●張瀟予 馬彤兵 高 健 李宏赫 楊 健

引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，市場競爭越來越激烈。近十余年來，汽車行業(yè)在技術(shù)和市場方面取得了重大突破和發(fā)展，已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，而高速發(fā)展的中國正逐漸成為世界汽車制造業(yè)重要地區(qū)。特別是近年來，汽車市場需求呈現(xiàn)出快速穩(wěn)定的增長態(tài)勢(shì)。2018年，中國汽車總產(chǎn)量為2780萬輛。

目前，在國內(nèi)發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)的背景下，制造行業(yè)中汽車市場競爭尤為激烈。隨著消費(fèi)水平的提高，個(gè)性化需求增加，面對(duì)越來越短的產(chǎn)品生產(chǎn)周期和繁多的產(chǎn)品型號(hào)，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品交付周期和交付質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格。市場競爭使企業(yè)能夠通過降低價(jià)格和運(yùn)營成本并提高服務(wù)質(zhì)量，以確保在市場環(huán)境中生存，不斷提高核心競爭力。因此，在整個(gè)行業(yè)市場上，企業(yè)想要擁有更強(qiáng)的競爭力和綜合實(shí)力，必須要解決混流生產(chǎn)線平衡問題，尋求高效的生產(chǎn)效率。

混流生產(chǎn)線是指能夠在同一條生產(chǎn)線上，在一定的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出不同型號(hào)和不同規(guī)格的產(chǎn)品的裝配線。和傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比，最大的特點(diǎn)就是，能交替的生產(chǎn)不同型號(hào)產(chǎn)品，而不是始終生產(chǎn)相同型號(hào)產(chǎn)品。可以根據(jù)客戶需要進(jìn)行更改，可以避免生產(chǎn)過剩并提高資源的有效利用。本文運(yùn)用Flexsim軟件對(duì)某汽車生產(chǎn)企業(yè)中混流生產(chǎn)線的生產(chǎn)運(yùn)作方式及生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行建模與仿真，在企業(yè)核心信息系統(tǒng)的支持下，輸出仿真數(shù)據(jù)，對(duì)混流生產(chǎn)線平衡問題進(jìn)行精益管理分析與改善，運(yùn)用IE的相關(guān)理論及方法，尋找瓶頸工作站并提出解決方案，以提高混流生產(chǎn)線的平衡率，消除生產(chǎn)過程中的瓶頸與浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)平準(zhǔn)化柔性生產(chǎn)，從而提高企業(yè)工作效率。

一、汽車制造企業(yè)混流生產(chǎn)線現(xiàn)狀

在如今的市場經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向下，汽車制造企業(yè)必須要不斷地創(chuàng)新發(fā)展，開拓新的方向，才能滿足如今的汽車市場需求，在現(xiàn)階段，中國汽車制造業(yè)具有自己獨(dú)特的形式。

1.滿足多產(chǎn)業(yè)鏈的快速協(xié)調(diào)生產(chǎn)。因?yàn)榫嫠枷牒屠砟钤谌缃竦钠髽I(yè)中越來越得到重視，在工作中得到充分的體現(xiàn)，使得生產(chǎn)管理向精細(xì)化和系統(tǒng)化趨勢(shì)發(fā)展，企業(yè)之間在競爭中也是更加地注重合作共贏。因此，整個(gè)供需鏈中任何部分的任何問題都將導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈停滯并影響整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。

2.逐漸出現(xiàn)個(gè)性化定制趨勢(shì)。汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)向定制化、個(gè)性化發(fā)展，消費(fèi)者也存在不同的需求。它迫使汽車制造商創(chuàng)造更多的智能和特殊的生產(chǎn)方法來滿足不同人群的需求，并期望快速的產(chǎn)品交付和快速的高質(zhì)量汽車生產(chǎn)。

3.智能化全面提升，促進(jìn)信息與制造廣泛融合。人們對(duì)汽車要求更加多樣化，傳統(tǒng)制造業(yè)不斷融合自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，現(xiàn)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、高速移動(dòng)連接、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等高新技術(shù)，在制造業(yè)中也逐步地投入使用，并且深入研究，使得現(xiàn)如今的制造業(yè)在生產(chǎn)模式上不斷地開拓創(chuàng)新。

4.節(jié)能汽車已經(jīng)開始嶄露頭角。多種綠色環(huán)保技術(shù)應(yīng)用更加廣泛。如何生產(chǎn)出節(jié)能用電綠色汽車也是當(dāng)今一大主題。精益管理也應(yīng)用在新能源汽車的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。

二、混合生產(chǎn)線平衡

混合生產(chǎn)線平衡計(jì)算的主要參數(shù)如下：

節(jié)拍時(shí)間：一般情況下是指規(guī)定一個(gè)流程中某一具體工序、步驟、環(huán)節(jié)所需要的單位時(shí)間。在這里，我們用每日的計(jì)劃班產(chǎn)量與實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間表示，見（1）式。

其中，C表示為生產(chǎn)節(jié)拍；Fe表示每天實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間；Ni表示i類產(chǎn)品的目標(biāo)產(chǎn)量；為目標(biāo)班產(chǎn)量。

工位：是一種依據(jù)生產(chǎn)工序和制造工藝的基本要求而劃分出來的作業(yè)區(qū)域。在生產(chǎn)管理中，一工序?qū)Χ喙ぷ髡?，或者一工作站?duì)應(yīng)多工序都是可以的，它們之間的關(guān)系不用非得是一對(duì)一。

瓶頸：一般情況下，我們對(duì)整體起到關(guān)鍵限制影響的因素稱為“瓶頸”，即在一整個(gè)生產(chǎn)流程過程中成本高或生產(chǎn)節(jié)拍最慢的一階段或步驟。在生產(chǎn)中，瓶頸限制了產(chǎn)品的出產(chǎn)速度及效率，并且干擾了其余環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)線效率提升的研究中，瓶頸可謂是重中之重的關(guān)鍵關(guān)節(jié)。

平衡率：生產(chǎn)線平衡率表示生產(chǎn)線的平衡及連續(xù)狀況，見（2）式

其中，P表示平衡效率，∑TT為生產(chǎn)線上所有工位的節(jié)拍的總時(shí)間；N為一條生產(chǎn)線的工位總數(shù)；Max(C)表示該生產(chǎn)線的瓶頸時(shí)間，也是節(jié)拍。

三、仿真模型運(yùn)行與結(jié)果輸出

通過前面說到的數(shù)據(jù)模型，我們嘗試進(jìn)行對(duì)應(yīng)仿真運(yùn)行實(shí)踐。尋找系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)而繪制各實(shí)體仿真運(yùn)行數(shù)據(jù)，再依據(jù)運(yùn)行后數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)圖，進(jìn)行直觀觀察。

這里改善前需要進(jìn)行檢測暫存區(qū)統(tǒng)計(jì)狀況見圖1(a)，改善前實(shí)驗(yàn)人員對(duì)檢測器進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)部分統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖1(b)。通過對(duì)比觀察，可以從圖1(b)的餅形圖中清晰觀察到，未做改善時(shí)檢測器的設(shè)備處理（processing）時(shí)間為45414s，處理時(shí)間占系統(tǒng)總體運(yùn)行時(shí)間的78.8%，空閑（idle）時(shí)間為8909s，占系統(tǒng)總體運(yùn)行時(shí)間的15.5%，其產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要因素是，等待自動(dòng)叉車2運(yùn)行時(shí)空載行走及空載偏移、滿載行走及滿載偏移。與檢測儀的忙閑率進(jìn)行對(duì)比分析，可以得出相應(yīng)的結(jié)論，本次釋放時(shí)間內(nèi)待檢測臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)的釋放量相對(duì)較低，流水線上的產(chǎn)品滯留是造成釋放時(shí)間久長的主要原因，由此產(chǎn)生的等待浪費(fèi)非常嚴(yán)重。生產(chǎn)線平衡率低，檢測區(qū)域就是瓶頸工序。

圖1改善前統(tǒng)計(jì)圖

綜合匯總相關(guān)仿真數(shù)據(jù)后，計(jì)算得出平衡率為38.14%，單位小時(shí)產(chǎn)能為59.22，單位小時(shí)產(chǎn)能遠(yuǎn)小于設(shè)定的指標(biāo)100。

表1改善前生產(chǎn)線平衡率及相關(guān)數(shù)總表

四、生產(chǎn)線數(shù)據(jù)分析與改善優(yōu)化

該汽車生產(chǎn)線瓶頸工位為檢測器，因此想要提升該生產(chǎn)線的生產(chǎn)線平衡率就應(yīng)該以降低該生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍為改善方向，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀和生產(chǎn)現(xiàn)場的布局，在必要的時(shí)候，可以通過增加檢測器的數(shù)量來分擔(dān)檢測工站的壓力，從而降低該工站節(jié)拍以達(dá)到提升整條生產(chǎn)線的平衡率的目的。通過研究改善后生產(chǎn)線仿真狀況如圖2所示。

圖2改善后生產(chǎn)線建模仿真狀況圖

1.改善后的生產(chǎn)線平衡率由38.14%提升到59.22%，提高了12.88%；單位小時(shí)產(chǎn)能由沒做改善前的59.22提升到102.14，提高了42.92，滿足生產(chǎn)計(jì)劃要求。

2.調(diào)查分析汽車混流裝配線的生產(chǎn)模式特點(diǎn)和運(yùn)行方式，總結(jié)汽車生產(chǎn)運(yùn)營計(jì)劃和物流分配的規(guī)則，建立汽車混流裝配線同步生產(chǎn)和物流的系統(tǒng)框架。為下一步研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.針對(duì)配料零件不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)部零件和組件的主動(dòng)分配的問題，基于RFID的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)被用于建立配料零件的同步配料分配系統(tǒng)。結(jié)合流水線車體排序與物料配送，使配送有序穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流配送的精細(xì)化，同步化管理。

五、結(jié)論

在本文研究中，F(xiàn)lexsim模擬軟件被用于模擬汽車混流生產(chǎn)線。通過對(duì)建立的仿真模型實(shí)際結(jié)果進(jìn)行分析，可以直觀地找到生產(chǎn)線系統(tǒng)中的瓶頸工位，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行綜合分析，并提出針對(duì)性的改善解決方案。通過對(duì)解決方案的實(shí)際驗(yàn)證，獲得更加優(yōu)化的生產(chǎn)布置系統(tǒng)。另外，針對(duì)汽車生產(chǎn)線中混流生產(chǎn)線平衡的問題，運(yùn)用精益思想和理論，考慮諸如作業(yè)時(shí)間、產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)等不同的指標(biāo)因素，建立了研究模型。建立并分析解決了混合生產(chǎn)線的平衡問題。因此，本文所得到的改善方案是符合實(shí)際并且客觀有效的，降低了企業(yè)的運(yùn)營成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，為制造企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量提供了借鑒，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。