汽車沖壓生產調度系統的研究及應用

陳衛東

摘 要：汽車沖壓生產調度系統設計針對沖壓制造工作量的研究是為重中之重。沖壓生產工具在整個生產流程中具備離散型和混流型生產線特點。因汽車沖壓生產調度在參與車間生產批量轉換、批量排序和多線生產方面多種多樣，并以一種動態化的形式展示。另外，車間制品方面還可能存在庫存過高和生產周期長等問題，因而引起汽車沖壓生產調度的難度無限增大。筆者在本文中將針對汽車沖壓生產調度系統的研究及影音展開討論與分析，僅做參考。

關鍵詞：汽車沖壓生產；調度系統；工藝流程；調度流程

汽車沖壓車間生產工藝包括發動機油底殼、制動器底板、汽車懸架和其他相關的沖壓加工，也作為整個汽車制造業的前序焊接生產工藝。汽車沖壓生產車間的管理一直以來都作為順利開展車間作業的前提基礎，也是實現汽車制作企業經濟效益和社會效益的重要保障。沖壓生產作為整個生產流水線中的中流砥柱，它的生產效率往往與其他后續生產工藝息息相關。那么，如何保證汽車沖壓生產的順利進行，其沖壓生產調度系統的引入不可或缺，它對于汽車沖壓生產流水線的調度作用顯著，很大程度上可以提升生產利用率，并能降低部分非必要浪費，這些對于汽車沖壓生產極為關鍵。伴隨著我國科學技術水平的不斷提高和計算機應用技術的不斷拓展，并輔助以現代仿真技術，使得汽車沖壓生產調度系統設計更為優化和便捷。下文，將一一討論汽車沖壓生產調度系統設計與應用。

1 仿真模型的構建

（1）生產流程。我國某汽車制造企業在其沖壓生產流水線原材料的入口位置設置多組沖壓工位（壓力值有500t、800t等不同參數）和與之匹配的出口段，可為其他相關生產部門的生產調度提供幫助。本企業共擁有三條沖壓生產流水線，即A、B和C。三條生產流水線在工位數量和沖壓壓力值方面均有所不同，每條生產流水線則由不同的技術工人進行實際操作。汽車在其實際生產加工中，須嚴格根據既定沖壓壓力和固定生產流水線上實現加工過程。比如，某需在400t壓力條件下進行生產加工，A、B和C三條生產流水線均可供選擇，它們的差異主要在于加工質量和加工時間兩個方面。與此同時，汽車的工位數值也應周全考慮。

（2）生產調度流程。該汽車制造企業須按照沖壓生產的需求計劃、生產周全和沖壓庫存條件情況對生產配件的數量和周全做周密計算，然后將以上計算結果與最小批量、最小包裝、生產提前期等有效信息結合得出初步生產計劃。再然后，按照汽車制造企業對汽車的最晚完成時間要求，確認汽車的生產時間和生產數量。最后，根據生產節拍、生產關聯矩陣、生產能力和生產優先級實現生產調度，并確定最終的沖壓日程計劃。倘若需要臨時做出調整，可按照生產時間、生產周期、周期生產總量和日調度生產總量、線萬產總量和單件生產量酌情調整，進而得出調整以后的沖壓生產日程計劃。當前，汽車沖壓生產需求計劃是以ERP對焊接計劃下達的目標值為基礎，利用手工計算得出。汽車沖壓生產需求計劃主要涉及汽車生產計劃數量和原材料計劃數量等，按照汽車沖壓生產調度的以往經驗即可實現下一步調度工作。為保證汽車沖壓生產線的有效率和縮短生產時間，構建汽車沖壓生產調度仿真模型對于實際的生產調度與管理具有良好的作用。

（3）沖壓生產調度的基本要求。通常，汽車沖壓生產調度構建相應的仿真模型需要注意八方面要求：其一，汽車在其實際沖壓生產過程中完成落料操作，僅需計算一種的首個加工落料時間，且換模過程往往需要等待沖壓加工完成之后才可進行；其二，同類包裝原材料的落料操作盡可能一次性全部投產；其三，汽車沖壓生產線的最小生產數量具有限制性要求，即每次換模以后的最小生產數量應該具體要求；其四，汽車色很難過程加工具有一定生產周期，每個生產加工過程應該保證足夠的生產時間；其五，生產線對應生產時間是有具體規定的，如超過規定時間便會出現加班問題，因而需要周密考慮每條沖壓生產線生產周期的平衡性；其六，汽車沖壓生產的生產數量嚴格受到庫存條件和最小生產數量、原材料包裝等因素的限制；其七，汽車沖壓生產調度的順序要嚴格遵從企業生產管理制度，必須涉及到最晚完成時間最近的較之優先、庫存量少的較之優先和排產效率較高的較之優先；其八，盡量控制減少不必要的換模程序，同類型的須盡可能于同批次進行生產加工。

（4）構建生產調度仿真模型。首先，做基本假設。為有效簡化汽車沖壓生產調度等方面的問題，其生產調度仿真模型的構建應預先做好相應的基本假設：確認ERP下達焊接計劃是否準確、合理；確定各條生產線同類型的工位數值；汽車沖壓生產線上的技術工人于每個工位的干練程度一致，也就是說同類型的汽車完成工位的生產時間相同；當日沒有完成計劃的可在次日繼續完成，且次日生產無須再進行換模操作。

2 汽車沖壓生產調度系統的研究與應用

2.1 沖壓生產調度系統的分類

（1）單線調度。用線性規劃模型解決單線調度問題。根據模擬構建的數學模型。即當某零配件的批量開工時。該零配件的庫存正好達到其下限。本文假設下游對每個零配件的需求是連續的、恒定的。因為下游裝焊線的作業計劃已定。因而這并不影響的調度的結果。

（2）全線調度應用。全線調度決定零配件的批量拆分以及各批量在各線的生產次序，并傳遞給單線調度模塊。單線調度模塊會先計算并給出新周期的最大和最小值，并提示選擇合適的新周期，再由獲得的新周期計算過渡期各零配件的加工時間。一般情況下，周期小，意味著庫存水平將較低，但是整個生產系統對意外情況的適應能力將較低。所以需要對未來一段時間車間的生產情況的穩定性作一個估計，從而選擇合適的周期。在單線調度模塊給出新周期的最大最小值時，可能會出現以下情況：最小周期小于零表示生產線過載，需要分配一些零配件到其他線；最小周期大于最大周期表示初始庫存太小；最大周期小于零表示初始庫存太大，無法確保穩定期某零配件上線前其庫存在下限上。

2.2 全線調度的應用

結合我國某汽車制造企業沖壓生產線車間的實例，全線調度的操作和結果顯示均利用甘特圖可完成。當意外情況發生后，全線調度模塊可以實現舊方案的優化與調整，具體內容如下：

（1）整條生產線可交換零配件生產加工的次序；

（2）將某個零配件移至另一條可加工該零配件的生產線；

（3）拆分某零配件的批量或對子批量再次拆分；

（4）延遲某零配件的批量；

（5）提高某天的產量，如設置加班。

全局調度的操作完成后，可以立即調用單線模塊計算出各零配件的加工時間，并將新的調度方案顯示在甘特圖中。

3 結束語

綜上所述，本文結合我國某汽車制造企業的沖壓生產線為背景，研究汽車沖壓生產調度系統設計與應用問題，同時根據汽車生產工藝流程與生產調度的要求，通過構建生產調度仿真模型，設計相應的仿真算法，利用C語言為整個生產調度仿真模型編程，并提出一些建設性意見和建議，從而優化汽車沖壓生產線加工順利開展、縮短時間。基于仿真模型構建汽車沖壓生產調度系統可有效解決生產車間諸多實際問題，并輔助技術管理人員的生產調度，為類似汽車沖壓生產調度提供有價值的參考意見，

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