軌道車輛制造企業(yè)準(zhǔn)時化生產(chǎn)物流配送研究

曹國偉+張志剛+王嘯波+王剛

摘 要：簡要介紹了中車唐山公司碳鋼組裝工序工位制節(jié)拍化生產(chǎn)模式，分析并指出了當(dāng)前物流配送中需要改進的環(huán)節(jié)，在此基礎(chǔ)上，運用巡回混載取貨優(yōu)化了補貨模式，對點對點配送過程中配送路線規(guī)劃、配送工裝編組進行了詳細(xì)研究，具有很好的管理借鑒意義。

關(guān)鍵詞：裝備制造；準(zhǔn)時化；節(jié)拍化；生產(chǎn)物流

軌道交通裝備市場“多品種、小批量、快速交付”的個性化需求，要求制造企業(yè)必須具備多條生產(chǎn)線并行和不同車型頻繁切換的能力。同時，順應(yīng)十三五“提質(zhì)增效”的核心要求，制造企業(yè)走出一條“精益化”可持續(xù)的發(fā)展之路已成為必然趨勢。中車唐山公司作為國內(nèi)軌道車輛制造的龍頭企業(yè)，2010年開始推行精益節(jié)拍化生產(chǎn)。目前，碳鋼組裝工序基于標(biāo)準(zhǔn)工位的柔性生產(chǎn)線已經(jīng)形成，實現(xiàn)了25T型車3節(jié)拍、25G型車4節(jié)拍的均衡化流動生產(chǎn)。生產(chǎn)物流作為制造體系的基礎(chǔ)支撐環(huán)節(jié)，庫存成本過高、作業(yè)效率低下、配送工裝簡陋等亟待解決的問題，已經(jīng)成為產(chǎn)能持續(xù)攀升的瓶頸環(huán)節(jié)。

一、中車唐山公司碳鋼組裝線工位制節(jié)拍化生產(chǎn)模式

工位制節(jié)拍化生產(chǎn)是一種以工位為最小作業(yè)組織單元，按照固定生產(chǎn)節(jié)拍進行均衡作業(yè)的生產(chǎn)組織模式。碳鋼組裝工序生產(chǎn)線共有16個生產(chǎn)工位組成，分別為DAY1、DAY2、GW01、GW02......GW14，形成了“雙U”型生產(chǎn)線布局。其中，DAY1、DAY2單節(jié)拍作業(yè)時間均為8小時，其余工位單節(jié)拍作業(yè)時間由整體作業(yè)節(jié)拍決定，以三節(jié)拍為例，其余工位單節(jié)拍作業(yè)時間為140分鐘。生產(chǎn)線布局如圖1所示：

二、工位制節(jié)拍化生產(chǎn)模式下組裝線物流現(xiàn)狀分析

1.生產(chǎn)線物料配送現(xiàn)狀

組裝工序節(jié)拍化物流配送是基于計劃拉動的精益物流配送模式：工藝部門將制造BOM嵌入SAP管理平臺，車間按照“3+3”生產(chǎn)計劃排布原則，提前鎖定3天作業(yè)計劃，預(yù)排3天作業(yè)計劃，以此完成日別作業(yè)計劃的滾動發(fā)布。鎖定作業(yè)計劃觸發(fā)生產(chǎn)訂單的生成，生產(chǎn)訂單以單節(jié)拍單工位為生成單元，下發(fā)到生產(chǎn)線邊庫。線邊庫物控員按照生產(chǎn)訂單信息，下發(fā)配餐、配送節(jié)拍化作業(yè)指令，指導(dǎo)物流作業(yè)。

當(dāng)前，生產(chǎn)物流主要有三種物流配送模式，第一種為配餐模式，即：補貨中心按補貨計劃定時補貨到線邊庫，線邊庫依據(jù)配餐計劃打包配餐后，在配送指令指引下配送至指定工位；第二種為直送模式，即：線邊庫不設(shè)緩存量，直送倉庫或供料單位直送至工位或車間緩沖區(qū)；第三種為車間內(nèi)物流模式，車間自行完成物料的緩存補貨與配送，此種物料多為不適合節(jié)拍化配送的緊固件和消耗材料。

2.物料配送系統(tǒng)中浪費的識別

（1）供應(yīng)過剩的浪費：直送到車間物料緩存區(qū)的物料，往往形成物料在車間內(nèi)部的二次搬運和堆放，產(chǎn)生無價值多余動作，也會造成生產(chǎn)線工位物料的大量堆積的浪費。

（2）物流作業(yè)過程冗余。補貨單位（公司級倉庫、供應(yīng)商）補貨到線邊庫的物料，來料包裝參差不齊，需要大量的拆除包裝、二次揀配等不增值物流作業(yè)。此過程，不但消耗大量勞動力，而且極易造成物料磕碰劃傷。

（3）配送效率低，配送容器簡陋。物料的配餐與配送完全依靠自制的木質(zhì)配送箱和叉車來完成的。自制箱包精益化程度低且作業(yè)效率低，同時，叉車在車間物流通道內(nèi)配送路線雜亂，經(jīng)常發(fā)生物流通道擁堵造成配送延遲。

（4）庫存資金高，庫存周轉(zhuǎn)率低。到貨物料不合格、庫存物料配套性低、質(zhì)檢周期長、設(shè)計頻繁更改等因素，需要公司級倉庫大量的庫存來滿足線邊庫補貨需求，否則，極易造成生產(chǎn)線停滯。

三、工位制節(jié)拍化生產(chǎn)模式下組裝線物流配送優(yōu)化

1.巡回混載補貨

取消直送車間工位的物流配送，將公司級倉庫和供應(yīng)商物料統(tǒng)一補貨到線邊庫，由線邊庫按照節(jié)拍配送計劃配送至對應(yīng)工位。同時，改變傳統(tǒng)庫存管理，通過與遠途重點供應(yīng)商簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共享生產(chǎn)計劃的方法，實施供應(yīng)商管理庫存的模式（VMI），降低供應(yīng)鏈整體庫存。在此基礎(chǔ)上，線邊庫采用目的地巡回混載取貨（milkrun）的方式進行補貨，提高物料補貨的及時性和配套性。原理如下：

實施要點主要有：（1）線邊庫提前3天下達補貨指令到各供應(yīng)商及VMI倉庫；（2）各供應(yīng)商及VMI倉庫將三天內(nèi)需要補貨的物料轉(zhuǎn)移到待檢區(qū)，駐供應(yīng)商質(zhì)檢員檢驗合格后轉(zhuǎn)移到合格品區(qū)，確保入廠物料為合格品；（3）每次補貨的批量為1天用量，即，當(dāng)天中午12：00前將第二天車間用料補貨到線邊庫。（4）VMI倉庫依據(jù)“3+3”生產(chǎn)作業(yè)計劃和庫存期量標(biāo)準(zhǔn)，自行完成各自倉庫物料的供應(yīng)。

2.配送容器優(yōu)化

只有實現(xiàn)了配送容器單元化才能實現(xiàn)配送中對物料的單元管理。基于此，將組裝工序節(jié)拍化配送物料進行屬性寫實，分類存儲，按照體積屬性將物料分為大件物料（A）、特殊管材（B）、小件物料（C）三類。對應(yīng)特制了三種類型的配送工裝車，將不同車型每個工位物料進行合理打包，每個箱包號與特定的配送工裝一一對應(yīng)，實現(xiàn)組裝物料單元管理。其中，小件物料的揀配應(yīng)用行跡化托盤完成，不僅提高了揀配效率，也保證了物料配送過程中的質(zhì)量。

為解決物流過程冗余，嘗試使用儲運一體化工裝進行“單輛車單工位”打包。儲運一體化工裝的應(yīng)用不僅能削減包裝箱拆解、物料二次揀配、更換物料承載工裝以及廢舊包裝清理等不增值的物流作業(yè)，而且實現(xiàn)了物料的裸件配送，使得倉儲作業(yè)環(huán)節(jié)與配送作業(yè)環(huán)節(jié)無縫銜接，大幅提高物流整體作業(yè)效率。

3.“列車時刻表”式點對點配送

JIT配送系統(tǒng)要求在準(zhǔn)確的時間提供準(zhǔn)確數(shù)量的產(chǎn)品到達準(zhǔn)確的地點，這時的配送必然采取的是多頻次、小批量的點對點配送。碳鋼組裝工序點對點物流配送從以下幾個方面實施：

配送路線優(yōu)化。在SAP系統(tǒng)中對生產(chǎn)線、配送路線進行定義，并且把生產(chǎn)線與配送路線對應(yīng)起來。組裝車間共有4條物流通道，配送到位解編后牽引車返回。工裝回收需按照配送路線原路返回物流配送中心。配送路線與生產(chǎn)線對應(yīng)關(guān)系如下表所示。

節(jié)拍化配餐。對每條產(chǎn)線的箱包進行編號，工位BOM中一個物料號可以對應(yīng)多個箱包號（TC1-1-DAY1-1），一個箱包號對應(yīng)一個工位地址碼，箱包號與工裝號也需一一對應(yīng)起來。線邊庫管庫員按照物物料配餐計劃組織物流工進行物料配餐，配餐完成后，依據(jù)配餐清單對配餐物料進行核對。管庫員依據(jù)配餐指令及實際配餐清單在SAP系統(tǒng)內(nèi)進行配餐確認(rèn)。如果物料不能及時補貨影響該箱包按時配餐，補貨責(zé)任方須提前在系統(tǒng)內(nèi)申請轉(zhuǎn)序。

配送工裝編組。系統(tǒng)首先獲取需配送箱包號（TC1-3-G001-1）第一個字段（生產(chǎn)線編號），按照箱包所屬生產(chǎn)線不同，自動把該節(jié)拍需要配送的所有箱包分成六組；對每條生產(chǎn)線上的箱包按照特定邏輯進行排序。考慮到車間生產(chǎn)臺位布局和物流通道設(shè)置，TC1-3、TC1-4生產(chǎn)線按照工位號由小到大順序進行排序，TC1-6、TC1-7生產(chǎn)線按照工位號由大到小順序排序；對每條生產(chǎn)線箱包進行切割。假設(shè)配送牽引機車的最大載容量為6個箱包，則系統(tǒng)自動把每條產(chǎn)線前6包編為一組，直到把該線所有箱包編組完成。需要說明的是，不同生產(chǎn)線箱包不能混合編組；依據(jù)生產(chǎn)線與配送路線的對應(yīng)關(guān)系，首先通過識別箱包號的產(chǎn)線字段獲取該箱包號對應(yīng)的配送路線字段（如TC1-P2）。同時，系統(tǒng)自動獲取當(dāng)前日期數(shù)據(jù)，最后加上當(dāng)日車次識別字段，即可生成該配送車次（如TC1-P2-20150201-1）。為了平均分配配送資源，避免物流配送通道擁堵。每條生產(chǎn)線按照編組先后順序每次取出一組箱包作為第一批配送箱包，假設(shè)有10輛牽引車（10組為一批），則依此循環(huán)匹配，直至所有箱包匹配完成。工裝編組邏輯如下：

物流作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。車間作業(yè)節(jié)拍開始50分鐘內(nèi)為配送中心工裝回收作業(yè)時間；本節(jié)拍配送下一節(jié)拍生產(chǎn)用料，配送結(jié)束時間為本節(jié)拍作業(yè)結(jié)束時間，單次配送作業(yè)周期為25分鐘。上一批車配送結(jié)束時間為本批車發(fā)車時間，依次類推；每批車發(fā)車時間為該批車編組結(jié)束時間，編組作業(yè)周期為10分鐘；配餐結(jié)束時間為該工裝編組開始時間，配餐作業(yè)周期為30分鐘；每天下午16：30-17：00為鎖定配餐時間（配餐內(nèi)容為第二天第一節(jié)拍需要配送的物料）。物流作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)表如下：

工裝回收與保管。車間各工位須在節(jié)拍開始40分鐘內(nèi)把上一節(jié)拍的物料工裝清空并移交到車間工裝放置區(qū)，配送中心物流工對放置區(qū)的空工裝進行隨機編組，按照配送原路線返回配送中心（入口即出口）。每生產(chǎn)節(jié)拍開始后50分鐘內(nèi)，配送中心需把上一節(jié)拍配送到車間的工裝全部取回。同時，工裝號在系統(tǒng)內(nèi)被釋放，可以進行下一輪編組。不同工位的配送工裝分別返回放置到對應(yīng)的工裝放置區(qū)，便于倉儲中心配餐取用。

四、結(jié)論

巡回混載補貨和供應(yīng)商管理庫存模式的聯(lián)合應(yīng)用，大幅降低整體供應(yīng)商庫存量，組裝工序重點物料庫存周轉(zhuǎn)率提高31%，儲運一體化工裝嘗試，削減了物流過程中不增值作業(yè)環(huán)節(jié)，精簡物流作業(yè)流程。“列車時刻表”式點對點物流配送打破了限制產(chǎn)能提升的物流瓶頸，據(jù)統(tǒng)計，以25T型車為例，單節(jié)拍物料配送次數(shù)由原來115次下降到55次，配送效率提升209%。本文雖然對碳鋼組裝工序生產(chǎn)物流配送進行了優(yōu)化，但是還未實現(xiàn)巡回補貨和點對點配送的過程管理與監(jiān)控，運用射頻識別和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對物流過程進行管理，是本文的下一步研究方向。

作者簡介：曹國偉（1981- ），男，漢族，河北玉田人，中車唐山機車車輛有限公司，高級工程師，中車管理專家，主要從事企業(yè)生產(chǎn)物流及ERP應(yīng)用研究；張志剛（1985- ），男，漢族，河南新鄉(xiāng)人，碩士，經(jīng)濟師，研究方向：企業(yè)信息化；王剛（1987- ），男，漢族，吉林吉林人，工程師，主要從事企業(yè)倉儲物流管理