C2B模式下的汽车总装车间柔性化生产研究

周光凌，牛牧原，王汀

（上汽大通汽车有限公司，江苏无锡214177）

C2B模式下的汽车总装车间柔性化生产研究

周光凌，牛牧原，王汀

（上汽大通汽车有限公司，江苏无锡214177）

就C2B模式下的汽车总装柔性化生产展开研究。介绍了客户到企业的新型汽车商业模式和基于这种模式下的柔性化生产方法。提出了C2B模式下汽车总装柔性化生产面临的三个挑战，并通过对上汽大通大规模定制化生产的实际案例的研究、分析，给出了相应的解决方案。相对于传统的柔性化生产研究，本文提出了基于大数据的针对C2B生产模式下的柔性化生产解决方案，对工业4.0下的柔性化生产的研究具有一定启发作用。

C2B；总装；柔性化生产

汽车工业是全球化中最具有代表性的行业之一。随着科技和生产力的迅速发展，技术变革加速，汽车市场竞争空前激烈。传统的生产方式已经不能适应现代市场的要求[1]。

近二十年来，世界汽车制造业得到了快速发展。随着消费者购买能力的不断提高，产品需求模式由单纯的功能需求发展为客户化定制[2]。

消费者对汽车的需求也逐步从最初的关注其功能化转变为关注产品的差异化和个性化[3]。越来越激烈的市场竞争促使企业通过利用各种现代化的信息技和管理方法来满足客户越来越苛刻的客户需求。C2B（Customer to Business）模式正受到越来越多的汽车企业的重视，也为满足客户个性化需求提供了良好的解决方案。本文旨在通过对C2B模式下的汽车总装制造的介绍和探讨，提出C2B模式下汽车总装柔性化生产面临的三个主要问题并提出了可行高效解决方案。

1 汽车C2B业务模式介绍

1.1 汽车C2B业务模式介绍

C2B模式即消费者到企业模式，是一种互联网经济时代新的商业模式。所谓的“C2B”，就是消费者提出要求，制造者据此设计消费品、装备品。这是一场真正的革命：一个企业不再是单个封闭的企业了，它通过互联网和市场紧密衔接，和消费者随时灵活沟通。而汽车C2B平台，就是由车企创建的数字化平台，然后让用户参与到汽车的设计、生产、制造、销售、改进等全生命周期中。

在汽车领域，C2B的概念听起来很新鲜。这种用户参与到设计生产的方式，过去更多是在服装、家居等产品较轻的行业见到。而对于汽车这种复杂、严谨的强安全相关产品来说，要求更高，对汽车设计、研发、制造等过程的要求更加苛刻。尤其是对汽车柔性化生产提出了更高的要求。

2 柔性化生产的重要作用

汽车刚性生产方式存在着成本高、不灵活等一系列的不足，无法满足多车型生产需求，进而无法与当前汽车市场快速发展的潮流相适应。而汽车总装线柔性化生产方式的应用，使整车制造企业摆脱了这种经营品种单一的局面，开始朝着多品种生产和经营的方向不断地发展。

汽车总装线柔性化生产主要具有以下几个方面的优势：首先，灵活的生产方式，汽车总装线柔性化生产可以将多种类型的汽车一次性地生产出来，而汽车生产厂家则能够以每一种车的受欢迎程度为根据对该类车型的生产数量进行及时有效地调整。与此同时，汽车总装线柔性化生产具有更加持久的作用，在对最新产品进行生产的时候不需要对新的生产线进行建设，只需要对旧有的生产线加以改造和调整就可以实现，因此其能够使生产周期得以极大缩短，并且对生产设备进行更加有效地利用，不需要对操作工人进行更换，可以将大量的物力、财力和人力资源节约下来[4]。其次，具有更强的市场适应能力，面对市场的变化，汽车总装线柔性化生产可以作出迅速及时地反应，因此不会使企业的资源出现无谓的浪费。

同时，在充分的社会调查的前提下，汽车企业可以以消费者的多样化需求为根据对生产进行及时地调整，从而生产和制造适销对路的汽车，全面地提升自身的市场竞争力，最终在激烈的汽车市场竞争中求得生存和发展。最后，较低的生产成本：汽车总装线柔性化生产控制系统能够对汽车的生产过程进行实时地监测，这样厂家就能够以其中存在的问题为根据对资源进行优化配置[5]。与此同时，在多品种柔性化生产的基础上，汽车生产企业能够有效地降低自身的库存量，加大企业资金的流动性，使企业的市场竞争能力得以显著提升。而柔性化生产模式也是实现C2B制造模式的基础。

3 汽车总装柔性化生产中存在的问题

3.1 C2B模式下柔性化生产中的工时平衡问题

柔性化生产中，由于车型不同，配置差异巨大，尤其是在C2B模式下，每一辆车可能是不同的。这就造成了不同车型工时的巨大差异，生产节拍容易被打乱，给工艺布置造成了很大的难度。C2B模式下工时平衡问题的解决难度是一般柔性化生产解决难度的指数级别。就上汽大通V80单一平台而言，就包含3 000多种不同配置的车型，而对于一般柔性化生产线一般只存在5～10种车型配置，这是一般柔性化生产线无法想象的难度。而上汽大通的D90SUV产品更是实施全面C2B模式，实施全定制模式，车型配置数量将达到亿级，这对工时平衡造成了前所未有的挑战。能否解决好工时平衡问题，直接影响到生产线的生产效率，进而会关系到客户交付日期。

3.2 柔性化生产中的设备适用性问题

汽车柔性化生产的一大优势就是无需增加相应的多样化设备，但这要求汽车总装生产线的相关设备具有良好的适用性。汽车总装柔性化生产，特别是基于C2B的定制化生产，生产设备柔性是重要基础之一，设备在各车型间顺利切换，是保证柔性化生产顺利进行的基础。

同时，好的设备适用性能减少设备投入，同时减少不同设备间的切换时间，进而可以提高产线生产效率。随着车型复杂程度的不断增加，对设备适用性的要求也越来越高，汽车制造企业也在不遗余力的在设备使用性上进行研究，以求获得最好的设备适

用性，更进一步提高产品质量。

3.3 柔性化生产中的质量控制问题

质量是企业的生命，一家企业的产品质量决定了该企业能否在市场上有一席之地。而对于制造企业而言，其质量控制水平也决定了其在市场上的地位，只有拥有了高质量的产品，才能获得用户群的良好口碑。对于汽车这类高度复杂的工业产品而言更是如此。

在汽车的生产过程中汽车总装一个十分重要的环节。其中每辆汽车大约都要装配将近3 000个零部件或总成，因此保证汽车质量的重要内容就是对汽车零件进行准确无误的装配[6]。汽车柔性化总装生产线要同时装配多种车型，这就对装配质量提出了更高的要求。而对于C2B模式下的总装柔性化生产而言，零件选择数量和复杂程度又是指数级别的增长，这也对装配质量提出了更严苛的要求。

对于C2B模式下的柔性化汽车总装生产，质量控制问题是不得不面对的一个难题，能否良好解决这个问题，直接关乎产品的质量和企业在市场上的竞争力。

4 总装车间柔性化生产具体应用分析

4.1 上汽大通C2B大规模定制化生产模式介绍

上汽大通是首家提出C2B造车的汽车企业，用户将参与到产品定义、设计、设计、制造、改进等各个方面。上汽大通的产品将进行全方位的定制化，而不是汽车企业惯用的配置选择模式，客户可以对产品进行深度定制，自由选择任意配置，并可以定制专属套件。

企业的生产模式也将从企业驱动转变为客户驱动，对于总装而言其装配复杂程度和控制难度也面临巨大的挑战。

4.2 柔性化生产工时平衡问题解决方案

针对C2B模式下总装柔性化生产的工时平衡问题，企业通过对问题的深度分析，利用最新的数字信息技术，结合生产现场实际情况，提出了行之有效的综合方案，具体介绍如下：

（1）智能排产系统运用

通过建立智能排产系统和大数据处理，在车辆生产之前，通过对每一台车辆在每一工位的具体装配工时和订单周期的分析，计算出最优的车辆排布顺序。在保证交货周期的基础上，使得工时差异较大的车型交错排布，同时兼顾人机工程学优化，使得生产线效率趋于最大化，减少车型变化对生产线工时平衡的冲击。

智能排产系统的运用，是基于对每个车型的不同工序乃至工步的分析和模拟仿真完成的。通过对每道装配工序的模拟仿真和工时分析以及现场实际验证，企业收集到了大量的装配过程数据。通过对这些数据与车型配置特征的匹配和分析运算，可以得到任意一台车辆在任意工位上的工时数据。而后，通过智能排产系统，在生产之前将车辆生产顺序进行优化，尽可能保证工时差异较大车型穿插排布，从而减少定制化车辆对生产线工时平衡的冲击。

通过智能排产，装配工人在装配完成低工时车型之后，就可以直接利用剩余工时去装配工时溢出车型，从而保证了生产节拍。

如图1所示：通过智能排产系统的计算，将工时差异较大的车型进行交叉排序，在一定程度上解决了工时平衡的问题。

图1 不同车型排产工时平衡示意图

（2）车辆信息实时提醒

根据上述智能排产系统的排产数据，通过工位上的电子屏幕，每个装配工位会得到实时的车型信息提醒，提前提醒员工工时溢出车型上线，确保员工能够提前准备，进行提前零件合成和提前装配。

LC-MS/MS法同时测定回春育子颗粒中9种成分的含量…………………………………………………… 薛刚强等（9）：1213

如图2所示，通过工位上的信息终端，员工获取最新产线信息并得到需提前装配的任务清单。

图2 工位信息终端

（3）一岗多能员工、一岗全能员工机动补充

针对C2B模式下的大规模定制化生产，拥有单一装配能力的员工难以满足个性化车型的装配需求。企业投入相当的资源培养了一批能力突出的一岗多能员工、一岗全能员工，用以应对工时平衡受到强烈冲击的情况。例如，遇到工时溢出严重的紧急客户订单或个性化需求极高的订单。

基于大数据和信息化平台，多能员工通过手持信息终端接受指令，在生产现场机动工作，并参与现场改善工作，满足了工时平衡需求的同时，又能向现场持续改善提供强有力的支持。

图3为多功能员工配备的手持终端，员工通过手持终端获得工作指令，满足柔性化生产需求。

图3 手持终端

（4）线边小分装应用

在工时不满的工位设置小分装台，利用未使用工时进行小总成分拼，使工时得到充分利用。

例如：在侧窗玻璃装配工位，当盲窗车辆在线时，员工不需要进行侧窗玻璃装配，则员工利用空余工时进行发动机控制与支架合成，合成好后，利用AGV转运至发动机控制器安装工位。

又如图4所示，当V80车型无后空调车型在线时，员工利用剩余工时提前合成带后空调车型的空调管。

图4 后空调管合成工装台

4.3 柔性化生产中的设备适用性问题解决方案

针对设备适用性问题，在设备设计期间，通过对现场生产环节的实地考察和模拟仿真，以及结合多种车型的数学模型的前期分析，在设备设计期间充分考虑设备适用性和柔性。

同时，通过大量自动化设备的应用，结合大数据信息系统的应用，大幅度提高了设备的适用性。例如：多合一加注设备的应用。加注设备根据数据系统的车型及配置信息，自动选择加注液种类和加注量，以满足多车型的需求。

而多轴机器人的应用，也相对传统设备而言大大提高了设备适用能力。例如：玻璃涂胶机器人可以识别各个车型，满足所有车型的前挡风玻璃、侧窗玻璃以及后挡风玻璃的涂胶需求。

4.4 柔性化生产中的质量控制方法

对于基于C2B模式的柔性化汽车总装生产而言，由于大规模个性化定制实施，其装配质量的控制难度也随之增加。尤其是对于特殊车型的质量控制更是难点中的难点。

为此，企业引入了大量的QCOS系统和精确追溯系统，用以质量控制并提升产品质量。保证车辆的装备效果的同时还大大提高了质量检测效率。

同时，在过程质量控制方面，通过工位信息系统的应用，可以对员工进行实时的质量风险提醒和培训以及在线质量问题收集。通过大量过程质量数据的采集与分析，可以对高风险工位进行重点监控和改善。

通过电子信息系统的应用，基于C2B模式的总装柔性化生产质量控制得到了良好的解决。

例如：在引入信息化质量控制系统后，过程质量问题逐月降低至原来的百分之四十。

5 结束语

随着信息技术的发展以及工业4.0的普及应用，汽车总装的柔性化生产水准将达到一个前所未有的高度。这样才能满足客户更加苛刻的定制化需求，保证C2B生产模式的顺利进行和发展。

柔性化生产的一个紧跟时代发展的课题，相信在不久的将来，随着计算机科学和大数据技术的进步，汽车柔性化生产会走出一条引领制造业发展的方向道路。

[1]李超，中国汽车企业大规模定制生产方式研究[J].上海汽车，2007（10）：16-19.

[2]楼健人，张树有，谭建荣．面向大批量定制的客户需求信息表达与处理技术研究[J]．中国机械工程，2004，15（8）：685-687．

[3]Giovani Da Silveira，Denis Borenstein，Flavio S.Fogliatto. Mass customization：Literature review and research directions [J].International Journal of Production Economics，2001，72（1）：1-13.

[4]齐兵兵.汽车总装柔性化生产线的设计探讨[J].科技传播，2014（7）：107-108.

[5]王建华，奚冰.柔性化生产模式中的物料配送信息系统[J].上海汽车，2010（6）：32-35.

[6]王楠，李世其，王峻峰.数据驱动的汽车总装线建模与仿真技术研究[J].计算机与数字工程，2011（5）：70-75.

Research on Flexible Production of Automobile Assembly Workshop Based on C2B Mode

ZHOU Guang-ling，NIU Mu-yuan，WANG Ding
（SAIC MAXUS Automotive Co.，Ltd.，Wuxi Jiangsu 214177，China）

This paper studies the flexible production of automobile assembly based on C2B model.This paper introduces the new automobile business model of customer to enterprise and the flexible production method based on this mode.This paper puts forward three challenges for the flexible production of automobile assembly under C2B mode，and analyzes the practical case of mass customization production of SAIC chase.Compared with the traditional flexible production research，this paper puts forward a flexible production solution based on big data for C2B production mode，which has certain inspiration to the research of flexible production under the industrial 4.0. Key words：C2B；General assembly；Flexible production

TH165

A

1672-545X（2017）03-0210-04

2016-12-09

周光凌（1978-），男，江苏扬州人，工程硕士，研究方向：汽车精益生产、汽车柔性化生产运用及现场物流。