汽車零部件生產企業廠內精益物流體系建設

文/劉向錚

昆山同日工業自動化有限公司規劃總監

昆山同日基于大量實踐與專業經驗，為汽車零部件生產企業提供廠內物流升級整體解決方案，助力其逐步實現了原材料、半成品和產成品的集中管控，以及物料入庫、上架、出庫分揀、配送上線與成品下線等整個生產物流環節的自動化、無人化；同時通過搭建智能工廠生產“神經網絡”，提高了廠內精益物流體系的智能化水平。本文結合實際案例，詳細介紹了汽車零部件企業物流改善的要點與技術應用。

一、汽車零部件生產企業廠內精益物流體系的建設背景

1.勞動力成本的上漲，提高邊際貢獻的迫切需要

汽車零部件生產企業運作環節多、物流量大、物流成本高，勞動力價格急劇上漲給企業帶來了沉重壓力。運用自動化機械設備及系統，取代人工識別、人工搬運、人工記賬等作業，降低勞動力成本、實現智能制造，迫在眉睫。

2.生產場地緊張，提高場地利用率的迫切需求

隨著企業發展、產能增加，生產場地嚴重不足。目前企業存在倉儲物流用地不合理的情況，主要表現在物料存儲空間利用率不高，人工搬運、堆碼作業占地空間大，人工揀配區域面積大等方面。建設自動化倉儲物流系統，實現物料高層立體倉儲、自動配送，可以優化物流系統用地空間，提高整場空間利用率。

3.保證信息暢通，提高質量追溯的迫切需求

目前企業存在的生產物流系統不完善、企業內多系統孤立并存、信息不通暢等問題，嚴重增加了運營成本，影響產品質量追溯。打通供應商管理系統SRM、倉儲管理系統WMS、過程控制系統PCS及制造執行系統MES等各系統，應用RFID物聯網技術、5G通訊技術等，對生產過程各環節、各工序實施全流程監控，實現產品全生命的監督和質量追溯，可以提高數據準確性和完整性，為公司持續優化提供數據支撐，為科學決策提供可靠依據。

裝配物料大件立體庫

裝配物料小件Miniload立體庫+電子標簽揀選系統

4.完善企業生產運營保障體系

自動化物流系統的穩定運行是企業正常生產的保障，物流系統整體實施方案的切合性、物流設備的穩定性和可靠性顯得尤為重要。汽車零部件生產企業打造廠內精益物流系統，需要選擇強大的物流系統方案提供商，縱向基于產品屬性，橫向融合行業迭代，導入可靠的自動化設備，構建綜合信息系統，提供一體化智能制造解決方案與系統集成服務，為企業實施智能制造提供“最后一公里”的保障。

二、廠內精益物流體系建設的內涵和主要做法

廠內精益物流體系建設，是打造汽車零部件生產企業智能生產物流系統、推進企業智能制造轉型升級的重要舉措。應用自動化物流設備，建設“自動化立體倉儲及智能配送中心”，實現原材料、半成品和產成品的集中管控，物料入庫、上架、出庫分揀及配送等整個生產物流環節的自動化、無人化?；谖锫摼W和工業大數據技術，實現廠房內各區域之間、區域內設備之間的柔性聯動。確保在合適的時間，通過合適的裝備，將合適的物料送到合適的位置，達到信息流、生產流和物料流的深度融合，達到智能“感知”、精準“互聯”和高效“執行”，最終實現技術創新驅動管理創新。

昆山同日工業自動化有限公司（簡稱“昆山同日”）是專業服務于廠內智慧物流個性化、標準化系統解決方案供應商，在汽車零部件行業已深耕近十年，幫助很多企業打造廠內精益物流系統。下面以上海匯眾安亭子公司智能生產車間項目為例，介紹汽車零部件企業物流改善的要點與技術應用。

1.整體規劃，分步實施。逐步改善現斯廠內物流各個環節，輔助智能制造工廠建設。

汽車零部件企業進行廠內精益物流體系建設，難點在于針對現有生產物流情況，進行統籌規劃，實施過程不影響正常生產運營。針對上海匯眾安亭子公司的實際情況，物流體系總體設計思路為：首先實現原材料倉儲物流自動化，接著實現生產工藝間物料流動自動化，然后盡可能實現生產加工過程的物料上線和下線的自動化，最后實現成品倉儲自動化及排序出庫自動化；在作業自動化的同時，逐步實現生產過程可視化、數字化，各子系統相互配合，實現底盤生產智能化。

昆山同日和上海匯眾汽車制造有限公司成立了項目小組，從廠內物流人員及物流設備布置、未來物流動線規劃、工廠物流費用降低、智能制造工廠的愿景等方面出發，提出了廠內物流的5年發展規劃，制定了智能工廠建設目標和具體實施步驟；先后完成了安亭南廠裝配物料智能立體庫項目、安亭北廠焊接車間原材料智能立體庫以及原材料AGV配送項目、安亭北廠焊接白胚成品AGV下線項目、安亭北廠制動盤智能立體庫及AGV配送項目、安亭南廠成品智能成品立體庫項目等，整體項目的運行穩定性和投資收益達到了預期的目標，并進行不斷改造升級以及推廣，實現智能制造工廠建設目標。

2.明確廠內精益物流體系建設的目標和原則。

白胚智能搬運AGV

白胚智能搬運AGV監控系統

叉車式AGV代替人工叉車自動轉運焊接白胚成品

潛入式磁導航AGV實現物料自動配送上線

目前汽車零部件企業的生產線自動化程度已經達到了一定水平，然而保障生產的廠內物流體現仍存在作業效率低下、物流過程信息不透明等問題。通過廠內物流系統自動化升級，使生產計劃與物料保障單位的信息聯動，達到信息互聯互通，實時、快速反應，有效跟蹤監控生產計劃的執行和物料需求情況，為生產計劃排產提供更真實有效的數據支撐，實現系統模擬排產或建議排產。

實現各產品的質量追溯與生產過程質量記錄，通過產品標簽與批次管理原材料與過程生產的相關數據，實現與SAP系統集成，實時收集生產過程數據并自動報工，統一數據來源與口徑，提高數據收集質量與效率。生產工藝資料實現電子化及系統化管理，規范工藝管理要求，統計工藝執行數據，為工藝優化及工藝制定提供分析依據，并對生產設備進行統一規范及系統化的管理，實現設備維修、保養，全生命周期管理及其履歷管理，關鍵設備與系統集成，實時采集及監控設備的運行參數，掌握設備的有效運行情況。

基于物聯網和工業大數據技術，實現廠房內各區域之間、區域內設備之間的柔性聯動，確保在合適的時間，通過合適的裝備，將合適的物料送到合適的位置，達到信息流、生產流和物料流的深度融合，達到智能“感知”、精準“互聯”和高效“執行”，最終實現了技術創新驅動管理創新。

3.應用現代物流理論，配置先進的物流自動化設備，改善現斯物流狀態，提高物流效率，達到降本增效的目的。

（1）安亭南廠裝配物料智能立體庫項目

搭建了裝配物料大件托盤立體庫和小件Miniload立體庫，提高倉儲運轉效率。

小件采用Miniload立體庫+流利式貨架+電子標簽的揀選方式，實現自動補料，提高了揀選效率。

系統實現了P C S 、 M E S 、WMS、SAP一體化，保障信息交互無縫銜接。

采用PAD等移動設備“搶單”模式上線，提高配送效率，優化資源配置。

（2）安亭北廠焊接車間原材料智能立體庫及原材料AGV配送項目

通過現場調研及對客戶提供的數據表進行分析，對焊接智能立體庫存儲貨物分為大件和小件兩類，大件采用標準鐵箱進行存儲，小件采用塑料箱存放；分別進行了存儲量、吞吐量和布局設計，制定不同的收貨、存儲以及上線配送方案；設計大件托盤立體庫存儲區、小件托盤立體庫存儲區、小件揀選區、空料架回收區、AGV發運區。

根據大件和小件的出庫策略，采用6臺牽引式AGV進行焊接原材料的配送，對產線物流進行了整合，設計了6個配送站點。根據焊接車間的排產計劃，牽引式AGV能夠實現自動裝載多車物料，自動導引配送到對應的需求站點，并自動脫掛鉤，同時返程時把空dolly車自動掛好帶回倉庫。

（3）安亭北廠焊接白胚成品AGV下線項目

隨著智能物流系統設備的投入使用，投資收益逐漸體現，上海匯眾加強了在廠內精益物流體系建設方面的投入。安亭北廠焊接白胚成品AGV下線項目，主要是實現焊接白胚到電泳成品的智能下線，通過使用叉車式AGV代替人工叉車，將焊接白胚成品自動轉運至電泳AGV對接區域，實現焊接下線點與電泳區成品空滿料架轉運，為焊接車間進一步無人化服務。

該項目共投入了9臺叉車式AG V，負責搬運5種載具的30多種物料，對應11個下線點、空料架對接區和滿料架對接區。AGV設置360度安全防護區，AGV進出空滿箱交換區域出入口處設置人體檢測傳感器，檢測到有行人后系統停止附近移動的AGV。當有AGV通過出入口處時發出聲光報警，提示行人，保證安全防護要求。

（4）安亭北廠制動盤智能立體庫及AGV配送項目

針對制動盤坯料收貨時，人工接收物料并分類存儲作業耗時長、混裝來料需人工掃碼確認等問題，采用3D視覺及RFID技術，實現原材料坯料的自動拍照分析識別和物料信息自動寫入RFID標簽，自動識別確認的物料才能夠進入自動化立體倉庫存儲。坯料加工過程信息通過讀寫器自動寫入RFID標簽，實現加工過程的數字化監控。

針對目前物料堆放占地面積大、廠房空間利用率低、出入庫叉車搬運效率低等問題，采購高層貨架存儲物料，應用堆垛機、輸送機、穿梭車等自動化搬運設備，實現了物料的自動搬運出入庫，極大減少了物料堆放占地面積，提高出入庫作業自動化水平和出入庫效率。

為了實現自動配送上線，減少人工，采用潛入式磁導航AGV。AGV能夠自動取料牽引貨物前進，同時搬運到位后能夠自動與物料脫離。AGV調度系統能夠實時監控AGV小車的位置和任務狀態，接收WMS系統的搬運任務，智能調度AGV完成搬運作業。設計AGV?？空?3個，AGV能夠與RGV進行自動對接，有效應對產線并發需求。

（5）安亭南廠成品智能立體庫項目

針對主機廠零部件排序供應的需求，上海匯眾以往的成品物流模式為：成品下線裝載到料架內——人工搬運入庫堆垛存儲——人工搬運出庫至排序區——人工排序。這種方式占地面積大，周轉效率低且作業差錯率高。

上海匯眾與昆山同日合作，在安亭南廠建設了成品智能立體庫，實現了大眾三廠的前副和后副成品智能存儲、自動下料、成品自動排序出庫；針對高頻次物料采用線上存儲，保障及時發貨。同時，該項目將5G通訊技術應用于AGV數據通訊，采用AGV進行C-MODEL后副成品的上線搬運。

制動盤智能立體庫

安亭南廠成品智能立體庫（一期）

安亭南廠成品智能立體庫（一期）看板

安亭南廠成品智能立體庫（一期）成品排序出庫

某汽車零部件企業智能化物流系統

汽車零部件企業完善的信息系統架構

新的物流模式為：產品自動下線——單件（或兩件）定制托盤存放——自動立體庫存儲/越庫線——機器人自動排序，實現了產品生產完成到準備發貨裝車的整個過程的無人化，不僅保證了效率，多重自動復核也避免了差錯。昆山同日結合客戶實際需求數據進行了充分的仿真分析模擬。目前，成品立體庫一期試點項目已驗收并交付使用，二期項目正在建設。

4.搭建智能工廠生產“神經網絡”—智能生產管理系統，提高廠內精益物流體系的智能化水平。

汽車零部件生產企業智能生產管理系統應包括SRM系統、WMS系統、MES系統、PCS系統等。各系統主要實現以下功能：

建設SRM系統，優化采購拉動，借助供應商門戶實現供應商送貨在途跟蹤；原材料倉庫優化，實現全部物料條碼管理。

建設PCS系統，實現生產過程的全程監控管理。

建設MES系統，實現生產制造過程的全面管理。

建設WMS系統，實現原材料、半成品及產品的自動化出入庫倉儲管理。通過入庫業務、出庫業務、庫存調撥和庫位管理等功能，對物料進行批次管理、庫存盤點、質檢管理和即時庫存管理，有效控制并跟蹤倉庫業務的物流和成本管理全過程，完善企業倉儲信息管理。自動調度堆垛機、輸送機、穿梭車、AGV等物流設備，保證存儲物料先進先出、自動記錄出入庫信息、按生產計劃自動配送原材料上線、自動回收產成品等；與MES系統、PCS系統無縫對接，實時接收上位系統的指令，實現物料入庫管理，按產線需求自動安排出庫任務，出入庫物料過程全程監控，實時反饋物料過程信息給MES系統。

最終建立囊括SRM系統、WMS系統、PCS系統和MES系統的完全的管理系統架構，實現智能化生產，打造智能工廠。

5.選擇強大的智能物流系統方案提供商，建立長期的戰略合作伙伴關系，保障自動化物料設備的穩定運行和養護。

上海匯眾已和昆山同日成為了長期的戰略合作伙伴。昆山同日專注于工業智能制造行業已近10年，能夠提供完整的智能制造解決方案，包括面向整體規劃方案、信息系統、定制專機、物流倉儲等；面向工廠智能制造改造項目，實現不停產改造目標，擁有自主知識產權的智能工廠和智能物流系統的管控平臺，全面實現工廠管理的集約化、精益化、柔性化；目前已成功實施了數十個汽車零部件行業智能工廠建設項目。

所有項目提供遠程服務和運維指導，通過MRO系統，提高設備運行可靠性；MRO主要是為了支持企業進行預防性和預測性維修這種主動維修模式的。嚴謹詳細的維保方案，以及定制的備品備件策略，已經解決了可能出現的突發故障；完善的售后服務體系能夠做到快速響應，使損失降到最低限度，確保用戶的切身利益。

三、廠內精益物流體系建設的成效

上海匯眾汽車制造有限公司多個物流項目的成功實施，很好地滿足了生產的需求，極大提高了運營效率，降低了物流成本，實現了企業精益物流體系全面升級，逐步實現智能制造工廠建設目標。具體體現為：

1.高密度智能倉儲優化空間，提高投資回報率，縮短投資回報周期。物料倉儲占地面積的減少使得企業可以新增產線投資，擴產創收。

2.實現自動化、信息化、智能化。上海匯眾選擇了全球領先的自動化物流設備，服務于智能制造；建立了適合汽車零部件企業的完善的信息系統，逐步實現智能制造工廠建設目標。

3.提高生產力，實現柔性、敏捷生產，降低成本。

4.各系統無縫集成、實時互通、資源共享，具有高度可靠性。

5.全方位檢測管控，自動采集、分析數據，實現運營可視化，有效幫助管理者進行決策，支持產品生命周期追溯管理。