(dòng)式生產(chǎn)的物料配送研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2009,31(5):70-72.

Discussion of the Pull Production Strategy between Sublines and the Mainline of Body Shop

FENG Hanzhang

( SAIC Vockswagen Company Limited, Shanghai 201805, China )

According to the scheme of the side perimeter sub-assembly line, the aerial conveyor system and the main line in the body shop of a SAIC volkswagen plant, the paper introduced the premise and methodology for utilizing plant simulation software to output analyzed results, along with various aspects in the process of making production strategy. These are based on the concept of sublines, the electrified monorail system (EMS) and the mainline in a body shop of SAIC volkswagen. A series of optimized production pull strategy are discussed through the investigation of an extreme case. The relationship between buffer and production are summarized at the end of the paper. The results of the study are not only suitable for solving the general problems of the pull production between lines in the body shop of all SVW car plant, but also have referential value for all body shops with high volume and multi-vehicle in automobile industry.

Body in white; Electrified monorail system; Pull production; Plant simulation; Buffer; Optimized production pull strategy

U466

A

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U466

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10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.023.037

馮翰章（1990—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榘总嚿砩a(chǎn)線規(guī)劃及前沿技術(shù)，E-mail:hfengbill@163.com。