汽車總裝配車間低成本物流系統(tǒng)研究

曾清林（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西柳州，545116）

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汽車總裝配車間低成本物流系統(tǒng)研究

曾清林
（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西柳州，545116）

物流成本占汽車生產(chǎn)企業(yè)總成本約18%，研究低成本物流系統(tǒng)，對(duì)企業(yè)非常重要。本文分析了原物流系統(tǒng)的成本構(gòu)成，疏理了中間物流關(guān)鍵環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，在引進(jìn)AGV（自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)輸車）基礎(chǔ)上，提出了在汽車總裝配車間采用減少庫(kù)存、優(yōu)化硬件與作業(yè)人員投入結(jié)構(gòu)、改善物流管理質(zhì)量等建議，并設(shè)計(jì)出低成本運(yùn)行結(jié)構(gòu)體系。為企業(yè)降低庫(kù)存和人力成本，最終節(jié)約物流運(yùn)營(yíng)費(fèi)用有借鑒作用。

低成本；物流系統(tǒng)；AGV（自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)輸車）

引言

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，物流成本占汽車生產(chǎn)企業(yè)總成本約18%。在當(dāng)前汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇的背景下，各大汽車企業(yè)在提升柔性化生產(chǎn)能力時(shí)，紛紛研究低成本生產(chǎn)物流模式，并提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。在企業(yè)物流成本中，最主要的就是庫(kù)存成本。如何削減零部件庫(kù)存，也是決定制造成本最核心的問(wèn)題。日本豐田汽車公司的“豐田生產(chǎn)方式”的核心思想就是通過(guò)“準(zhǔn)時(shí)制”（Just In Time準(zhǔn)時(shí)制，簡(jiǎn)寫JIT）物流模式降低庫(kù)存，甚至實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存的目標(biāo)。因此，如何削減制造過(guò)程中的庫(kù)存，也是制造企業(yè)最核心、最急迫的課題。

豐田JIT準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)及物流方式：是在需要時(shí)，按照后工序需要的數(shù)量，提供所必須的產(chǎn)品。其核心理念在于追求庫(kù)存無(wú)限降低，甚至零庫(kù)存。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式看來(lái)，保持一定數(shù)量的庫(kù)存，是制造過(guò)程必不可少的緩沖。豐田JIT的理念就是努力降低中間生產(chǎn)、物流過(guò)程的庫(kù)存［2］，從而降低物流成本。保持最低限度的庫(kù)存，還必須保持在生產(chǎn)過(guò)程中的物流精確就位，其核心工具就是利用看板的形式，將下一道工序所需要的零件，準(zhǔn)時(shí)提供給下一工序［3］。對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，也強(qiáng)調(diào)精確、及時(shí)的物流形式［4］。

1　物流系統(tǒng)成本構(gòu)成

物流系統(tǒng)的成本主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是庫(kù)存持有成本（Carrying Costs）；二是缺貨成本（Out-of-Stock Costs ）［5］。其中庫(kù)存持有成本所占比重最大；缺貨成本（Out-of-Stock Costs ）是指所保管的物資或商品無(wú)法滿足客戶需求所產(chǎn)生的資金損失［8］。

1.1庫(kù)存持有成本

庫(kù)存持有成本有以下幾個(gè)方面組成：

（1）場(chǎng)地占用成本（Space Costs）。該部分成本是指因存儲(chǔ)物資或商品所需占用建筑物空間所需要支付的費(fèi)用。該部分費(fèi)用還包含所占用建筑物內(nèi)部的照明等其他費(fèi)用。

（2）資金占用成本（Capital Costs）。該部分成本是指所存儲(chǔ)物資或商品的資金價(jià)值。該部分成本的準(zhǔn)確估值還存在爭(zhēng)議，因?yàn)槔视幸欢ǖ膬?yōu)惠幅度，且資金的機(jī)會(huì)成本無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)。但是不可否認(rèn)的是，該成本占總庫(kù)存持有成本的比重最大，約占80%［6］。部分企業(yè)使用資金成本的平均值，也有企業(yè)認(rèn)為用最低資金回報(bào)率（Hurdle Rate）來(lái)評(píng)估資金占用成本會(huì)更準(zhǔn)確［7］。

（3）物流服務(wù)成本（Inventory Service Costs）。該部分成本是指為保管、配送所存儲(chǔ)的商品和物資，所支付的人工、稅收等費(fèi)用。

（4）庫(kù)存風(fēng)險(xiǎn)成本（Inventory Risk Costs）。該部分成本是指商品損壞、短少或報(bào)廢所產(chǎn)生的損失。

物流成本及相關(guān)性分析如表1所示。

表2　物流成本及相關(guān)性分析

物流系統(tǒng)的成本中最主要的就是資金占用成本。而這部分成本與庫(kù)存量強(qiáng)相關(guān)。因此，要想降低物流成本，首要就要從庫(kù)存管理上展開。

1.2總裝配工作中存在的問(wèn)題

在汽車制造企業(yè)，總裝配車間的人員成本約占制造體系人員的40%左右。在沖壓、焊裝、涂裝都大規(guī)模實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化的情況下，總裝配車間因?yàn)榱慵?shù)量多，裝配工藝復(fù)雜，所以還保留了較多的技能人員來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。在當(dāng)前勞動(dòng)力成本急劇上升時(shí)候，如何減少作業(yè)人員成為汽車制造企業(yè)都面臨的難題。因此，在零件繁多，配送路線復(fù)雜的情況下，如何削減總裝配車間物流作業(yè)人員，也是制造企業(yè)最為關(guān)注的課題。

2　低成本物流系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法

根據(jù)以往研究測(cè)算，工廠生產(chǎn)總運(yùn)營(yíng)成本中的20%～50%是與物料搬運(yùn)和布置有關(guān)的成本，合理有效的布置方法，可以使得廠內(nèi)物流成本降低。豐田的準(zhǔn)時(shí)制物流模式，明確了在上下工序之間如何保持最小庫(kù)存的方法。這種方法只是給了一個(gè)基本的原則［9］。如何在這種方法的指導(dǎo)下，貫徹豐田提倡的在設(shè)計(jì)時(shí)著手消除浪費(fèi)的思想，更進(jìn)一步和最大限度的減少庫(kù)存，需要依賴創(chuàng)新物流技術(shù)予以實(shí)現(xiàn)。下文將以某汽車企業(yè)總裝配車間為例，對(duì)低成本物流系統(tǒng)的進(jìn)行研究。

2.1某汽車企業(yè)總裝配車間低成本物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在某汽車總裝配車間，零部件庫(kù)存主要包含線邊庫(kù)（LOC）暫存庫(kù)存，待發(fā)區(qū)庫(kù)存、集配區(qū)庫(kù)存、線邊庫(kù)存。該傳統(tǒng)集配模式即現(xiàn)行很多采用集配汽車生產(chǎn)廠家總裝所采用的內(nèi)部物流方式，物料流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)為如圖1所示。

圖1　傳統(tǒng)物流流程圖

因此，如果要降低物流成本，必須從如何減少庫(kù)存、如何對(duì)人員硬件投入進(jìn)行優(yōu)化、如何改善物流管理質(zhì)量這三個(gè)方面展開設(shè)計(jì)。

（1）減少庫(kù)存的設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)的基本要素，路線的設(shè)置直接影響到各個(gè)單位之間的聯(lián)系［10］，要盡可能實(shí)現(xiàn)近距離原則。根據(jù)傳統(tǒng)的物流集配圖，從零件到貨——生產(chǎn)線上線之間，存在兩個(gè)多余的環(huán)節(jié)。根據(jù)準(zhǔn)時(shí)制物流模式“計(jì)劃和安排環(huán)節(jié)的簡(jiǎn)化”［11］的原則以及阿克曼（Ackerman）和拉隆德（LaLonde）提出的縮短運(yùn)輸距離降低物料搬運(yùn)成本的思想［12］，應(yīng)該盡可能簡(jiǎn)化中間環(huán)節(jié)，減少物料的運(yùn)輸次數(shù)。因此，在規(guī)劃時(shí)，應(yīng)考慮取消待發(fā)區(qū)和集配區(qū)。但是物流管理過(guò)程中，揀貨是一項(xiàng)基本服務(wù)。因此，該功能必須予以保留。在基于準(zhǔn)時(shí)制模式的集配方法下，可以通過(guò)集配方法的改進(jìn)將集配區(qū)和線邊暫存區(qū)進(jìn)行整合。

綜合以上分析，在基于傳統(tǒng)準(zhǔn)時(shí)制物流模式下，本文提出以下庫(kù)存削減的改善方案（如圖2所示）。按照這種方式進(jìn)行改善，進(jìn)一步取消中間環(huán)節(jié)，將基于準(zhǔn)時(shí)制物流模式的集配直接向前推移，提前到線邊暫存區(qū)。以削減內(nèi)部庫(kù)存。此外，以前的待發(fā)區(qū)直接取消，物流作業(yè)只剩下：到貨后的卸貨——放料進(jìn)集配區(qū)——集配上線。這種創(chuàng)新模式大幅減少物流中間環(huán)節(jié)，削減庫(kù)存。但是，對(duì)分揀作業(yè)（集配）提出了更高要求，需要使用不同于傳統(tǒng)的方式進(jìn)行集配的管理。

圖2　改進(jìn)的低成本物流模式流程圖

（2）改善物流管理質(zhì)量的設(shè)計(jì)

由上文可知，基于集配區(qū)前移，中間庫(kù)存減少，意味著不確定性增大?；跍?zhǔn)時(shí)制物流模式的原理，必須要消除不確定性。而在現(xiàn)代內(nèi)部物流系統(tǒng)中，必須滿足在正確的時(shí)間、按照正確的順序?qū)⒄_數(shù)量的物料，配送至正確的地點(diǎn)的要求［13］。完善的質(zhì)量控制體系也是準(zhǔn)時(shí)化的基本條件［14］。

在以往的內(nèi)部物流分揀系統(tǒng)中，這些要求全憑人工實(shí)現(xiàn)，出錯(cuò)率非常高。隨著信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用信息系統(tǒng)進(jìn)行管理，能大幅提高配送效率和準(zhǔn)時(shí)性。此外，低成本物流模式也需要依靠“軟件”能力來(lái)實(shí)現(xiàn)其模式［15］?，F(xiàn)有的集配指示系統(tǒng)可以確保達(dá)成需求。

集配指示系統(tǒng)是一種信息系統(tǒng)，根據(jù)車輛上線順序和車型BOM表，指示各集配區(qū)揀料人員所需揀料的零件。最大程度上給予員工精確的作業(yè)指示，確保其不撿錯(cuò)零件。同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)中同步化的理想狀態(tài)——具備零件按照順序、按臺(tái)份配送至生產(chǎn)線的功能。

（3）優(yōu)化人員與設(shè)備投入的設(shè)計(jì)

根據(jù)圖2改善后的物流流程，庫(kù)存削減已經(jīng)處于較優(yōu)狀態(tài)。物流作業(yè)只剩下卸貨、分揀備料、配送上線三個(gè)環(huán)節(jié)。在這三個(gè)環(huán)節(jié)中，占成本比重最大的還是人力成本和設(shè)備成本。先對(duì)這三個(gè)環(huán)節(jié)的可能優(yōu)化方案進(jìn)行分析（見表2）。

根據(jù)懷特（White）提出的物料搬運(yùn)系統(tǒng)發(fā)展的五個(gè)階段［16］，用自動(dòng)化取代以大量人力活動(dòng)為特征的人工物料搬運(yùn)是一個(gè)大趨勢(shì)。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)物流技術(shù)，可知AGV技術(shù)可以取代人工作業(yè)。按照目前的勞動(dòng)力成本和AGV設(shè)備成本，可以進(jìn)行以下對(duì)比（見表3）。

表2　物流作業(yè)環(huán)節(jié)優(yōu)化方案分析

表3　AGV成本對(duì)比表

由上表3可知，用AGV取代人工在成本上是非常經(jīng)濟(jì)的，如果人工成本節(jié)省的費(fèi)用大于設(shè)備折舊和后期維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用，那么肯定可以降低物流運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。此外，AGV能通過(guò)料車的組合實(shí)現(xiàn)成組運(yùn)輸，一次完成多臺(tái)車的物料配送，符合物料搬運(yùn)的基本原則——物料搬運(yùn)的經(jīng)濟(jì)程度與貨物規(guī)模成正比［13］。使搬運(yùn)的經(jīng)濟(jì)型和成本優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步凸顯。

因此，投入AGV無(wú)人配送系統(tǒng)，在理論上能有效降低物流運(yùn)營(yíng)成本。

綜合以上分析，在基于準(zhǔn)時(shí)制的傳統(tǒng)集配模式上，可以進(jìn)一步創(chuàng)新，采用改進(jìn)的低成本物流系統(tǒng)。該改進(jìn)的低成本物流系統(tǒng)利用準(zhǔn)時(shí)制模式朝前移動(dòng)以進(jìn)一步消除中間庫(kù)存、利用集配指示系統(tǒng)確保準(zhǔn)時(shí)制模式得以實(shí)行并穩(wěn)定可靠、利用AGV無(wú)人配送系統(tǒng)降低物流運(yùn)營(yíng)成本，最終實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)的物流系統(tǒng)。

2.2低成本物流系統(tǒng)的成本

經(jīng)測(cè)算，按照以上方案的物流系統(tǒng)比傳統(tǒng)物流模式在運(yùn)營(yíng)成本上可以降低12%。此外，采用AGV配送后，物流現(xiàn)場(chǎng)更加有序、整潔。采用了集配指示系統(tǒng)后，使物流配送具備防錯(cuò)能力，物流配送出錯(cuò)率直接降低為零。

3　結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)總裝配車間的特點(diǎn)，低成本物流系統(tǒng)在人工設(shè)備成本削減和庫(kù)存降低方面有很大改善空間。在人工設(shè)備成本削減方面，采用AGV無(wú)人配送系統(tǒng)可大幅降低物流人員，減少物流運(yùn)營(yíng)成本。采用集配指示系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化過(guò)程管理，減少出錯(cuò)概率，提高物流的準(zhǔn)確度。有了AGV和集配指示系統(tǒng)的支持和配合，可以削減物流過(guò)程，從而減少過(guò)程物流庫(kù)存和物流運(yùn)作成本，最終實(shí)現(xiàn)成本最優(yōu)的物流系統(tǒng)。

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曾清林，男，湖南邵東人，碩士研究生，助理工程師。研究方向：豐田生產(chǎn)模式；主要從事的工作：生產(chǎn)物流、生產(chǎn)制造、制造技術(shù)。

E-mail: qinglin2012@163.com

Research on Low Cost Logistics System in the Automobile Assembly Workshop

Qinglin Zeng
（Liuzhou Liuxin Auto Stamping Co.，LTD.， LiuZhou， GuangXi， 545116， China）

The logistics cost accounted for more than 18% of the total cost of automotive enterprises. Study on the low cost of logistics system is very important for the automobile OEM. This thesis analysis the cost structure of the original logistics system， reorganizing the logistics center is the key link existing problems， and puts forward the automobile assembly plant in the reduce inventory， hardware and operating personnel input structure optimization， improve the quality of logistics management and so on， the introduction of AGV （automated guided vehicle）， and to the design of low cost operation structure system. For enterprises to reduce inventory， reduce labor costs， and ultimately reduce logistics operating expenses as a reference.

Low Cost； Logistics System； Automated Guided Vehicle

U468.2+1

A

2095-8412 （2016） 03-401-05