一汽股份談智能制造下的物流痛點(diǎn)與改善
文章來(lái)源于:物流技術(shù)與應用,作者:楊成延/李春峰,圖片來(lái)自“123RF”
文|中國第一汽車(chē)股份有限公司工程部 楊成延、李春峰 智能制造正在促進(jìn)制造方式變革和制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級,并將成為全球新一輪制造業(yè)競爭的制高點(diǎn)。數字化技術(shù)和智能化產(chǎn)品正在越來(lái)越多地被制造企業(yè)的物流體系所廣泛采用,并逐步發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。智能物流體系是一個(gè)新生事物,需要人們對其充分認識、精心準備、積極探索和科學(xué)應用,才會(huì )發(fā)揮出應有作用,實(shí)現預期目標。 智能制造系統是一種由智能機器和人類(lèi)專(zhuān)家共同組成的高效協(xié)同的系統。它通過(guò)智能裝備的自主學(xué)習、分析、推理、判斷和決策等智能活動(dòng),實(shí)現擴大、延伸和部分取代人類(lèi)專(zhuān)家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)的目標。 智能制造下的智能物流體系,就是通過(guò)智能化產(chǎn)品(如AGV、自動(dòng)立體倉庫和物聯(lián)網(wǎng)等),自主或輔助完成裝卸、分揀、存儲、配送等物流作業(yè)。 目前,智能化的物流裝備已經(jīng)越來(lái)越多地被應用到制造企業(yè)中。在汽車(chē)生產(chǎn)物流領(lǐng)域,以AGV、自動(dòng)立體倉庫等為代表的智能化物流技術(shù)設備,已經(jīng)在很多汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)推廣應用,并在生產(chǎn)效率提升和資源合理利用等方面收到了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。當然,我們還必須清醒認識到,智能化物流體系仍是一個(gè)新生事物,在應用過(guò)程中不會(huì )一帆風(fēng)順,需要人們以科學(xué)的方法和厚積薄發(fā)的態(tài)度,積極總結,不斷探索,激發(fā)和釋放出智能物流體系強大的能量。 經(jīng)過(guò)多年不懈努力,中國一汽以“數字驅動(dòng)美妙出行”為愿景,以“業(yè)務(wù)賦能、產(chǎn)品智能、生態(tài)智慧、數據增值”為目標,探索形成了一套符合當前車(chē)企轉型需求、可操作可落地的數字化平臺架構和技術(shù)體系。面向未來(lái),中國一汽將以數據為引擎,實(shí)現核心業(yè)務(wù)的數字化、價(jià)值化、創(chuàng )新化,通過(guò)構建完整的智能化管理體系,實(shí)現為客戶(hù)創(chuàng )造極致體驗的產(chǎn)品和服務(wù)。 在汽車(chē)生產(chǎn)供應鏈中,無(wú)論傳統物流模式,還是智能物流模式,實(shí)物流從供應商制造完畢到制造商實(shí)現整車(chē)裝配,基本作業(yè)步驟沒(méi)有發(fā)生變化,變化的只是作業(yè)的手段(見(jiàn)圖1)。 而且,滿(mǎn)足生產(chǎn)制造需求,以效率提升為手段,實(shí)現“資源占用最小化”,仍然是物流體系永恒的目標。 那么,智能物流體系是如何通過(guò)人機協(xié)同,提高作業(yè)效率并實(shí)現資源占用最小化呢?從目前的智能化物流體系應用實(shí)踐和發(fā)展方向的總體情況來(lái)看,主要體現在以下幾個(gè)方面,如圖2所示: 通過(guò)車(chē)路協(xié)同系統,構建智能無(wú)人駕駛運輸體系替代人工駕駛,提升卡車(chē)運行效率; 以零部件智能化入廠(chǎng)驗收替代人工的同類(lèi)作業(yè),提升驗收速度和準確率; 零部件智能存儲,提升庫位空間利用率,減少對存儲資源的占用; 根據生產(chǎn)線(xiàn)車(chē)輛順序和對應的物料清單,實(shí)現零部件的智能揀選,提升分揀作業(yè)效率; 以AGV實(shí)現零部件向生產(chǎn)線(xiàn)的智能配送,實(shí)現無(wú)人化作業(yè),提升供給效率; 對作業(yè)負荷大、環(huán)境艱苦的作業(yè)崗位,以智能裝備替代人工作業(yè),降低人工成本,提升作業(yè)效率。 相較于傳統物流體系,智能物流體系不僅提升了作業(yè)效率,而且實(shí)現了資源占用優(yōu)化和勞動(dòng)力成本降低,還解決了一些社會(huì )問(wèn)題。例如,傳統模式下的物流作業(yè),對作業(yè)人員的技術(shù)水平要求嚴格,人員培訓成本高、周期長(cháng)。在智能化物流體系中,由于智能設備的投入使用,降低了作業(yè)人員的技能要求,在降低培訓成本的同時(shí),還在某種程度上緩解了技術(shù)工種和物流司機短缺的社會(huì )問(wèn)題;再如,在條件艱苦的作業(yè)環(huán)境中,以智能化裝備替代人工作業(yè),更能體現人性化管理。在2020年初,由于新冠疫情的爆發(fā),很多地區間的人員流動(dòng)受阻,導致一些傳統的勞動(dòng)密集型企業(yè)復工困難,而智能化程度比較高的企業(yè),由于對人員數量和技能依賴(lài)性相對較小,比較容易達到復工的條件,復工組織相對比較容易一些。 2015年印發(fā)的《中國制造2025》是一份實(shí)施制造強國的戰略性文件,其中規劃的“智能制造工程”的目標為:“到2025年,制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現智能化,試點(diǎn)示范項目運營(yíng)成本降低50%,產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%,不良品率降低50%?!睆哪壳奥鋵?shí)的整體情況看,完成“智能制造工程”戰略目標,任務(wù)十分艱巨。為保證整體目標的實(shí)現,大有必要在國家或行業(yè)的統籌規劃促進(jìn)下,加快智能化體系的支持力度,強化交流與分享,通過(guò)成功經(jīng)驗的分享和挫折痛點(diǎn)的借鑒,提高行業(yè)內智能化物流體系的推廣速度和質(zhì)量,盡快形成智能化物流體系構建和運行的良好環(huán)境。在構建和運營(yíng)智能化物流的過(guò)程中,我們也走過(guò)一些彎路,經(jīng)歷了一些痛苦。 痛點(diǎn)一:規劃時(shí)難以精準提出智能裝備的技術(shù)要求,導致投入運營(yíng)后整個(gè)體系的功能受到了影響。智能物流體系中,為確??傮w功能的實(shí)現,不僅需要協(xié)同設備作業(yè),智能設備之間的信息流也必須高效協(xié)同(高精準、低時(shí)延)。由于受專(zhuān)業(yè)知識的局限,我們在對智能設備技術(shù)要求方面常常難做到有的放矢。比如,不同品牌的智能裝備之間編程語(yǔ)言不統一,調度系統兼容性差,通訊效率低,故障處理周期長(cháng)、成本高和不同功能智能設備之間協(xié)同能力較弱,進(jìn)而造成智能體系“低智商”的問(wèn)題,例如:AGV只能在規定的區域進(jìn)行簡(jiǎn)單的智能動(dòng)作,在固定的路線(xiàn)運行,在固定地點(diǎn)加減速,完成固定任務(wù),由于缺少集中調度管控系統,無(wú)法實(shí)現智能裝備進(jìn)行任務(wù)調度、協(xié)調;無(wú)論線(xiàn)路是否擁堵,任務(wù)是否均衡,都無(wú)法實(shí)現任務(wù)的統籌合理分配,只能“循規蹈矩”做著(zhù)“規定動(dòng)作”……除此之外,備用車(chē)輛由于需要寫(xiě)入任務(wù)和路線(xiàn)而無(wú)法快速實(shí)現替補,也是缺少中心調度管控的一個(gè)無(wú)法克服的痛點(diǎn)。在這種情況下,智能物流系統的效率優(yōu)勢自然難以體現出來(lái)。 痛點(diǎn)二:“非標準化”影響了智能物流體系能力優(yōu)勢的發(fā)揮。在傳統的零部件入廠(chǎng)驗收環(huán)節,由驗收員掃描零部件的箱標簽,完成信息上傳和零部件的入廠(chǎng)驗收,容錯能力(對箱標簽的位置和質(zhì)量要求并不是很高)較強。 而智能化驗收系統的流程,需要碼放零部件包裝箱的托盤(pán)自動(dòng)在輥道上通過(guò)(如圖3中左邊所示),輥道兩側的標簽識別裝置將掃描讀取箱標簽上的信息,進(jìn)行零部件數量、種類(lèi)等識別,并與生產(chǎn)計劃的物流籌措系統對比判斷,信息無(wú)誤后即可完成入庫信息的自動(dòng)錄入(如圖3中右邊所示),這種作業(yè)方式對箱標簽的位置和質(zhì)量要求較高。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中,由于經(jīng)常會(huì )發(fā)生標簽附著(zhù)位置、方向,以及標簽打印質(zhì)量等與“標準化”要求存在差異的情況,致使信息無(wú)法讀取或誤讀,影響了作業(yè)效率。 另外,在穿梭車(chē)式立庫和堆垛機式立庫的物品存儲過(guò)程中,由于零部件包裝容器外廓尺寸的非標準化(通用性弱),常常需要浪費存儲貨位的空間,這樣也影響了自動(dòng)化立體庫的空間利用率。 痛點(diǎn)三:“勉強”的運營(yíng)環(huán)境,增加了智能設備作業(yè)的失誤頻次。根據發(fā)展需要,一汽集團旗下的紅旗工廠(chǎng)需要在舊工廠(chǎng)基礎上進(jìn)行產(chǎn)能提升和制造體系的智能化升級,總裝車(chē)間在工藝和物流環(huán)節投入了近300臺AGV以替代生產(chǎn)線(xiàn)的板式傳輸鏈和物流牽引車(chē)。由于舊工廠(chǎng)場(chǎng)地狹窄(AGV轉彎困難)、空間鋼構密集(無(wú)線(xiàn)通訊不暢)和一些人為干擾(導致AGV急停避障)等方面的原因,AGV發(fā)生碰撞和脫軌等情況時(shí)有發(fā)生(圖4是總裝車(chē)間現場(chǎng)圖,其中可見(jiàn)地面密布的AGV導航磁線(xiàn)和空中密布的鋼構)。 舊工廠(chǎng)硬件方面的“短板”,一直制約著(zhù)智能物流系統功能的正常發(fā)揮。 痛點(diǎn)四:對智能物流體系缺少科學(xué)的認識。各級人員,特別是一些管理者,對智能物流體系缺少科學(xué)認識,存在認識誤區。這些認識誤區主要表現在: (1)智能化是企業(yè)“包醫百病”的手段,可以解決企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的各種問(wèn)題; (2)智能化體系是“中看不中用”的“花架子”,不會(huì )對生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生太大幫助; (3)構建智能化物流體系是輕而易舉的事,少數幾個(gè)人做起來(lái)就可以了; (4)智能化體系高深莫測,我們可掌握不了……這一系列認識誤區,也構成了推行智能化物流體系的一個(gè)個(gè)障礙。 以上這些痛點(diǎn)是企業(yè)實(shí)現智能化目標的絆腳石,阻礙著(zhù)智能化物流體系的完善與升級,影響著(zhù)物流體系愿景的實(shí)現。因此,制定有針對性改善措施,為后續工作奠定良好基礎,也是當下的重要任務(wù)之一。 追求智能物流體系愿景實(shí)現的過(guò)程,也就是一個(gè)持續改善的過(guò)程。對痛點(diǎn)進(jìn)行思考并不斷改善,是智能化走向成熟的有效途徑之一。在構建和升級智能化物流體系的實(shí)際工作中,我們結合一些工作經(jīng)歷和對現狀的思考,針對智能物流體系構建和運營(yíng)過(guò)程的痛點(diǎn),總結了一些改善建議。 一是要明確需求。精準提出智能裝備的技術(shù)要求,是解決構建智能化物流體系痛點(diǎn)的有效手段之一。在構建智能化物流體系的時(shí)候,我們曾經(jīng)面對過(guò)AGV“低智商”的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)這個(gè)“吃一塹長(cháng)一智”的過(guò)程,我們及時(shí)開(kāi)展了系列改善活動(dòng),例如:進(jìn)行多輪業(yè)務(wù)培訓、改善邏輯控制模式和增加AGV中心管控系統等多項措施。新的改善方案實(shí)施后,AGV之間的溝通效率顯著(zhù)提高,備用車(chē)上線(xiàn)時(shí)間大幅縮短,AGV可及時(shí)根據路況智能選擇行走路線(xiàn)(相對于原來(lái)的“公交路線(xiàn)”模式,改善后的模式被形容為“出租車(chē)方式”),實(shí)現了“智商提高”。 二是要制定規則,形成標準。構建和實(shí)施智能化物流體系是一把“雙刃劍”。一方面,可以帶來(lái)運行效率的提升,減少資源占用,降低物流成本;另一方面,它的需求也是“剛性的”,需要與關(guān)聯(lián)要素精準匹配,防止因出現“短板效應”影響物流體系整體優(yōu)勢的發(fā)揮。因此,前文提到的智能化驗收裝備,因箱標簽的附著(zhù)位置和包裝器具標準化的問(wèn)題影響驗收作業(yè)效率的情況,其改善措施就是與供應商一起對箱標簽附著(zhù)作業(yè)和包裝器具外廓尺寸實(shí)現系列化、標準化,通過(guò)對“游戲規則”的制定和遵守,確?!坝螒颉表樌?、持久和高質(zhì)量地進(jìn)行下去,并為后續改善打下基礎。 三是要選擇適合的物流裝備。一般來(lái)說(shuō),實(shí)現相同功能的智能裝備,其作業(yè)模式可能是多種多樣的。如AGV的導航方式存在電磁導航、二維碼導航、激光導航、視覺(jué)導航等等,各有優(yōu)劣。從技術(shù)成熟度、投資和運營(yíng)成本、作業(yè)環(huán)境等諸多因素的綜合考慮,才能選擇出適合的產(chǎn)品型號和作業(yè)方式。因此,不斷完善產(chǎn)品綜合評價(jià)和選用體系,進(jìn)行科學(xué)、理性判斷,才能制定和優(yōu)化物流方案,并發(fā)揮出應有的效能。 四是要進(jìn)行系統思考。系統思考就是從整體上對影響所關(guān)注項目行為的各種因素及其相互關(guān)系,進(jìn)行全局性思考。物流體系在全社會(huì )范圍內所處的位置,如圖5所示。 在構建的智能物流體系之中,幾乎對所有痛點(diǎn)的改善,均必須要升級到上一層級的體系中,才會(huì )找到改善之道(也稱(chēng)為“升維思考”)。如:物流與工藝協(xié)同的痛點(diǎn),需要在制造體系中改善解決;箱標簽、器具“不標準”的痛點(diǎn),需要在供應鏈體系中改善解決;關(guān)鍵核心技術(shù)缺失的痛點(diǎn),需要在全社會(huì )或者行業(yè)的范圍內加以改善和解決。 以效率提升來(lái)增強企業(yè)的競爭力并不斷滿(mǎn)足用戶(hù)需求,是企業(yè)永恒的追求。智能化是實(shí)現企業(yè)追求的必要手段。智能化物流體系的構建、推廣與升級進(jìn)程,將伴隨著(zhù)AI、區塊鏈、5G等新技術(shù)的誕生而不斷加速。企業(yè)在令人眼花繚亂、層出不窮的新技術(shù)面前,更需要保持清醒的頭腦,科學(xué)研判,厚積薄發(fā)地構建智能物流體系,才能更好地支撐智能制造升級和企業(yè)發(fā)展。一、智能制造下的智能物流體系
二、智能物流體系的建設目標
三、智能物流體系建設中的痛點(diǎn)
四、智能物流體系的改善建議
五、結束語(yǔ)
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