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【摘 要】人们生活水平的提高，私家车作为人们出行常用工具，人们对其提出更高要求，推动了汽车制造行业的发展。汽车制造，是一项联系多学科知识，研究成本较高，制造周期较长的系统性工作，在新形势下，我国汽车制造行业进入了一个新的发展阶段，机遇与挑战并存。本文通过对传统的设计与工艺变更平衡切换方法的研究，构建新的设计与工艺变更三级平衡切换方法，同时通过数据库技术、信息化技术的运用，达到设计与工艺变更项目平衡切换时间快、老零件充分消耗效果。
【关键词】汽车产品设计；工艺变更；平衡切换
引言
每一个汽车主机厂，一方面快速拓宽产品线，另一方面，为了提高竞争力，在汽车产品的生命周期内，持续进行设计与工艺变更，优化和改进产品结构和功能，满足客户不断提升的要求。因为传统平衡切换法存在缺陷，造成很多升级项目没能按时切换，切换后又造成大量的老零件积压，经济损失很大。如果能以最快的速度完成新老平衡切换，切换时老零件正好消化完，没有多余库存，则是新老零件平衡切换的理想状态。本文通过对常用的新老零件平衡切换方式进行研究、分析，探索和建立新的新老零件平衡切换方式，实现又好又快的平衡切换。
1、汽车领域中制造技术的意义
在我国制造领域中，数字化制造技术，作为一种十分先进的技术，贯穿了汽车制造全过程，为汽车制造与生产带来积极作用。在汽车总装工艺中，该技术的应用，有效降低汽车生产全过程的时间，汽车生产效率得到提升，生产系统的技术水平得到有效提升。并且，因数字化制造技术通过网络全面分析了用户需求，并制造模型，最终汽车成品有效满足了客户个性化需求，且汽车总装过程不断简化。人们生活水平提高，对汽车需求不断增高，在汽车制造过程中，不仅要保障汽车质量，还要增快生产速度，而数字化制造技术的应用，为汽车制造企业实现标准化工厂奠定了基础，提高了制造企业的经济效益。可见，在汽车制造行业中，数字化制造技术具有重要意义。
2、传统的新老零件平衡切换方法
①锁定老零件数量平衡切换法。在升级项目单件试制验证通过、小批验证通过、新件完成准备等一系列工作完成后，开展老零件的调查，经过配套匹配后，确定一个数量作为平衡的基数进行消耗，消耗完成后切换为新零件。因为没有提前对老零件做管理控制，调查确认的老零件数量往往要消耗3-6个月，最多可达到1年。②指定日期平衡切换法。根据升级项目涉及老零件及其数量估算，指定老零件消耗截止日期，切换后剩余老零件报废。因为汽车产品特征是多品种少数量，各个月各个产品的市场需求有很大的变化，所以指定日期平衡切换虽然时间点很清晰，但切换后会有老零件积压，会有很大的经济损失。
生产准备完成后才锁定老零件数量平衡切换的优点是老零件可以最大限度的消耗使用，减少损失，缺点是时间太长。指定日期平衡切换法优点是平衡切换时间清晰，缺点是老零件消耗不全，积压报废。两种方法的优缺点正好相反，如果把两者的优点整合起来，去掉两者的缺点，即切换时间既清晰、老零件又最大限度消耗完成，则就是最好的平衡方式。
3、构建新的老零件三级平衡切换理论
汽车制造产业升级的特点是，每一个升级项目都会经历单件试制、小批生产验证、正式量产转产三个阶段。如果把这三个阶段串联起来进行整体考虑，那对老零件来说，就是一个老零件平衡切换时间和平衡数量不断清晰的渐进过程。如果在三个阶段分别进行不同等级的平衡，那就可以实现又快又好的老零件平衡切换要求，即为三级平衡切换。以下是每个阶段的平衡控制方法。单件试制阶段：在进行单件试制时，对即将取消的老零件预警预计切换时间及预警老零件还需使用数量，这时预警的切换时间和老零件使用数量还比较粗略，配套厂需从原材料、半成品等进行生产控制，属于控制阶段。小批生产验证阶段：在单件试制通过后和小批验证前，切换的时间和老零件还需消耗的数量比初次预警清晰了，这时进行初平衡，初定切换时间和老零件使用数量，配套厂需要进行原材料和半成品的首次盘点，形成报表，进行周管理，这个阶段属于初次平衡阶段。正式量产转产阶段：在小批验证、新件批量生产准备等全部完成后，按照老零件消耗的时间推进，这时初次平衡剩余的老零件数量将会比较少，这时结合近期订单需求、现场切换工作要求，就可以锁定一个老零件还需消耗的准确数量，一般情况下可以在15天-1个月内完成切换。这样就可以实现老零件消耗即充分，切换时间又快速的双重要求。
4、三级平衡切换理论的实际运用
4.1、BOM自动更改数据指令
因为老零件平衡是由系统进行，当由系统平衡老零件数量到零以后，需要由系统自动更改BOM表，实现及时和精准。为此根据数据的特征、数据库结构、项目与数据的关系等，建立新老零件自动更改数据处理方法，实现老零件消化到零后BOM表自动更改为新零件，提高平衡切换的精准度和速度。
4.2、配套数据库
三级平衡切换涉及复杂的数据运算，数据管理，数据动态跟踪，数据的实例化，所以必须利用信息化技术、数据库技术把三个平衡阶段的切换时间信息、订单预测、BOM清单转化为老零件消耗数据库报表。然后逐日根据每日的实际排产对应零件的需求，进行每日的减数，实现数据的动态变化。
4.3、虚拟制造
虚拟制造，简称VM，是上世纪制造业信息化的新概念。广义上，在信息时代，利用计算机进行的所有与产品制造相关的活动都可以称为虚拟制造，其中，还包含了虚拟仿真、虚拟评估等。狭义上，虚拟制造利用计算机对产品模拟制造，替代了实际造车的过程，对产品进行进行验证，保障产品制造速率与质量。根据虚拟制造与汽车生产过程的关系，可直接将虚拟制造划分为三类：其一，面向设计的虚拟制造。即能够向设计人员提供制造信息，有效优化产品、优化过程设计。其二，面向生产的虚拟制造。即在制造过程中进行虚拟仿真，为生产方案评价的虚拟制造技术提供支持。其三，面向控制的虚拟制造。即在生产过程中，利用模型进行仿真，以此优化实际生产过程的一种虚拟制造技术。在传统制造模式中，汽车设计与制造是分开进行的，设计实现的是汽车功能，制造是汽车设计的物化，在汽车制造过程中，设计人员必须试制样件，才能发现设计中的问题，并及时解决，延长了汽车更新速率延长，汽车制造工艺繁琐。
4.4、零件计划和对应老零件剩余数量显示系统
经过数据库运算后老件信息需要共享和目视化，因此需要利用信息系统实现数据展示，主机厂和配套厂在执行每日的计划时清晰知道老零件还需生产多少，实现过程管理的实例化。
结束语
通过运用三级平衡方法、信息化、数据化的运用，不仅实现了汽车产品零件升级平衡切换的快速，還能避免老零件积压报废，同时还利用信息系统，实现消耗过程目视化，实现BOM自动变更，实现最终切换信息在首台生产订单上的显示。整个过程精准化，自动化，信息化，极大提高工作准确度，极大提高工作效率。
参考文献：
[1] 张超.基于可拓学的产品材质感性设计方法研究[D].广东工业大学，2018.
[2] 曾尹.基于汽车企业碳无形资产识别、测度、演化的低碳竞争力动态评价[D].西南交通大学，2018.
[3] 高惠国.QR公司乘用车产品研发流程优化方案设计[D].吉林大学，2018.
[4] 赵思诺.汽车行业企业级BOM管理系统设计与实现[D].河北科技大学，2018.
[5] 李凌宇.F汽车公司批量后工程变更项目管理体系研究[D].吉林大学，2018.
（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）
【关键词】汽车产品设计；工艺变更；平衡切换
引言
每一个汽车主机厂，一方面快速拓宽产品线，另一方面，为了提高竞争力，在汽车产品的生命周期内，持续进行设计与工艺变更，优化和改进产品结构和功能，满足客户不断提升的要求。因为传统平衡切换法存在缺陷，造成很多升级项目没能按时切换，切换后又造成大量的老零件积压，经济损失很大。如果能以最快的速度完成新老平衡切换，切换时老零件正好消化完，没有多余库存，则是新老零件平衡切换的理想状态。本文通过对常用的新老零件平衡切换方式进行研究、分析，探索和建立新的新老零件平衡切换方式，实现又好又快的平衡切换。
1、汽车领域中制造技术的意义
在我国制造领域中，数字化制造技术，作为一种十分先进的技术，贯穿了汽车制造全过程，为汽车制造与生产带来积极作用。在汽车总装工艺中，该技术的应用，有效降低汽车生产全过程的时间，汽车生产效率得到提升，生产系统的技术水平得到有效提升。并且，因数字化制造技术通过网络全面分析了用户需求，并制造模型，最终汽车成品有效满足了客户个性化需求，且汽车总装过程不断简化。人们生活水平提高，对汽车需求不断增高，在汽车制造过程中，不仅要保障汽车质量，还要增快生产速度，而数字化制造技术的应用，为汽车制造企业实现标准化工厂奠定了基础，提高了制造企业的经济效益。可见，在汽车制造行业中，数字化制造技术具有重要意义。
2、传统的新老零件平衡切换方法
①锁定老零件数量平衡切换法。在升级项目单件试制验证通过、小批验证通过、新件完成准备等一系列工作完成后，开展老零件的调查，经过配套匹配后，确定一个数量作为平衡的基数进行消耗，消耗完成后切换为新零件。因为没有提前对老零件做管理控制，调查确认的老零件数量往往要消耗3-6个月，最多可达到1年。②指定日期平衡切换法。根据升级项目涉及老零件及其数量估算，指定老零件消耗截止日期，切换后剩余老零件报废。因为汽车产品特征是多品种少数量，各个月各个产品的市场需求有很大的变化，所以指定日期平衡切换虽然时间点很清晰，但切换后会有老零件积压，会有很大的经济损失。
生产准备完成后才锁定老零件数量平衡切换的优点是老零件可以最大限度的消耗使用，减少损失，缺点是时间太长。指定日期平衡切换法优点是平衡切换时间清晰，缺点是老零件消耗不全，积压报废。两种方法的优缺点正好相反，如果把两者的优点整合起来，去掉两者的缺点，即切换时间既清晰、老零件又最大限度消耗完成，则就是最好的平衡方式。
3、构建新的老零件三级平衡切换理论
汽车制造产业升级的特点是，每一个升级项目都会经历单件试制、小批生产验证、正式量产转产三个阶段。如果把这三个阶段串联起来进行整体考虑，那对老零件来说，就是一个老零件平衡切换时间和平衡数量不断清晰的渐进过程。如果在三个阶段分别进行不同等级的平衡，那就可以实现又快又好的老零件平衡切换要求，即为三级平衡切换。以下是每个阶段的平衡控制方法。单件试制阶段：在进行单件试制时，对即将取消的老零件预警预计切换时间及预警老零件还需使用数量，这时预警的切换时间和老零件使用数量还比较粗略，配套厂需从原材料、半成品等进行生产控制，属于控制阶段。小批生产验证阶段：在单件试制通过后和小批验证前，切换的时间和老零件还需消耗的数量比初次预警清晰了，这时进行初平衡，初定切换时间和老零件使用数量，配套厂需要进行原材料和半成品的首次盘点，形成报表，进行周管理，这个阶段属于初次平衡阶段。正式量产转产阶段：在小批验证、新件批量生产准备等全部完成后，按照老零件消耗的时间推进，这时初次平衡剩余的老零件数量将会比较少，这时结合近期订单需求、现场切换工作要求，就可以锁定一个老零件还需消耗的准确数量，一般情况下可以在15天-1个月内完成切换。这样就可以实现老零件消耗即充分，切换时间又快速的双重要求。
4、三级平衡切换理论的实际运用
4.1、BOM自动更改数据指令
因为老零件平衡是由系统进行，当由系统平衡老零件数量到零以后，需要由系统自动更改BOM表，实现及时和精准。为此根据数据的特征、数据库结构、项目与数据的关系等，建立新老零件自动更改数据处理方法，实现老零件消化到零后BOM表自动更改为新零件，提高平衡切换的精准度和速度。
4.2、配套数据库
三级平衡切换涉及复杂的数据运算，数据管理，数据动态跟踪，数据的实例化，所以必须利用信息化技术、数据库技术把三个平衡阶段的切换时间信息、订单预测、BOM清单转化为老零件消耗数据库报表。然后逐日根据每日的实际排产对应零件的需求，进行每日的减数，实现数据的动态变化。
4.3、虚拟制造
虚拟制造，简称VM，是上世纪制造业信息化的新概念。广义上，在信息时代，利用计算机进行的所有与产品制造相关的活动都可以称为虚拟制造，其中，还包含了虚拟仿真、虚拟评估等。狭义上，虚拟制造利用计算机对产品模拟制造，替代了实际造车的过程，对产品进行进行验证，保障产品制造速率与质量。根据虚拟制造与汽车生产过程的关系，可直接将虚拟制造划分为三类：其一，面向设计的虚拟制造。即能够向设计人员提供制造信息，有效优化产品、优化过程设计。其二，面向生产的虚拟制造。即在制造过程中进行虚拟仿真，为生产方案评价的虚拟制造技术提供支持。其三，面向控制的虚拟制造。即在生产过程中，利用模型进行仿真，以此优化实际生产过程的一种虚拟制造技术。在传统制造模式中，汽车设计与制造是分开进行的，设计实现的是汽车功能，制造是汽车设计的物化，在汽车制造过程中，设计人员必须试制样件，才能发现设计中的问题，并及时解决，延长了汽车更新速率延长，汽车制造工艺繁琐。
4.4、零件计划和对应老零件剩余数量显示系统
经过数据库运算后老件信息需要共享和目视化，因此需要利用信息系统实现数据展示，主机厂和配套厂在执行每日的计划时清晰知道老零件还需生产多少，实现过程管理的实例化。
结束语
通过运用三级平衡方法、信息化、数据化的运用，不仅实现了汽车产品零件升级平衡切换的快速，還能避免老零件积压报废，同时还利用信息系统，实现消耗过程目视化，实现BOM自动变更，实现最终切换信息在首台生产订单上的显示。整个过程精准化，自动化，信息化，极大提高工作准确度，极大提高工作效率。
参考文献：
[1] 张超.基于可拓学的产品材质感性设计方法研究[D].广东工业大学，2018.
[2] 曾尹.基于汽车企业碳无形资产识别、测度、演化的低碳竞争力动态评价[D].西南交通大学，2018.
[3] 高惠国.QR公司乘用车产品研发流程优化方案设计[D].吉林大学，2018.
[4] 赵思诺.汽车行业企业级BOM管理系统设计与实现[D].河北科技大学，2018.
[5] 李凌宇.F汽车公司批量后工程变更项目管理体系研究[D].吉林大学，2018.
（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院）