一汽股份談智能制造下的物流痛點(diǎn)與改善

文/楊成延 李春峰

中國(guó)第一汽車股份有限公司工程部

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(jí)，并將成為全球新一輪制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。數(shù)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(duì)其充分認(rèn)識(shí)、精心準(zhǔn)備、積極探索和科學(xué)應(yīng)用，才會(huì)發(fā)揮出應(yīng)有作用，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

一、智能制造下的智能物流體系

智能制造系統(tǒng)是一種由智能機(jī)器和人類專家共同組成的高效協(xié)同的系統(tǒng)。它通過(guò)智能裝備的自主學(xué)習(xí)、分析、推理、判斷和決策等智能活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大、延伸和部分取代人類專家在制造過(guò)程中的腦力勞動(dòng)的目標(biāo)。

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(cāng)庫(kù)和物聯(lián)網(wǎng)等），自主或輔助完成裝卸、分揀、存儲(chǔ)、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(yīng)用到制造企業(yè)中。在汽車生產(chǎn)物流領(lǐng)域，以AGV、自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)等為代表的智能化物流技術(shù)設(shè)備，已經(jīng)在很多汽車生產(chǎn)企業(yè)推廣應(yīng)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(jì)效益和社會(huì)效益。當(dāng)然，我們還必須清醒認(rèn)識(shí)到，智能化物流體系仍是一個(gè)新生事物，在應(yīng)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(jié)，不斷探索，激發(fā)和釋放出智能物流體系強(qiáng)大的能量。

經(jīng)過(guò)多年不懈努力，中國(guó)一汽以“數(shù)字驅(qū)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(shù)據(jù)增值”為目標(biāo)，探索形成了一套符合當(dāng)前車企轉(zhuǎn)型需求、可操作可落地的數(shù)字化平臺(tái)架構(gòu)和技術(shù)體系。面向未來(lái)，中國(guó)一汽將以數(shù)據(jù)為引擎，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)的數(shù)字化、價(jià)值化、創(chuàng)新化，通過(guò)構(gòu)建完整的智能化管理體系，實(shí)現(xiàn)為客戶創(chuàng)造極致體驗(yàn)的產(chǎn)品和服務(wù)。

圖1 零部件物流示意圖

二、智能物流體系的建設(shè)目標(biāo)

在汽車生產(chǎn)供應(yīng)鏈中，無(wú)論傳統(tǒng)物流模式，還是智能物流模式，實(shí)物流從供應(yīng)商制造完畢到制造商實(shí)現(xiàn)整車裝配，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（見圖1）。而且，滿足生產(chǎn)制造需求，以效率提升為手段，實(shí)現(xiàn)“資源占用最小化”，仍然是物流體系永恒的目標(biāo)。

那么，智能物流體系是如何通過(guò)人機(jī)協(xié)同，提高作業(yè)效率并實(shí)現(xiàn)資源占用最小化呢？從目前的智能化物流體系應(yīng)用實(shí)踐和發(fā)展方向的總體情況來(lái)看，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，如圖2所示：

● 通過(guò)車路協(xié)同系統(tǒng)，構(gòu)建智能無(wú)人駕駛運(yùn)輸體系替代人工駕駛，提升卡車運(yùn)行效率；

● 以零部件智能化入廠驗(yàn)收替代人工的同類作業(yè)，提升驗(yàn)收速度和準(zhǔn)確率；

● 零部件智能存儲(chǔ)，提升庫(kù)位空間利用率，減少對(duì)存儲(chǔ)資源的占用；

● 根據(jù)生產(chǎn)線車輛順序和對(duì)應(yīng)的物料清單，實(shí)現(xiàn)零部件的智能揀選，提升分揀作業(yè)效率；

● 以AGV實(shí)現(xiàn)零部件向生產(chǎn)線的智能配送，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化作業(yè)，提升供給效率；

● 對(duì)作業(yè)負(fù)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(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)模式下的物流作業(yè)，對(duì)作業(yè)人員的技術(shù)水平要求嚴(yán)格，人員培訓(xùn)成本高、周期長(zhǎng)。在智能化物流體系中，由于智能設(shè)備的投入使用，降低了作業(yè)人員的技能要求，在降低培訓(xùn)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(jī)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(xiàn)人性化管理。在2020年初，由于新冠疫情的爆發(fā)，很多地區(qū)間的人員流動(dòng)受阻，導(dǎo)致一些傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型企業(yè)復(fù)工困難，而智能化程度比較高的企業(yè)，由于對(duì)人員數(shù)量和技能依賴性相對(duì)較小，比較容易達(dá)到復(fù)工的條件，復(fù)工組織相對(duì)比較容易一些。

三、智能物流體系建設(shè)中的痛點(diǎn)

2015年印發(fā)的《中國(guó)制造2025》是一份實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略性文件，其中規(guī)劃的“智能制造工程”的目標(biāo)為：“到2025年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域全面實(shí)現(xiàn)智能化，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)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%。”從目前落實(shí)的整體情況看，完成“智能制造工程”戰(zhàn)略目標(biāo)，任務(wù)十分艱巨。為保證整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，大有必要在國(guó)家或行業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃促進(jìn)下，加快智能化體系的支持力度，強(qiáng)化交流與分享，通過(guò)成功經(jīng)驗(yàn)的分享和挫折痛點(diǎn)的借鑒，提高行業(yè)內(nèi)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(gòu)建和運(yùn)行的良好環(huán)境。在構(gòu)建和運(yùn)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。

圖2 智能物流體系效率提升途徑示意圖

痛點(diǎn)一：規(guī)劃時(shí)難以精準(zhǔn)提出智能裝備的技術(shù)要求，導(dǎo)致投入運(yùn)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(xiàn)，不僅需要協(xié)同設(shè)備作業(yè)，智能設(shè)備之間的信息流也必須高效協(xié)同（高精準(zhǔn)、低時(shí)延）。由于受專業(yè)知識(shí)的局限，我們?cè)趯?duì)智能設(shè)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(tǒng)一，調(diào)度系統(tǒng)兼容性差，通訊效率低，故障處理周期長(zhǎng)、成本高和不同功能智能設(shè)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(guī)定的區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)單的智能動(dòng)作，在固定的路線運(yùn)行，在固定地點(diǎn)加減速，完成固定任務(wù)，由于缺少集中調(diào)度管控系統(tǒng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能裝備進(jìn)行任務(wù)調(diào)度、協(xié)調(diào)；無(wú)論線路是否擁堵，任務(wù)是否均衡，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)任務(wù)的統(tǒng)籌合理分配，只能“循規(guī)蹈矩”做著“規(guī)定動(dòng)作”……除此之外，備用車輛由于需要寫入任務(wù)和路線而無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)替補(bǔ)，也是缺少中心調(diào)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(tǒng)的效率優(yōu)勢(shì)自然難以體現(xiàn)出來(lái)。

痛點(diǎn)二：“非標(biāo)準(zhǔn)化”影響了智能物流體系能力優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。在傳統(tǒng)的零部件入廠驗(yàn)收環(huán)節(jié)，由驗(yàn)收員掃描零部件的箱標(biāo)簽，完成信息上傳和零部件的入廠驗(yàn)收，容錯(cuò)能力（對(duì)箱標(biāo)簽的位置和質(zhì)量要求并不是很高）較強(qiáng)。而智能化驗(yàn)收系統(tǒng)的流程，需要碼放零部件包裝箱的托盤自動(dòng)在輥道上通過(guò)（如圖3中左邊所示），輥道兩側(cè)的標(biāo)簽識(shí)別裝置將掃描讀取箱標(biāo)簽上的信息，進(jìn)行零部件數(shù)量、種類等識(shí)別，并與生產(chǎn)計(jì)劃的物流籌措系統(tǒng)對(duì)比判斷，信息無(wú)誤后即可完成入庫(kù)信息的自動(dòng)錄入（如圖3中右邊所示），這種作業(yè)方式對(duì)箱標(biāo)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(biāo)簽附著位置、方向，以及標(biāo)簽打印質(zhì)量等與“標(biāo)準(zhǔn)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，在穿梭車式立庫(kù)和堆垛機(jī)式立庫(kù)的物品存儲(chǔ)過(guò)程中，由于零部件包裝容器外廓尺寸的非標(biāo)準(zhǔn)化（通用性弱），常常需要浪費(fèi)存儲(chǔ)貨位的空間，這樣也影響了自動(dòng)化立體庫(kù)的空間利用率。

圖3 零部件智能驗(yàn)收裝置

圖4 總裝車間運(yùn)行中的工藝和物流AGV

圖5 總裝車間運(yùn)行中的工藝和物流AGV

痛點(diǎn)三：“勉強(qiáng)”的運(yùn)營(yíng)環(huán)境，增加了智能設(shè)備作業(yè)的失誤頻次。根據(jù)發(fā)展需要，一汽集團(tuán)旗下的紅旗工廠需要在舊工廠基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)能提升和制造體系的智能化升級(jí)，總裝車間在工藝和物流環(huán)節(jié)投入了近300臺(tái)AGV以替代生產(chǎn)線的板式傳輸鏈和物流牽引車。由于舊工廠場(chǎng)地狹窄（AGV轉(zhuǎn)彎困難）、空間鋼構(gòu)密集（無(wú)線通訊不暢）和一些人為干擾（導(dǎo)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是總裝車間現(xiàn)場(chǎng)圖，其中可見地面密布的AGV導(dǎo)航磁線和空中密布的鋼構(gòu)）。舊工廠硬件方面的“短板”，一直制約著智能物流系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。

痛點(diǎn)四：對(duì)智能物流體系缺少科學(xué)的認(rèn)識(shí)。各級(jí)人員，特別是一些管理者，對(duì)智能物流體系缺少科學(xué)認(rèn)識(shí)，存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)。這些認(rèn)識(shí)誤區(qū)主要表現(xiàn)在：（1）智能化是企業(yè)“包醫(yī)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(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生太大幫助；（3）構(gòu)建智能化物流體系是輕而易舉的事，少數(shù)幾個(gè)人做起來(lái)就可以了；（4）智能化體系高深莫測(cè)，我們可掌握不了……這一系列認(rèn)識(shí)誤區(qū)，也構(gòu)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(xiàn)智能化目標(biāo)的絆腳石，阻礙著智能化物流體系的完善與升級(jí)，影響著物流體系愿景的實(shí)現(xiàn)。因此，制定有針對(duì)性改善措施，為后續(xù)工作奠定良好基礎(chǔ)，也是當(dāng)下的重要任務(wù)之一。

四、智能物流體系的改善建議

追求智能物流體系愿景實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，也就是一個(gè)持續(xù)改善的過(guò)程。對(duì)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(gòu)建和升級(jí)智能化物流體系的實(shí)際工作中，我們結(jié)合一些工作經(jīng)歷和對(duì)現(xiàn)狀的思考，針對(duì)智能物流體系構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)過(guò)程的痛點(diǎn)，總結(jié)了一些改善建議。

一是要明確需求。精準(zhǔn)提出智能裝備的技術(shù)要求，是解決構(gòu)建智能化物流體系痛點(diǎn)的有效手段之一。在構(gòu)建智能化物流體系的時(shí)候，我們?cè)?jīng)面對(duì)過(guò)AGV“低智商”的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)這個(gè)“吃一塹長(zhǎng)一智”的過(guò)程，我們及時(shí)開展了系列改善活動(dòng)，例如：進(jìn)行多輪業(yè)務(wù)培訓(xùn)、改善邏輯控制模式和增加AGV中心管控系統(tǒng)等多項(xiàng)措施。新的改善方案實(shí)施后，AGV之間的溝通效率顯著提高，備用車上線時(shí)間大幅縮短，AGV可及時(shí)根據(jù)路況智能選擇行走路線（相對(duì)于原來(lái)的“公交路線”模式，改善后的模式被形容為“出租車方式”），實(shí)現(xiàn)了“智商提高”。

二是要制定規(guī)則，形成標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)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(yùn)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(zhǔn)匹配，防止因出現(xiàn)“短板效應(yīng)”影響物流體系整體優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。因此，前文提到的智能化驗(yàn)收裝備，因箱標(biāo)簽的附著位置和包裝器具標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題影響驗(yàn)收作業(yè)效率的情況，其改善措施就是與供應(yīng)商一起對(duì)箱標(biāo)簽附著作業(yè)和包裝器具外廓尺寸實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)對(duì)“游戲規(guī)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(xù)改善打下基礎(chǔ)。

三是要選擇適合的物流裝備。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)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(dǎo)航方式存在電磁導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、視覺(jué)導(dǎo)航等等，各有優(yōu)劣。從技術(shù)成熟度、投資和運(yùn)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(hào)和作業(yè)方式。因此，不斷完善產(chǎn)品綜合評(píng)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(yīng)有的效能。

四是要進(jìn)行系統(tǒng)思考。系統(tǒng)思考就是從整體上對(duì)影響所關(guān)注項(xiàng)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(nèi)所處的位置，如圖5所示。在構(gòu)建的智能物流體系之中，幾乎對(duì)所有痛點(diǎn)的改善，均必須要升級(jí)到上一層級(jí)的體系中，才會(huì)找到改善之道（也稱為“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(biāo)簽、器具“不標(biāo)準(zhǔn)”的痛點(diǎn)，需要在供應(yīng)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(nèi)加以改善和解決。

五、結(jié)束語(yǔ)

以效率提升來(lái)增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力并不斷滿足用戶需求，是企業(yè)永恒的追求。智能化是實(shí)現(xiàn)企業(yè)追求的必要手段。智能化物流體系的構(gòu)建、推廣與升級(jí)進(jìn)程，將伴隨著AI、區(qū)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(gòu)建智能物流體系，才能更好地支撐智能制造升級(jí)和企業(yè)發(fā)展。