基于工位和節(jié)拍的總裝線邊柔性供給作業(yè)研究

□ 周光勇

(東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545000)

1 引言

汽車制造企業(yè)生產(chǎn)物流的研究多以工廠布局、工藝流程和車間裝卸搬運(yùn)優(yōu)化為主要內(nèi)容，在保證生產(chǎn)順利的條件下，確定裝備和倉庫等設(shè)施的位置，科學(xué)分配現(xiàn)有資源，合理化車間裝卸搬運(yùn)作業(yè)和車間物料作業(yè)調(diào)度。文獻(xiàn)[1-2]基于車間調(diào)度、倉儲(chǔ)優(yōu)化及車間布局等領(lǐng)域，側(cè)重研究車間布局和工藝流程優(yōu)化；文獻(xiàn)[3-5]基于車間工位及工位制節(jié)拍化等領(lǐng)域，側(cè)重研究物流配送方式和物流作業(yè)優(yōu)化，這些研究成果有效地改善了企業(yè)生產(chǎn)物流體系的生產(chǎn)效率和作業(yè)流程。隨著新車型投入及零件頻繁改變，供給作業(yè)負(fù)荷大、作業(yè)指令不準(zhǔn)等系列矛盾較為突出，更需高效柔性作業(yè)模式以滿足現(xiàn)有體系作業(yè)效率和作業(yè)流程。

本文基于汽車總裝車間柔性物流作業(yè)特性：多批次小批量、作業(yè)指令按需按時(shí)、頻次型循環(huán)作業(yè)，重點(diǎn)研究了以總裝工位和生產(chǎn)節(jié)拍為主-以生產(chǎn)計(jì)劃和車間系統(tǒng)TRIM-IN信息為輔的總裝線邊零件按時(shí)按需柔性供給作業(yè)模式以及實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵過程，并結(jié)合所參與某汽車制造企業(yè)總裝線邊作業(yè)改善項(xiàng)目開展了實(shí)踐檢驗(yàn)和效果驗(yàn)證，為汽車整車制造企業(yè)改善總裝線邊供給作業(yè)效率和優(yōu)化供給作業(yè)流程提供了參考價(jià)值。

2 以工位為主作業(yè)思想

以工位為主模式下物料供給作業(yè)是面向總裝工位、主動(dòng)服務(wù)，由供應(yīng)鏈物流部門或生產(chǎn)部和供應(yīng)商 (或3PL物流) 依據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃順序(Production planning sequence，PPS)、物料清單 (Bill ofMaterial，BOM)和生產(chǎn)節(jié)拍JPH借助系統(tǒng)預(yù)測(cè)工位零件需求量和需求時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)生產(chǎn)對(duì)應(yīng)作業(yè)供給量和作業(yè)時(shí)間，再主動(dòng)對(duì)工位準(zhǔn)時(shí)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)合理安排物料配送。以工位為主的供給作業(yè)模式包括直接配送(物料由供應(yīng)商直接配送到工位，例座椅或儀表臺(tái))、存儲(chǔ)區(qū)配送(車間存儲(chǔ)區(qū)配送到工位，例采購-存儲(chǔ)-配送的存儲(chǔ)區(qū)配送方式的零件)和補(bǔ)貨配送(生產(chǎn)線材料員或倉庫保管員不定期補(bǔ)貨，例多工位螺帽或螺栓)三種物料配送方式[6]。

本文研究以總裝工位、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、生產(chǎn)計(jì)劃順序PPS、車間系統(tǒng)TRIM-IN(PPS緩存區(qū)過車掃描點(diǎn))為核心的存儲(chǔ)區(qū)配送，基于本文研究模式，供應(yīng)鏈管理部根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃、零件計(jì)劃和零件包裝采取批量采購、批量運(yùn)輸和批量存儲(chǔ)，廠內(nèi)倉庫管理系統(tǒng)WMS依據(jù)總裝工位BOM、生產(chǎn)節(jié)拍JPH和生產(chǎn)計(jì)劃順序PPS、車間系統(tǒng)TRIM-IN，自動(dòng)提前運(yùn)算工位未來100小時(shí)內(nèi)的供給作業(yè)信息，再根據(jù)WMS系統(tǒng)作業(yè)預(yù)設(shè)提前期和零件信息生產(chǎn)系統(tǒng)作業(yè)指令，實(shí)現(xiàn)按時(shí)按需對(duì)工位進(jìn)行供給作業(yè)，以提高總裝線邊零件按時(shí)按需供給作業(yè)，盡可能提前作業(yè)影響效率和質(zhì)量。

3 柔性供給作業(yè)實(shí)現(xiàn)

下面將結(jié)合作者所參與某汽車制造企業(yè)總裝線邊作業(yè)改善項(xiàng)目介紹本文研究模式的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵過程。

3.1 WMS系統(tǒng)作業(yè)功能

倉庫管理系統(tǒng)WMS，通過入庫業(yè)務(wù)、在庫業(yè)務(wù)、出庫業(yè)務(wù)等功能，對(duì)批次管理、即時(shí)管理等功能綜合運(yùn)用的管理系統(tǒng)，有效控制并跟蹤倉庫業(yè)務(wù)和成本管理全過程，完善企業(yè)的作業(yè)信息管理。WMS系統(tǒng)通過接口管理模式從車間MES系統(tǒng)讀取對(duì)應(yīng)生產(chǎn)計(jì)劃順序PPS、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、車間系統(tǒng)TRIM-IN信息，再通過WMS系統(tǒng)內(nèi)置的作業(yè)管理模塊計(jì)劃基于工位和節(jié)拍的總裝線邊供給作業(yè)相關(guān)信息。可見企業(yè)現(xiàn)有WMS系統(tǒng)是否具備作業(yè)功能是本文研究模式后續(xù)應(yīng)用的關(guān)鍵。

3.2 WMS系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

WMS系統(tǒng)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)管理功能，在于內(nèi)在的數(shù)據(jù)運(yùn)算邏輯對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行高效運(yùn)算的結(jié)果。若數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算結(jié)果不準(zhǔn)確，不能支持正常業(yè)務(wù)開展。若數(shù)據(jù)不全面或不完整，就會(huì)使部分系統(tǒng)功能無法運(yùn)用或運(yùn)用效果不佳。WMS系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字段包括：零件編碼、零件名稱、零件倉庫、零件料區(qū)、零件料位、零件類型、工位、供給方式、包裝SNP、供給SNP、供給日程、供給角色、MAX-MIN庫容(箱)、安全庫存。另外，WMS系統(tǒng)運(yùn)算所需的生產(chǎn)計(jì)劃順序PPS、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、車間系統(tǒng)TRIM-IN等信息通過接口自動(dòng)從車間MES系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取。

3.3 總裝車間MES系統(tǒng)

總裝車間MES系統(tǒng)是面向制造車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，保證海量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、全面的采集；車間MES系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性，為企業(yè)打造扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺(tái)。本文所描述車間MES系統(tǒng)主要為WMS系統(tǒng)提供其內(nèi)置功能運(yùn)算所需的車間生產(chǎn)計(jì)劃順序PPS、生產(chǎn)節(jié)拍JPH、車間系統(tǒng)TRIM-IN、工廠生產(chǎn)日歷以及工廠勤務(wù)等信息。

3.4 供給作業(yè)業(yè)務(wù)邏輯

供給作業(yè)業(yè)務(wù)邏輯作為本文研究模式實(shí)現(xiàn)的核心部分(具體供給作業(yè)計(jì)算流程及邏輯見圖1)，該模式下的系統(tǒng)供給作業(yè)運(yùn)算規(guī)則有如下幾點(diǎn):①每十五分鐘生成過車車輛排列扣減庫存;② 按照更長周期范圍進(jìn)行指示計(jì)算；③ 基于總裝線邊庫存狀態(tài)創(chuàng)建作業(yè)指示；④倉庫按箱管理，總裝線邊依據(jù)工位和定額實(shí)時(shí)系統(tǒng)扣減；⑤總裝工位根據(jù)倉庫庫存、總裝線邊庫存、生產(chǎn)節(jié)拍JPH和車間系統(tǒng)TRIM-IN信息生成作業(yè)任務(wù)。

4 檢驗(yàn)及效果驗(yàn)證

本文作者所在汽車制造企業(yè)生產(chǎn)物流開發(fā)并實(shí)施WMS系統(tǒng)將近一年有余，在總裝車間線邊多批次小批量、作業(yè)指令按需按時(shí)、頻次型循環(huán)作業(yè)方面，實(shí)現(xiàn)完善供給作業(yè)系統(tǒng)化和可視化管理，真正有效解決總裝線邊零件按時(shí)按需柔性供給作業(yè)效率問題。

圖1 WMS系統(tǒng)總裝線邊供給作業(yè)計(jì)算流程及邏輯

4.1 WMS系統(tǒng)供給指示推移

本為以零件圖號(hào)849785US0A為例，倉庫料位：K3-C63-001，具體系統(tǒng)檢索結(jié)果見圖2所示，供給指示推移圖中顯示未來100小時(shí)內(nèi)某個(gè)時(shí)段過車臺(tái)數(shù)、對(duì)應(yīng)零件使用臺(tái)數(shù)、需求量Gross、實(shí)際需求量Gross、線邊庫存、安全在庫量、供給指示量、系統(tǒng)指示出貨數(shù)量、實(shí)際系統(tǒng)指示出貨數(shù)量、實(shí)際例外出貨數(shù)量等信息。

4.2 WMS系統(tǒng)供給作業(yè)指示

供給作業(yè)指示作業(yè)端通過移動(dòng)PDA操作，具體信息包括供給任務(wù)明細(xì)、零件編碼、原始需求數(shù)量、計(jì)劃箱數(shù)、實(shí)際箱數(shù)、計(jì)劃數(shù)量、實(shí)際數(shù)量(供給數(shù)量)、料區(qū)、料位(工位)、計(jì)劃開始時(shí)間、計(jì)劃結(jié)束時(shí)間、實(shí)際開始時(shí)間、實(shí)際結(jié)束時(shí)間、供給方式等如圖3。

圖2 某個(gè)零件供給指示推移信息

圖3 某個(gè)零件供給作業(yè)信息

4.3 WMS系統(tǒng)供給作業(yè)量圖表

此部分展示了某周班組作業(yè)員供給作業(yè)量和作業(yè)量占比，具體見圖4；某周班組作業(yè)員供給作業(yè)及時(shí)率見圖5。

圖4 某周班組作業(yè)員供給作業(yè)量和作業(yè)量占比

圖5 某周班組作業(yè)員供給作業(yè)及時(shí)率

5 結(jié)束語

隨著汽車制造企業(yè)的快速發(fā)展以及產(chǎn)品生產(chǎn)周期的不斷縮短，汽車制造總裝車間對(duì)多批次小批量、作業(yè)指令按需按時(shí)、頻次型循環(huán)作業(yè)要求越來越高。本文研究了以總裝工位和生產(chǎn)節(jié)拍為主-以生產(chǎn)計(jì)劃和車間系統(tǒng)TRIM-IN信息為輔的總裝線邊零件按時(shí)按需柔性供給作業(yè)模式，結(jié)合所參與某汽車制造企業(yè)總裝線邊作業(yè)改善項(xiàng)目開展了實(shí)踐檢驗(yàn)和效果驗(yàn)證，有效提高了企業(yè)生產(chǎn)物流供給作業(yè)系統(tǒng)化和可視化管理，為汽車整車制造企業(yè)改善總裝線邊供給作業(yè)效率和優(yōu)化供給作業(yè)流程提供了參考價(jià)值。