一个汽车制造厂,根据市场需求、销售情况和本企业的生产能力,制订的年产量和进度计划,就是该汽车制造厂的生产纲领 T 。对汽车零件的生产车间或协作厂的生产纲领 P ,可计算为
P = Tμ (1 + α )(1 + β )
式中 μ ——每台汽车中该零件的所需量,件/台;
α ——批次中备件的百分率;
β ——批次中废品百分率。
将生产纲领所计划确定的零件数量,在一年里分批生产,每批生产的数量即为批量。一般分为大量生产、成批生产和单件生产 3 种生产类型。表 1-1 列举了汽车制造厂生产类型、产品种类及年产量之间的关系。但应注意,汽车零件生产车间、协作厂或生产线由于所生产的产品零部件的结构特点、工艺特点、需求量以及零部件使用寿命长短不同,可能具有相异的生产类型。
表1-1 汽车制造厂生产类型、产品种类及年产量之间的关系
汽车产品的销售与工厂的生产能力决定了工厂的生产纲领。生产纲领的制订决定了产品的生产类型,即生产规模。
单件生产是一次生产一台或少量的几台汽车,不重复或很少重复制造的一种生产方式。这种生产类型,通常出现在汽车产品试制阶段。这种生产类型所生产的汽车产品,由于往往只进行一次或很少重复,因此,在生产组织上很灵活,加工设备为通用设备,专用夹具使用很少,而更多的是采用组合夹具。
小批生产、中批生产和大批生产统称成批生产。在成批生产中,产品成批地、周期性地投入生产,每一工作场地或加工设备分批完成不同零件的一道工序或同一工件的几道相似工序。中重型载货汽车的生产即属于这种生产类型。在小批生产中,汽车产品产量不多,但周期性生产,其特征与单件小批生产相近。大批生产的工艺特征与大量生产相似。
产品的数量很大,每一设备或工作地重复地进行一种零件或几种相似零件的某一工序的生产。汽车、汽车发动机、汽车上大部分零部件的加工,均采用这种生产类型。由于大量生产的零件数量很多,因此,在生产组织上,按零件的结构或部件的独立功能作用专业化进行,如发动机、变速器、转向器及车身等。为提高生产效率,生产设备通常采用专用机床设备、工艺装备,并按工艺规程顺序排列。
3 种不同的生产类型,在实际的生产中可能同时发生在一个工厂,甚至一个车间内。例如,某一发动机的制造是成批生产,但是发动机所用的某一个零件(气阀、连杆、活塞及活塞环等)却是大量生产。此外,在一个专业化制造厂或车间内,根据零件的结构、尺寸和工艺特征的相似性,对同类零件进行分组,将同组零件集中在一条生产线或一台设备上进行加工,这就是所谓的成组技术。这样,既可使多品种小批量零件生产统一起来变为成批大量生产,又可采用先进的生产工艺和生产组织形式。当生产从一种零件转换到另一种零件时,设备或生产线不需调整或稍作调整即可。
传统汽车生产同其他产品一样,选用生产类型与生产方式的准则仍然是:质量、成本、生产率。但随着生产技术的发展,人们消费水平的提高,消费的个性化以及汽车制造竞争日趋激烈,使传统的大批量生产类型正逐步被多品种小批量生产模式所取代。质量、成本、生产率这一传统准则的内涵也被赋予了新的含义,从而在汽车制造领域内,提出了新的T(交货时间)、Q(质量)、C(成本)、S(服务)准则。根据TQCS四要素的要求,在满足用户需求的前提下,为了在激烈的市场竞争中占领优势地位并取胜,快速响应制造的概念正在汽车制造业界内以风起云涌之势推广开来。快速制造不仅要求加速更新换代的进程,而且要求保持质量领先。因此,确定一种汽车产品的生产类型、生产方式和制造工艺时,既要对汽车制造工艺技术有深刻透彻的掌握,还要从汽车生产管理的角度作出有战略眼光的选择。
汽车及其零部件的生产过程实际上包括零件、部件、整车生产的全过程。纵观世界汽车制造的生产方式,主要有以下 3 种:
①生产全部零部件,并且组装整车。
②只负责汽车的设计和销售,不生产任何零部件。
③生产一部分关键的零部件(如发动机等),其余的向其他专业生产厂(公司)成套采购。
第一种生产方式,如传统上的一些大型、超大型汽车制造企业,这些企业拥有汽车所有零部件设计、加工制造能力,在一个局部地区形成大而全、小而全的托拉斯汽车制造企业。这种生产方式,对市场的适应性极差,难以做到生产设备负荷的平衡,固定资产利用率低,工人工作极不均衡,是一种呆板、跟不上时代的、落后的生产方式。
第二种生产方式,固定资产投入少,充分适应市场变化快的特点,转产容易,使汽车生产彻底社会化、专业化,如国外敏捷制造中的动态联盟。其实质就是在互联网信息技术支持下,在全球范围内实现这一生产方式。这种生产方式突出了知识在现代制造中的作用和地位,是一种将传统的汽车制造由资金密集型向知识密集型过渡的先进生产方式。
第三种生产方式,克服了第一种方式所具有的投资大、对市场适应性差的缺点,也克服了第二种方式不能控制掌握汽车制造中的核心技术和工艺的不足,成为当今汽车制造最普遍的生产方式之一。按这种生产方式运作,汽车生产只控制整车、车身、发动机等核心零部件的设计与生产,其余零部件由专业生产厂家提供。例如,美国的三大汽车公司,在各自公司周围密布了成百上千的专业生产企业,承担了汽车零部件和汽车生产所需的专用工装夹具、模具、专用设备的生产供应。日本的汽车工业生产格局也是如此。例如,日本电装、丰田工机等公司原来都是典型的专业生产汽车零部件的企业,它们不仅为日本本国汽车生产企业提供配件,而且为全球汽车生产厂供货。以日本电装公司为例,它原是丰田公司属下的一个汽车电气配套子公司,1949 年另立门户后,现已成为年产值逾 120 亿美元的日本最大的汽车零部件生产厂,所生产的汽车空调器、启动机、刮水器、散热器等产品市场占有率居世界首位。
20 世纪初到中叶,汽车制造主要以Ford生产方式为代表,其生产特点为典型的大批量生产模式。专用设备、刚性生产线,以及零件高度互换和质量统计分析为主的质量保证体系,代表了它的主要特征。这个时期,单工序优化的制造工艺技术研究对提高生产率、降低制造成本发挥了决定性作用。但随着经济的发展,人们消费水平的提高,汽车消费要求日趋个性化,多品种、小批量的汽车生产方式逐渐占据主导地位。但在多品种、小批量生产方式下,汽车制造的效益不再显著。如何面对激烈的市场竞争,使企业保持良好的效益,从管理科学方面对汽车制造提出了许多新理念及企业运作方法。例如,日本丰田公司实施的准时生产JIT(Just In Time)及生产监控方法。所谓JIT,就是在需要的时间里生产需要的合格产品。生产监控方法就是在生产线中保证进入下一工序的成品或半成品是 100%的合格品。丰田的这种生产运作方式不仅适应了市场变化,而且使在制品库存积压大量减少。又如,美国里海大学与通用汽车公司(GM)共同提出的敏捷制造(AM)的概念。敏捷制造的目的是快速解决市场需求问题。其基本核心内容就是虚拟公司与动态联盟。所谓虚拟公司,就是当有了成熟的汽车产品设计后,不再像传统汽车生产方式那样组织生产,而是通过计算机网络,在全球范围内,选择最具实力的制造企业组成联盟,即虚拟公司。虚拟公司的生产运作均是通过网络、数据库、多媒体等信息化技术手段来完成的。当产品的市场寿命结束了,虚拟公司也就完成其使命。在扁平化管理的虚拟公司运作中,各加盟配套企业在技术、经济、管理上各自都相对独立,有较大自我决策权,联盟仅参与意见,这样更有利于实现敏捷设计、敏捷制造的并行。事实上,现在许多发达国家的汽车制造工业在生产方式及配套体系运作上已全面按这种理念进行运作。
生产类型的不同,生产组织、管理,生产车间的布置,毛坯的制作,设备、工装夹具、加工方法的选择以及对工人技术等级等方面的要求均不同。制订工艺规程时,必须考虑与生产类型相适应,这样才能取得最大的经济效益。表 1-2 对不同汽车生产类型和工艺过程的特征进行了详细的比较和描述。
表1-2 不同汽车生产类型和工艺过程的特征比较