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摘 要： 在汽车主机厂，车辆从涂装车间出来后，进入总装生成线体前，一般会有一个车辆缓存区，该缓存区主要起着车辆顺序重新排序和线体停线缓冲的作用，如何使排序区可以高效排序，并且能够防止系统出错以及车辆错误过点等相关异常影响，PBS的整体规划显得尤为重要，这决定了后续正式运行的效率，本文根据项目规划及实绩运行情况，针对性论述规划过程的注意要点。
关键词：PBS;布局规划;车辆排序
引言
当前汽车主机厂总装车间PBS一般包含两个功能区和一个异常处置车道，一是排序功能区（如下图中的黄色区域），二是存储功能区（如下图的蓝色部分），另外还有包含一个防错返回道，确保车辆在调度错误，未过 D 点之前，车辆可以通过防错返回道重新返回至排序区，避免车辆错误过点导致下游生产异常;车辆排序区一般有两种类型，平面车库和立体车库，由于立体车库投资比较大，目前主机厂采用的较少，本文暂不做讨论，本文结合目前 PBS平面库规划和运行情况，简要分析在规划阶段硬件、软件等方面的规划要点和注意事项，下图为目前总装 PBS 的大概布局示意图，下面将以此为基础进行分析。
1 PBS规划的主要内容
PBS规划主要分为硬件和软件两方面的规划，硬件主要是滚床、移行机、车道、转接设备、物理信息点、载码体及 RFID 读写器等，软件主要为车辆调度系统，实现车辆实时排序及各段缓存控制功能;制约硬件和软件的主要条件有：下游线体的规划节拍、下游线边物流提前准备时间，车辆队列确定位置（D 点）、车辆排序区布局规划、脱批车辆处理方案、异常车辆处理、车辆调度系统规划等。
2 PBS硬件方面的规划
2.1 车辆存储区规划
车辆存储区包含存储库容和设备，下面说明车辆存储区规划的一般原理步骤，车辆存储区库容确定车辆在顺序确定后经过一个点（D 点），经过该点的车辆顺序锁定，同时通过 IT 系统将车辆队列信息下发至下游各线，各线拣料区提前准备好，该点与主线装配线起点之间的车辆数量（滚床数量），则由各线拣料提前时间决定，如主线节拍为60JPH，各线拣料提前时间为 2H，则车辆信息交互位置与装配线入口的之间的车辆数则确定为：60JPH*2H=120，考虑到车辆在该区间，滚床为步进式运行方式，因此，空位数量与车辆数需要保持在 1：3，车辆才能顺畅流动，因此该区间段的滚床数量需要达到 160 个，其他节拍只需要进行换算即可。
2.2 车辆存储区设备节拍能力确定
车辆完成出库并实现在系统上登记过点的间隔时间，过点节拍受车辆出库过程调度次数以及系统过点速度的限制，如某次出库的车辆非目标车辆，需要从防错返回道重新返回库区，则在该时间内造成无车辆过点，影响车辆过点的节拍，在规划功能的时候需要关注过点节拍是否满足设计要求;根据主线规划节拍能力，确定各转接的需求节拍（如 60JPH），同时根据单个设备节拍能力确定设备数量和型号，一般来讲，PBS 上各个转接，如伸缩叉、移行机、旋转滚床、顶升滚床等节拍需要比主线节拍稍微快（如 65JPH）。
2.3 车辆排序区规划
PBS 排序区顾名思义，就是要对涂装车间过来的顺序已经混乱的车辆进行重排，由于目前大多数的车企均采用订单拉动式生产模式，也就是生产按照订单的顺序进行生产，因此订单式的生产模式与传统的批次式生产模式有了很大的差异，管理难度更大，要求更高;最重要的一个影响就是车辆队列中的顺序和车辆数量不确定性变大，车辆在出焊装车间就已经生成订单队列 A，车辆进入涂装车间，在出涂装车间后生成队列B，由于涂装车间采用的是同种颜色的车辆同批次出涂装车间，导致队列信息 A 和 B 有较大的偏差，如何通过车辆排序系统使 B 队列调整成尽量与 A 队列一致这就是 PBS 核心功能，该区域系统的排序效率直接影响下游的生产，可谓规划的重中之重，硬件是软件的基础，硬件的缺陷无法通过软件来根除，所以要想规划好车辆排序，需要从硬件布局、软件等方面下功夫。
2.4车辆排序区布局规划要点
车辆在排序区的动作流程：车辆首先进入排序区，然后通过调度系统，根据生产计划，将各个车道的第一台车进行调度，然后目标车辆转移至移行机上，车辆调度成功后过 D 点，完成整改调度工作。
排序区的车道定义：为提高排序效率，需要进行定义优先级别，原则上，能实现越快出车，越快过点的车道优先级别越高，也就是可以根据出车效率来定义车道的优先级别，车道优先级别确定后，车辆入库时该进入哪一条车道，可以提前计算得到。
排序区车道数确定：一般可由车型的数量和车辆配置种类计算出来，如车型有 2 种，每种车型有 8 种配置，则一般车道数定为 2*8=16 道，按照实际情况，车道数一般设定为 10 至 20 道，当然可以根据实际情况增设几条预备车道供后期新增车型使用，车道数越多，对于后续的车辆调度越有利，待选择的车辆集合就越大，找到相同权重值车辆的可能性越大。
排序区每条车道容量确定：考虑到库区容量的空间和投资，还有车辆非常规调度操作的便利性，一般车道容量为 5-10 台。
排序区的容量确定：可以通过车道数乘以每条道的车辆数得到，如每条车道设置 5 台，则整个排序区的容量就是 80 台。
车辆权重值：为方便车辆入库与出库，需要定义车型、颜色、排量、有无天窗、两驱/四驅等评价要素的权重值，各评价要素可根据制造工艺的限制条件或者设备等适应性条件进行设定，如由于工艺限制，两款车型不能过于频繁切换，则车型的权重值会设置较高，保证相同车型连着生产，如车型的权重值设置成 100，又因为车辆颜色切换过于频繁会导致现场与颜色有关的零件变化频繁，易出现送错件的情况，那就需要颜色不能频繁切换，则颜色设置为 50，按照类似的逻辑依次设置各评价要素的权重值，如排量权重值 30，有天窗 10，无天窗 0，四驱 5，两驱 0， 则该车辆的权重值就是所有评价要素权重值之和，需要注意的是，为确保优先级的稳定性和正确性，前一个评价要素的权重值要大于后续全部评价要素的权重值之和，也就是权重值较高的评价要素具有决定性的功能。 车辆入库规则：排序区需要考虑入库和出库两个环节，入库车辆的分类精细程度决定出库的效率，车道数量也是车辆分类精细程度的硬件基础，因此车辆入库时需要将车辆进行分类，才能更好的按照生产计划进行后续的调度出库，车辆入库时，调度系统会根据當前车辆的类型，自动计算出该车辆的权重值，然后系统会确认与该车辆权重值最接近的一台车位于哪一条车道，然后该车辆进入目标车道，排在车辆权重值接近的车辆后面，如果该车道已经满车，则系统会自动将该车道排除，让该车进入其余有空余车位的车道并且与待进入车辆权重值最接近的车道排队等待出库。
生产计划：根据客户订单顺序生产的交付计划，生产线的交付计划需要保证整体与订单计划一致，确保交付准确性。
车辆出库规则：排序区车辆出库调度一般情况要考虑车辆调度的时间损失，避免多次调度，造成既定节拍时间内无车辆过点，拖慢整体过点节拍，也就是位于每条道的第二台以及以后的车辆，不进行调度，避免车辆需要从防错返回道重新进入排序区，原则上只调度每条车道的第一台车，因此，生产计划中的每台车在库区找目标车辆时，待选择的车辆集合就是 16 台，另外出库的依据就是生产计划，车辆出库最重要的是确保生产计划中的每一台车均能从 16 台车的集合里面找到计划出库的车辆并出库，使出库车辆队列与生产计划队列一致，如果生产计划队列中部分的车辆，在 16 台车组成的集合中无法找到相同车辆的，则需要根据计划车辆权重，在 16 台车组成的集合中找到最接近生产计划队列中的车辆进行替代，确保库区正常流动。
3 PBS软件方面的规划
PBS 软件主要为库区车辆调度系统软件，该软件规划的时候需要注意各功能模块操作便利性、兼容性等方面的要求。
软件功能规划
软件显示要求：软件操作界面需要可视化，可清晰显示在库车辆的型号、颜色以及所在车道等信息，可显示各车道满车、空位状况。
软件人工调度要求：要预备好车辆人工调度的功能，确保人工调度功能带有处理车辆调度的最高权限。
车辆锁车功能要求：对于某些异常车辆，可进行车辆锁止/禁用，确保车辆不过点，放置在库区等待处理。
车辆脱批处理要求：脱批车辆需要优先处理，权重值会随着脱批时间边长而增加，确保脱批车辆尽快过点上线生产。
新增车辆配置功能要求：要预留好后续新增车型车型代码的配置功能，确保新增车型可简单处理，系统就可以正常运行。
车道优先度修改功能：各车道可根据实际情况对优先度进行修订，也可以进行锁止，整条车道禁止入库与出库操作，方便特殊情况的出车效率提升。
设备故障报警功能要求：软件可实时反映库区内设备运行状态，有异常时可及时报警。
缓存数据定期清理功能要求：由于系统须实时接收 MES 系统下发的各类数据，为确保电脑正常稳定运行，软件自带定期清理过期数据功能。
PBS 缓存数量控制功能：确保各运行区间段的车辆数量保证在合理需求的范围内，如排序区内车辆数大于某个数值后，停止进车，避免排序区内车辆调度难度增加，又如 DU 之间的车辆超过某个数值后，可以停止 D 点过车操作等等。
4 结束语
本文根据广汽菲克广州工厂总装车间 PBS 规划的实例，分步骤，分区域说明在PBS 规划阶段需要确定的各限制要素，如何在软件、硬件功能上进行部署，确保后续的运行稳定性和高效性，经过实际运行验证，当初的规划可满足全部的功能需求，有力保证了车辆过点的准确性和过点的效率，同时也保证了车辆异常处理的灵活性和后续车型可拓展性，降低了后续潜在的投资成本，提高了生产效率。
（广汽菲亚特克莱斯勒汽车有限公司广州分公司， 广东 广州 511434）
关键词：PBS;布局规划;车辆排序
引言
当前汽车主机厂总装车间PBS一般包含两个功能区和一个异常处置车道，一是排序功能区（如下图中的黄色区域），二是存储功能区（如下图的蓝色部分），另外还有包含一个防错返回道，确保车辆在调度错误，未过 D 点之前，车辆可以通过防错返回道重新返回至排序区，避免车辆错误过点导致下游生产异常;车辆排序区一般有两种类型，平面车库和立体车库，由于立体车库投资比较大，目前主机厂采用的较少，本文暂不做讨论，本文结合目前 PBS平面库规划和运行情况，简要分析在规划阶段硬件、软件等方面的规划要点和注意事项，下图为目前总装 PBS 的大概布局示意图，下面将以此为基础进行分析。
1 PBS规划的主要内容
PBS规划主要分为硬件和软件两方面的规划，硬件主要是滚床、移行机、车道、转接设备、物理信息点、载码体及 RFID 读写器等，软件主要为车辆调度系统，实现车辆实时排序及各段缓存控制功能;制约硬件和软件的主要条件有：下游线体的规划节拍、下游线边物流提前准备时间，车辆队列确定位置（D 点）、车辆排序区布局规划、脱批车辆处理方案、异常车辆处理、车辆调度系统规划等。
2 PBS硬件方面的规划
2.1 车辆存储区规划
车辆存储区包含存储库容和设备，下面说明车辆存储区规划的一般原理步骤，车辆存储区库容确定车辆在顺序确定后经过一个点（D 点），经过该点的车辆顺序锁定，同时通过 IT 系统将车辆队列信息下发至下游各线，各线拣料区提前准备好，该点与主线装配线起点之间的车辆数量（滚床数量），则由各线拣料提前时间决定，如主线节拍为60JPH，各线拣料提前时间为 2H，则车辆信息交互位置与装配线入口的之间的车辆数则确定为：60JPH*2H=120，考虑到车辆在该区间，滚床为步进式运行方式，因此，空位数量与车辆数需要保持在 1：3，车辆才能顺畅流动，因此该区间段的滚床数量需要达到 160 个，其他节拍只需要进行换算即可。
2.2 车辆存储区设备节拍能力确定
车辆完成出库并实现在系统上登记过点的间隔时间，过点节拍受车辆出库过程调度次数以及系统过点速度的限制，如某次出库的车辆非目标车辆，需要从防错返回道重新返回库区，则在该时间内造成无车辆过点，影响车辆过点的节拍，在规划功能的时候需要关注过点节拍是否满足设计要求;根据主线规划节拍能力，确定各转接的需求节拍（如 60JPH），同时根据单个设备节拍能力确定设备数量和型号，一般来讲，PBS 上各个转接，如伸缩叉、移行机、旋转滚床、顶升滚床等节拍需要比主线节拍稍微快（如 65JPH）。
2.3 车辆排序区规划
PBS 排序区顾名思义，就是要对涂装车间过来的顺序已经混乱的车辆进行重排，由于目前大多数的车企均采用订单拉动式生产模式，也就是生产按照订单的顺序进行生产，因此订单式的生产模式与传统的批次式生产模式有了很大的差异，管理难度更大，要求更高;最重要的一个影响就是车辆队列中的顺序和车辆数量不确定性变大，车辆在出焊装车间就已经生成订单队列 A，车辆进入涂装车间，在出涂装车间后生成队列B，由于涂装车间采用的是同种颜色的车辆同批次出涂装车间，导致队列信息 A 和 B 有较大的偏差，如何通过车辆排序系统使 B 队列调整成尽量与 A 队列一致这就是 PBS 核心功能，该区域系统的排序效率直接影响下游的生产，可谓规划的重中之重，硬件是软件的基础，硬件的缺陷无法通过软件来根除，所以要想规划好车辆排序，需要从硬件布局、软件等方面下功夫。
2.4车辆排序区布局规划要点
车辆在排序区的动作流程：车辆首先进入排序区，然后通过调度系统，根据生产计划，将各个车道的第一台车进行调度，然后目标车辆转移至移行机上，车辆调度成功后过 D 点，完成整改调度工作。
排序区的车道定义：为提高排序效率，需要进行定义优先级别，原则上，能实现越快出车，越快过点的车道优先级别越高，也就是可以根据出车效率来定义车道的优先级别，车道优先级别确定后，车辆入库时该进入哪一条车道，可以提前计算得到。
排序区车道数确定：一般可由车型的数量和车辆配置种类计算出来，如车型有 2 种，每种车型有 8 种配置，则一般车道数定为 2*8=16 道，按照实际情况，车道数一般设定为 10 至 20 道，当然可以根据实际情况增设几条预备车道供后期新增车型使用，车道数越多，对于后续的车辆调度越有利，待选择的车辆集合就越大，找到相同权重值车辆的可能性越大。
排序区每条车道容量确定：考虑到库区容量的空间和投资，还有车辆非常规调度操作的便利性，一般车道容量为 5-10 台。
排序区的容量确定：可以通过车道数乘以每条道的车辆数得到，如每条车道设置 5 台，则整个排序区的容量就是 80 台。
车辆权重值：为方便车辆入库与出库，需要定义车型、颜色、排量、有无天窗、两驱/四驅等评价要素的权重值，各评价要素可根据制造工艺的限制条件或者设备等适应性条件进行设定，如由于工艺限制，两款车型不能过于频繁切换，则车型的权重值会设置较高，保证相同车型连着生产，如车型的权重值设置成 100，又因为车辆颜色切换过于频繁会导致现场与颜色有关的零件变化频繁，易出现送错件的情况，那就需要颜色不能频繁切换，则颜色设置为 50，按照类似的逻辑依次设置各评价要素的权重值，如排量权重值 30，有天窗 10，无天窗 0，四驱 5，两驱 0， 则该车辆的权重值就是所有评价要素权重值之和，需要注意的是，为确保优先级的稳定性和正确性，前一个评价要素的权重值要大于后续全部评价要素的权重值之和，也就是权重值较高的评价要素具有决定性的功能。 车辆入库规则：排序区需要考虑入库和出库两个环节，入库车辆的分类精细程度决定出库的效率，车道数量也是车辆分类精细程度的硬件基础，因此车辆入库时需要将车辆进行分类，才能更好的按照生产计划进行后续的调度出库，车辆入库时，调度系统会根据當前车辆的类型，自动计算出该车辆的权重值，然后系统会确认与该车辆权重值最接近的一台车位于哪一条车道，然后该车辆进入目标车道，排在车辆权重值接近的车辆后面，如果该车道已经满车，则系统会自动将该车道排除，让该车进入其余有空余车位的车道并且与待进入车辆权重值最接近的车道排队等待出库。
生产计划：根据客户订单顺序生产的交付计划，生产线的交付计划需要保证整体与订单计划一致，确保交付准确性。
车辆出库规则：排序区车辆出库调度一般情况要考虑车辆调度的时间损失，避免多次调度，造成既定节拍时间内无车辆过点，拖慢整体过点节拍，也就是位于每条道的第二台以及以后的车辆，不进行调度，避免车辆需要从防错返回道重新进入排序区，原则上只调度每条车道的第一台车，因此，生产计划中的每台车在库区找目标车辆时，待选择的车辆集合就是 16 台，另外出库的依据就是生产计划，车辆出库最重要的是确保生产计划中的每一台车均能从 16 台车的集合里面找到计划出库的车辆并出库，使出库车辆队列与生产计划队列一致，如果生产计划队列中部分的车辆，在 16 台车组成的集合中无法找到相同车辆的，则需要根据计划车辆权重，在 16 台车组成的集合中找到最接近生产计划队列中的车辆进行替代，确保库区正常流动。
3 PBS软件方面的规划
PBS 软件主要为库区车辆调度系统软件，该软件规划的时候需要注意各功能模块操作便利性、兼容性等方面的要求。
软件功能规划
软件显示要求：软件操作界面需要可视化，可清晰显示在库车辆的型号、颜色以及所在车道等信息，可显示各车道满车、空位状况。
软件人工调度要求：要预备好车辆人工调度的功能，确保人工调度功能带有处理车辆调度的最高权限。
车辆锁车功能要求：对于某些异常车辆，可进行车辆锁止/禁用，确保车辆不过点，放置在库区等待处理。
车辆脱批处理要求：脱批车辆需要优先处理，权重值会随着脱批时间边长而增加，确保脱批车辆尽快过点上线生产。
新增车辆配置功能要求：要预留好后续新增车型车型代码的配置功能，确保新增车型可简单处理，系统就可以正常运行。
车道优先度修改功能：各车道可根据实际情况对优先度进行修订，也可以进行锁止，整条车道禁止入库与出库操作，方便特殊情况的出车效率提升。
设备故障报警功能要求：软件可实时反映库区内设备运行状态，有异常时可及时报警。
缓存数据定期清理功能要求：由于系统须实时接收 MES 系统下发的各类数据，为确保电脑正常稳定运行，软件自带定期清理过期数据功能。
PBS 缓存数量控制功能：确保各运行区间段的车辆数量保证在合理需求的范围内，如排序区内车辆数大于某个数值后，停止进车，避免排序区内车辆调度难度增加，又如 DU 之间的车辆超过某个数值后，可以停止 D 点过车操作等等。
4 结束语
本文根据广汽菲克广州工厂总装车间 PBS 规划的实例，分步骤，分区域说明在PBS 规划阶段需要确定的各限制要素，如何在软件、硬件功能上进行部署，确保后续的运行稳定性和高效性，经过实际运行验证，当初的规划可满足全部的功能需求，有力保证了车辆过点的准确性和过点的效率，同时也保证了车辆异常处理的灵活性和后续车型可拓展性，降低了后续潜在的投资成本，提高了生产效率。
（广汽菲亚特克莱斯勒汽车有限公司广州分公司， 广东 广州 511434）