通过不同发动机工厂间转运满足产能不足排产方案研究

经华连

摘 要：在全球提倡可持续发展环境下，面对节能减排、增效，传统燃油汽车市场受到了一定的冲击，传统燃油车的需求也逐渐减少[1]。所以在大的环境下，一些主机厂原供应燃油汽车的零部件生产线会根据市场需求变化做一些资源整合，减少或完全取代原有生产线设置产能，从而导致组装线与部分核心总成件的产能不匹配。如果市场某一产品需求大于现有产线最大产能情况下，如何平衡不同工厂间产线产能来满足市场需求就很有必要。本文阐述的是基于某一发动机工厂的市场需求跟现有产线产能有差异情况下，如何通过转运来平衡需求缺口的一种灵活排产的有效方法。

关键词：装配车间 机加工车间 3C件 转运 产能富余 产能缺口

1 概述

发动机主机厂一般会设有装配车间及机加工车间两大车间，装配车间负责发动机总成的组装，机加工车间则负责核心总成件生产，如缸体、缸盖、曲轴（简称3C件）。生产模式比较简单，即机加工车间下线的3C件总成件匹配送入装配车间完成组装的过程。

一般发动机主机厂生产计划研究是基于市场需求均衡下，发动机内部产品产线产能设置完全匹配一致，即发动机装配车间总产能、产品对应产能跟机加工车间总产能、产品对应产能相同，计划排产分析上只要单独分析需求是否超过现有人员班次配备情况下装配车间产线最大产能即可，如超出最大产能可以通过增加生产线班次、提升产线节拍、延长工作时间等方式来提升产能，解决市场缺口。

但是，随着新能源汽车需求的持续高增长，燃油车需求的持续下滑，企业为了适应市场发展，会考虑某一产品生产线资源整合及调整，调整后，现有生产线产能就不完全匹配，在计划排产分析上也会跟一般生产计划研究存在一定差异，除了要考虑装配车间产线、品种产能是否满足市场需求外，同步也要考虑机加工车间产线产能、细分品种产线产能满足情况。当其中任何一个有产能缺口时，如何利用现有资源，用最小的成本来满足市场缺口的生产计划研究就很有必要。

本文探讨的是基于工厂内产线产能不匹配情况下，当市场需求大于某一产品产线最大产能时，不需要通过新增生产线、产线改造（新增生产线、改造周期一般很长，且费用高，成本大等缺点）等方式下，如何结合同一企业下不同主机厂产品产线富余产能情况，通过转运3C件来平衡产能缺口的计划排产方法研究。目的就是利用现有资源，用最小的成本满足市场缺口，实现降本增效，提高企业的市场竞争力。

2 非转运模式与转运模式下排产思路对比

2.1 转运定义

在两种生产模式排产思路对比前，对转运做一个简要定义及说明。转运是指由承运方根据企业生产需要，在企业内的不同生产基地之间安排的物料转运业务，物料包括：整车自制件、发动机成品、3C件成品（即缸体缸盖曲轴，簡称3C件）、以及相关业务的包装器具等。承运方由企业方根据转运业务技术要求招标定义。两方之间根据业务范围签订相关合同，后续实际业务开展根据相关合约要求安排即可。

2.2 非转运下生产模式排产思路

非转运下生产模式指装配车间生产线、机加工车间生产线生产节拍完全匹配，且都能满足市场需求。不管是各车间的总生产线节拍还是对应的细分配置品种生产线节拍都能匹配，可以满足市场需求，无缺口。发动机主计划排产思路即市场需求品种数量=装配车间下线节拍总量=机加工车间下线节拍总量。排产思路比较清晰、简单，主要以市场需求为导向，用最小的运行成本使车间输出效率最大化。

2.3 转运下生产模式排产思路

转运下生产模式指装配车间、机加工车间的生产输出节拍不匹配，一般情况是装配车间总节拍大于机加工车间总节拍，或者装配车间品种生产线节拍大于机加工车间品种生产线节拍，差异的部分就需要分析是否可以通过从其他主机厂转运缺口的3C件品种总成来满足。发动机主计划排产思路即机加工车间下线节拍总量+可支持转运量=装配车间下线节拍总量=市场需求品种数量（图1）。

市场需求品种满足率取决于可支持转运量有多少，转运量越多就越能满足市场需求，提高市场竞争率。转运生产模式下的计划排产，关键控制点在于可转运品种数量、品种匹配度、时间吻合性，即在装配车间需要零件的时间内，需求缺口品种上按时按量补充缺口，匹配装配生产线的生产节拍。完全匹配下，生产线的生产效率才是最大的。但是实际情况，其他主机厂的产能富余情况并不一定按照产能缺口匹配，这就要通过如何利用现有资源来平衡产能富余与产能缺口，找到平衡点，用最小的成本条件下能满足市场需求同时又能使生产线效率输出最大化。

3 满足转运的可行性分析

3.1 需要支持的本主机厂有产能缺口

月产能计算公式=产线最大输出节拍*有效工作时间*班次数*月工作天数，从公式看，影响月产能因素有节拍、工作时长、配备班次情况、月工作天数，一般情况下生产线节拍在一定时间内基本都是固定的，产能要提升就需要通过延长每天工作时间、多配备人员班次和增加月工作天数满足。

如果每天工作时长、配备的班次、月工作天数都已达上限，计算出来的月产能还是比市场需求少，则差异的部分就是产能缺口。有产能缺口前提下才能考虑通过转运满足产能缺口。通过图1，我们可以计算月机加工缸体自吸生产线最大产能=节拍35*有效工作时间10.86*班次数2*月工作天数27（以2022年10月份为例，一天每班工作12小时，有效工作时长是10.86小时，月工作天数27天（每周休1天）=20520，当月的装配线自吸需求为28011，最大产能与装配线自吸需求的差异7491就是当月该缸体自吸生产的缺口产能部分。

3.2 同一企业下的其他主机厂有产能富余

依据计算产能缺口方法，根据其他主机厂同一月份或季度下需求情况，计算出产能富余情况，产能富余=产线最大产能-该产线月需求计划数，正数表示该产线可支持转运数，负数则表示可支持转运数为0。同步可扩充计算同一企业下的多个主机厂产线富余情况。如一个主机厂富余产能比本主机厂产能缺口少时，可同步考虑多个主机厂转运满足本主机厂产能缺口。如其他主机厂富余产能都能比本主机厂产能缺口大时，需要从转运成本最小的方案上考虑，常规来说距离越近成本越有优势。

3.3 产能缺口与产能富余相匹配

3.3.1 细分品种的匹配

满足转运另一条件，细分品种一定要匹配本主机厂缺口上的细分品种需求，如图1，当市场需求需要装配车间自吸生产线按大于35JPH生产运行时，实际运行节拍-35节拍就是机加工车间自吸缸体、缸盖生产线的产能缺口节拍，这时缺口的细分品种是自吸缸体、自吸缸盖，而不是增压缸体、增压缸盖。自吸缸体、自吸缸盖细分品种有B15D系列、N15系列、N15A系列，这时还需分析装配车间自吸生产线缺口哪个细分系列，对应可支持的主机厂是否具备该细分系列生产能力，对应的产线富余情况又是如何，需要通过3.2提供的方法计算得出。

3.3.2 每月转运量与每月产能缺口匹配

根据每个主机厂实际运行情况分析，每月可支持转运量是否跟每月产能缺口相匹配，如匹配则转运计划制定就非常简单，即转运计划=产能缺口。不匹配主要表现为当本主机厂产能缺口比较小时，其他主机厂可支持转运量却比较大，当本主机厂产能缺口比较大时，其他主机厂可支持转运量又很小。排产上制定转运计划就需要通过其他因素考虑来均衡这种不匹配性。可通过延长评估缺口周期、发动机库存设定、工厂场地存储空间优化、缩短承运方转运响应时间。等方式来满足两者的差异性。

（1）延长评估缺口周期。评估产能缺口尽量由月需求评估改为季度需求评估，如只从一个月的需求来评估产能缺口，调整空间就比较少，不利于资源利用。根据季度预测需求来评估产线产能缺口，可提前利用现有资源，做好转运工作准备。

（2）增加发动机库存。如已知該季度有产能缺口，需要通过转运满足需求，可提前利用产能富余月份多建立缺口部分的发动机库存，这样可减少下月或下季度的转运量，节约转运成本。同时通过多建立发动机库存，也可以缓解某月其他主机厂可支持转运量小于产能缺口部分的差异。即可支持转运量+发动机库存=产能缺口。提前建立发动机库存需注意发动机存放在现有存储空间内，现有料架使用内，发动机品种要满足下月或下季度市场需求，以免库存积压，不利于工作开展。

（3）优化本主机厂缺口细分品种现场存储空间。提前优化缺口细分品种存储空间，当可支持转运量大于产能缺口时，可提前安排该品种转运存储，待下月可支持转运量小于产能缺口时，可利用这部分存储量缓解缺口差异。提前通过转运存储需同步考虑存储量为下月或下季度缺口的细分品种，否则则不能缓解缺口差异。

（4）其他主机厂同步提高缺口细分品种的库存量。当本主机厂完成优化存储空间后，最大存储量依然无法满足下月或下一季度可支持转运总量与月需求总量的差异总和，请求其他主机厂在产能富余大的月份多建立该细分品种库存，待产能富余小的月份再安排转运。这样可缓解本主机厂的存储压力及托盘满足率。

（5）缩短承运方转运响应时间。一般承运方接收任务后，相关打包材料（打包带、打包托盘、打包膜、打包木箱等）、打包人员、司机、车辆的准备等至少要半个月响应周期。可按季度需求分析差异提前做好转运规划及资源共享，缩短承运方的转运响应时间。

通过以上几点优化，根据产能缺口与产能富余匹配情况，利用好现有资源，调整每月实际可转运量，保证了产能缺口，又能在一定成本下输出效益最大化。

4 结语

随着新能源汽车崛起，传统燃油汽车的竞争压力越来越显著，相对应的燃油发动机生产会存在很大的不均衡性，市场需求好的月份可能存在某一机型零部件产能不足现象，排产上充分利用同一公司下的不同主机厂产能利用率就很有必要，如何利用好现有资源，用最小的成本满足某一主机厂的产能缺口，保证企业汽车市场份额，通过从其他主机厂转运核心总成件来满足需求缺口的一种灵活的排产方式就能很好地实现这一目标。2022年，在上半年整车工厂应对芯片物料全球短缺[2]，需求少，后半年需求猛增情况下，上汽通用五菱某一发动机工厂利用上述转运排产思路，完成近2万的缸体、缸盖总成件转运，极大程度提高了关键车型需求的配置产能，为抢占市场先机提供了有利保证[3]。

参考文献：

[1]2020传统燃油车市场规模及发展前景预测分析[R]，中商产业研究院.

[2]郑邓芳，于功琦.非均衡生产模式下的分段式排产研究[J]，中国设备工程，2022（5），188-190.

[3]郑邓芳，于功琦.非均衡生产模式下的分段式排产研究[J]，中国设备工程，2022（5），188-190.