吳秉君　郭維夏

摘 要：輸送系統(tǒng)中的緩存區(qū)具有緩沖功能，是影響非正常停線(xiàn)的重要因素，因此，研究緩存區(qū)如何產(chǎn)生非正常停線(xiàn)，對(duì)改進(jìn)參數(shù)設(shè)定，優(yōu)化策略，提高效率十分關(guān)鍵，本文以實(shí)例介紹總裝車(chē)間緩存區(qū)緩沖能力、輸送系統(tǒng)策略和生產(chǎn)工間餐作息規(guī)定與非正常停線(xiàn)的關(guān)系，以了解停線(xiàn)的原理并改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：總裝；輸送；緩存區(qū)；停線(xiàn)

1 引言

對(duì)于整車(chē)工廠(chǎng)總裝車(chē)間而言，生產(chǎn)流水線(xiàn)車(chē)輛輸送控制系統(tǒng)是保證工廠(chǎng)產(chǎn)能的重要設(shè)備，為了提高產(chǎn)出會(huì)盡力提高生產(chǎn)效率。在總裝通常用走線(xiàn)率來(lái)衡量生產(chǎn)效率，走線(xiàn)率是指生產(chǎn)線(xiàn)正常運(yùn)行時(shí)間占理論工作總時(shí)間的比值。因此，為保證生產(chǎn)效率，需盡可能減少非正常停線(xiàn)。

總裝生產(chǎn)流水線(xiàn)一般由內(nèi)飾、底盤(pán)、最終線(xiàn)、部分零件總成的分裝等工藝線(xiàn)，以及不同工藝線(xiàn)間的緩存區(qū)組成。工藝線(xiàn)根據(jù)線(xiàn)體長(zhǎng)短和節(jié)拍等因素，還可細(xì)分，例如，內(nèi)飾一和內(nèi)飾二，其他線(xiàn)亦同此理。在只考慮上下游空位或者滿(mǎn)位的情形，觀(guān)察各工藝線(xiàn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)于某一工藝線(xiàn)來(lái)說(shuō)，例如底盤(pán)一，當(dāng)上游缺少車(chē)輛進(jìn)入，即該線(xiàn)的上游緩存區(qū)空位無(wú)車(chē)輛，或下游車(chē)輛堵滿(mǎn)，即下游緩存區(qū)滿(mǎn)位車(chē)位填滿(mǎn)車(chē)輛時(shí)，該線(xiàn)就會(huì)停線(xiàn)。因此，觀(guān)察各個(gè)工藝線(xiàn)的緩存區(qū)車(chē)輛數(shù)量，是否出現(xiàn)空位或者滿(mǎn)位，以及緩存區(qū)輸送控制策略如何影響生產(chǎn)流水線(xiàn)的停線(xiàn)變化顯得十分重要。

接下來(lái)，通過(guò)觀(guān)察分析上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司寶駿基地總裝車(chē)間的某一段時(shí)間內(nèi)停線(xiàn)影響因素，并剔除質(zhì)量、物料等方面的非輸送系統(tǒng)因素，觀(guān)察緩存區(qū)的情況，并結(jié)合暗燈數(shù)據(jù)，進(jìn)一步量化分析，來(lái)理解車(chē)輛輸送控制系統(tǒng)如何影響停線(xiàn)。

2 實(shí)例研究分析

研究期間，該車(chē)間的大致情形是，生產(chǎn)流水線(xiàn)A線(xiàn)由于輸送控制系統(tǒng)設(shè)定未最優(yōu)化，導(dǎo)致出現(xiàn)非正常的經(jīng)常性停線(xiàn)，致使生產(chǎn)效率沒(méi)有最大化，走線(xiàn)率經(jīng)常低于預(yù)定目標(biāo)90%，在87%上下波動(dòng)，停線(xiàn)率常高于10%，對(duì)于理想目標(biāo)95%，有很大改善空間。因此，為降低停線(xiàn)率，優(yōu)化輸送控制系統(tǒng)，改善緩存區(qū)作用，十分重要。

2.1 現(xiàn)狀調(diào)查

總裝車(chē)間A線(xiàn)的平面示意圖，見(jiàn)圖1。

車(chē)輛進(jìn)入總裝從內(nèi)飾一上線(xiàn)到終線(xiàn)二下線(xiàn)，這一車(chē)輛輸送線(xiàn)通常稱(chēng)為流水線(xiàn)主線(xiàn)，不同工藝線(xiàn)間由緩存區(qū)一至緩存區(qū)五連接起來(lái)，本文主要考察主線(xiàn)輸送控制系統(tǒng)的問(wèn)題，零部件總成的分裝線(xiàn)，如門(mén)線(xiàn)，原理和主線(xiàn)上的工藝線(xiàn)是類(lèi)似的，故不對(duì)分裝線(xiàn)做詳細(xì)分析。

實(shí)際觀(guān)察和記錄數(shù)據(jù)表明，非正常停線(xiàn)主要發(fā)生在每班次的工間餐前后，包括白班和夜班，夜班與白班發(fā)生機(jī)理是相同的，因此，只需要分析清楚白班的，夜班同理。一段時(shí)間觀(guān)察分析后，我們清楚了A線(xiàn)輸送控制系統(tǒng)的問(wèn)題，流水線(xiàn)頻繁短暫的停線(xiàn)主要原因是輸送機(jī)械系統(tǒng)的遲鈍和輸送系統(tǒng)的人為不恰當(dāng)控制，下面分幾部分進(jìn)行說(shuō)明。

2.1.1 緩存區(qū)的車(chē)輛緩存能力不足和最大緩存量的設(shè)定不合理

觀(guān)察午飯前后，發(fā)現(xiàn)由于工藝線(xiàn)間緩存區(qū)緩存能力不足，即緩存區(qū)緩存車(chē)輛數(shù)量不足以及不合理的緩存量設(shè)定，經(jīng)常導(dǎo)致上游工藝線(xiàn)沒(méi)到規(guī)定停線(xiàn)時(shí)間就提前數(shù)分鐘停線(xiàn)。

情形一：根據(jù)作息時(shí)間安排，底盤(pán)一午飯時(shí)間開(kāi)始于11：40，內(nèi)飾一則是11：50，工藝線(xiàn)的停線(xiàn)應(yīng)準(zhǔn)時(shí)停線(xiàn)，可事實(shí)上這兩個(gè)工藝線(xiàn)提前了，例如，某天午飯前底盤(pán)一于11：37提前停線(xiàn)，內(nèi)飾一與11：47提前停線(xiàn)，類(lèi)似的記錄還有很多。

圖2為A線(xiàn)停線(xiàn)原理，本節(jié)介紹緩存區(qū)能力不足引發(fā)上游工藝線(xiàn)停線(xiàn)機(jī)理，而緩存區(qū)如何引起下游工藝線(xiàn)停線(xiàn)機(jī)理將在下文2.1.2中說(shuō)明。其中，底盤(pán)一和內(nèi)飾一紫色條形框?qū)?yīng)緩存區(qū)三和緩存區(qū)一，由于這兩個(gè)緩存區(qū)緩存能力不足，設(shè)定車(chē)位僅能容納2-3輛車(chē)，緩存區(qū)空閑車(chē)位不足以維持上游工段走線(xiàn)超過(guò)5分鐘的停線(xiàn)間隔。

情形二：從內(nèi)飾二到底盤(pán)一的緩存區(qū)二：當(dāng)該緩存區(qū)顯示滿(mǎn)位達(dá)到滿(mǎn)位報(bào)警上限值的時(shí)（暗燈看板顯示滿(mǎn)位），實(shí)際緩存區(qū)二仍有空閑車(chē)位，從物理上還能再存儲(chǔ)3輛車(chē)，可是因該緩存區(qū)不合理的最大緩存量，上限偏低，出現(xiàn)“假滿(mǎn)位”，使得內(nèi)飾二、內(nèi)飾一出現(xiàn)停線(xiàn)，導(dǎo)致同時(shí)發(fā)生的還有內(nèi)飾一到內(nèi)飾二的緩存區(qū)也存在空閑車(chē)位。

2.1.2 緩存區(qū)機(jī)械傳輸速度不足及輸送啟停間隔過(guò)大，導(dǎo)致車(chē)輛輸送延遲

觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，緩存區(qū)四和三的輸送速度和輸送啟停間隔是導(dǎo)致下游工藝線(xiàn)最終線(xiàn)一和底盤(pán)二線(xiàn)空位停線(xiàn)的主要原因，見(jiàn)圖2中右邊的底盤(pán)二紫色方框的恒定停線(xiàn)分析。

緩存區(qū)四：從底盤(pán)二到終線(xiàn)一的緩存區(qū)四車(chē)輛輸送慢，傳輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。分析如下：若該緩存區(qū)無(wú)車(chē)輛，處于空位狀態(tài)，一輛車(chē)從底盤(pán)二線(xiàn)尾到終線(xiàn)一線(xiàn)頭的耗時(shí)4.6分鐘。而當(dāng)緩存區(qū)四存滿(mǎn)車(chē)輛，處于滿(mǎn)位狀態(tài)，在最終線(xiàn)一與底盤(pán)二同時(shí)啟動(dòng)后，緩存區(qū)最后一輛車(chē)在94s后可以運(yùn)行。在底盤(pán)二不停線(xiàn)情況下，底盤(pán)二首輛車(chē)到達(dá)緩存區(qū)并運(yùn)行的最大時(shí)間為86秒（等待83s方可啟動(dòng)，3s為觸發(fā)等待時(shí)間），見(jiàn)圖3。

緩存區(qū)三：從底盤(pán)一到底盤(pán)二的緩存區(qū)車(chē)輛少，且車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)需要很長(zhǎng)時(shí)間，每個(gè)班次停線(xiàn)重復(fù)發(fā)生，見(jiàn)圖4和圖5所示。

在午飯前底盤(pán)二滿(mǎn)位后（看板顯示滿(mǎn)位），可是實(shí)際上，底盤(pán)一停線(xiàn)時(shí)緩存區(qū)少一輛車(chē)，有一個(gè)空閑車(chē)位，導(dǎo)致底盤(pán)二在午飯后停線(xiàn)。緩存區(qū)一同理，見(jiàn)表1。

2.1.3 作息時(shí)間安排與輸送系統(tǒng)能力不匹配

白班午餐時(shí)間安排是：最終線(xiàn)一和二同時(shí)停線(xiàn)吃飯，上游工藝線(xiàn)依次間隔5分鐘停線(xiàn)吃飯，每個(gè)工藝線(xiàn)的停線(xiàn)時(shí)間總長(zhǎng)都是30分鐘。根據(jù)2.1.1和2.1.2可知，緩存區(qū)二和緩存區(qū)四的緩存能力是足夠的，但是緩存區(qū)一和緩存區(qū)三，長(zhǎng)度短緩存能力不足，無(wú)法維持上游工段在停線(xiàn)間隔時(shí)間段內(nèi)持續(xù)走線(xiàn)，所以該作息規(guī)定未最優(yōu)化。最終線(xiàn)一和二同時(shí)啟停，因此不需要考慮緩存區(qū)五的數(shù)量問(wèn)題。

2.1.4 管理人員對(duì)作息時(shí)間輸送系統(tǒng)的啟停標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，執(zhí)行不到位

由2.1.3可知，各工藝線(xiàn)的午餐停線(xiàn)時(shí)間為30分鐘，可是，實(shí)際暗燈數(shù)據(jù)表明，多個(gè)工藝線(xiàn)存在超出30分鐘仍未開(kāi)線(xiàn)，超時(shí)幾十秒到幾百秒不等，造成多余停線(xiàn)。故，未嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定時(shí)間啟停流水線(xiàn)也是原因。

2.2 改進(jìn)措施

2.2.1 調(diào)整輸送系統(tǒng)緩存區(qū)輸送策略和間隔時(shí)長(zhǎng)

主要措施：①縮短緩存區(qū)里前后兩臺(tái)車(chē)之間的啟停間隔時(shí)間；②加快緩存區(qū)的傳輸速度。詳見(jiàn)下方。

緩存區(qū)四：①調(diào)整底盤(pán)二至最終線(xiàn)一的吊具移動(dòng)速度（吊具行走由12秒減少到5秒）；②將該緩存區(qū)吊具之間的等待時(shí)間間隔由3秒調(diào)整為2秒，將緩存區(qū)到最終線(xiàn)一轉(zhuǎn)角處等待時(shí)間由16秒調(diào)整為13秒；③將該緩存區(qū)到終線(xiàn)的轉(zhuǎn)接點(diǎn)等待時(shí)間由20秒調(diào)整為13秒。合計(jì)將節(jié)約18秒，滿(mǎn)足底盤(pán)二與最終線(xiàn)一同步啟動(dòng)的條件，參見(jiàn)圖3。

緩存區(qū)三：由于輸送鏈的速度無(wú)法提高，因此要解決緩存區(qū)三的問(wèn)題，就要增加緩存區(qū)的車(chē)輛位數(shù)，在緩存區(qū)三新增電機(jī)變頻器，實(shí)現(xiàn)將緩存區(qū)車(chē)位數(shù)由1升到2，將底盤(pán)一最后一臺(tái)車(chē)前移一個(gè)工位（緩存區(qū)滿(mǎn)位，底盤(pán)二可以繼續(xù)生產(chǎn)一臺(tái)車(chē)），見(jiàn)圖6。

緩存區(qū)二：調(diào)整內(nèi)飾二至底盤(pán)一的緩沖速度，增大滿(mǎn)位上限值，即緩存量增加3輛。

2.2.2 調(diào)整午飯時(shí)間

工藝線(xiàn)間合理的停線(xiàn)間隔應(yīng)該根據(jù)各工藝線(xiàn)正常走線(xiàn)時(shí)的緩存區(qū)最大緩存量確定，避免因?yàn)榫彺鎱^(qū)滿(mǎn)位導(dǎo)致上游工藝線(xiàn)發(fā)生停線(xiàn)，每個(gè)工藝線(xiàn)停線(xiàn)去吃午飯的時(shí)間間隔應(yīng)小于緩沖區(qū)的實(shí)際車(chē)位消耗時(shí)間。因此，將5分鐘停線(xiàn)間隔改為底盤(pán)一與底盤(pán)二相同，內(nèi)飾一和內(nèi)飾二相同，見(jiàn)下表2。

2.2.3 規(guī)范作息間隔時(shí)間

最終線(xiàn)、底盤(pán)二、內(nèi)飾二按規(guī)定時(shí)間停線(xiàn)午餐，底盤(pán)一和內(nèi)飾一按照下游緩存區(qū)滿(mǎn)位停線(xiàn)吃飯（除特殊的情況外），嚴(yán)格執(zhí)行30分鐘開(kāi)線(xiàn)，培訓(xùn)管理人員并跟蹤考核。

2.3 改進(jìn)效果

2.3.1 縮短緩存區(qū)啟停間隔，單班節(jié)約累計(jì)18秒，根據(jù)該公司的《節(jié)約效益換算標(biāo)準(zhǔn)》文件計(jì)算，節(jié)約效益約11萬(wàn)元。

2.3.2 調(diào)整緩存區(qū)機(jī)械速度，增加電機(jī)變頻器，緩存區(qū)二由11增加至14，緩存區(qū)三由5增加至7，緩存區(qū)四由8增加至9，緩存區(qū)總緩存量提高25%。

2.3.3 規(guī)范啟停時(shí)間，并嚴(yán)格執(zhí)行，有效控制超出的停機(jī)時(shí)間損失，一個(gè)月后，結(jié)果數(shù)據(jù)表明，午餐停機(jī)超時(shí)降低90%以上，基本達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)調(diào)查分析得出，影響生產(chǎn)流水線(xiàn)停線(xiàn)，車(chē)輛輸送控制系統(tǒng)方面的因素主要是緩存區(qū)設(shè)定不合理、傳輸遲緩、作息安排與輸送能力不匹配。針對(duì)性改進(jìn)后，輸送系統(tǒng)導(dǎo)致的停線(xiàn)得到有效的減少，走線(xiàn)率穩(wěn)定在90%以上，并不斷接近95%的目標(biāo)，對(duì)于提高產(chǎn)能是明顯的。本次實(shí)例表明，生產(chǎn)流水線(xiàn)的生產(chǎn)效率，即走線(xiàn)率，與輸送控制系統(tǒng)是否合理設(shè)定有密切關(guān)系，為提高產(chǎn)出，就需要更精益的輸送系統(tǒng)和管理標(biāo)準(zhǔn)，需要持續(xù)不斷的研究并改進(jìn)。

本次研究中的總裝車(chē)輛輸送控制系統(tǒng)，與國(guó)內(nèi)其他主機(jī)廠(chǎng)的輸送系統(tǒng)有許多共用共通的部分，原理都是類(lèi)似的，因此研究的結(jié)論可以推廣作為參考經(jīng)驗(yàn)，如果制造系統(tǒng)各環(huán)節(jié)全面實(shí)行最優(yōu)化的機(jī)運(yùn)輸出，帶來(lái)的改善效果將更加顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司·寶駿基地整車(chē)工廠(chǎng)·總裝車(chē)間內(nèi)部數(shù)據(jù)和資料.