整車(chē)制造車(chē)間物流成本優(yōu)化研究

何小妹　張灝

摘 要：整車(chē)制造業(yè)中，物流是非增值環(huán)節(jié)，物流成本的削減可以為企業(yè)贏取更高的邊際利潤(rùn)。為了降低廠內(nèi)生產(chǎn)物流成本，準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)（JIT，Just in Time），排序拉動(dòng)生產(chǎn)（JIS，Just in Sequence），物流服務(wù)外包等模式應(yīng)運(yùn)而生。文章以北京奔馳后驅(qū)車(chē)工廠為例，對(duì)廠內(nèi)的生產(chǎn)物流作業(yè)成本進(jìn)行研究。以零件進(jìn)入車(chē)間為起點(diǎn)，以最小化廠內(nèi)物流作業(yè)成本為目標(biāo)，綜合考慮實(shí)際生產(chǎn)約束，搭建收貨、入庫(kù)、出庫(kù)和配線四大廠內(nèi)物流作業(yè)成本優(yōu)化模型并成功應(yīng)用，既實(shí)現(xiàn)了本企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本的節(jié)約，也為其他汽車(chē)企業(yè)的廠內(nèi)物流成本優(yōu)化提供借鑒思路。

關(guān)鍵詞：整車(chē)制造 生產(chǎn)物流 物流成本 降本增效

1 背景

物流被公認(rèn)為是企業(yè)的第三利潤(rùn)源泉，在其他條件不變的情況下，物流成本的降低，可以為企業(yè)贏取更高的邊際利潤(rùn)，成為行業(yè)中的成本領(lǐng)先者。北京奔馳汽車(chē)有限公司的廠內(nèi)物流采用供應(yīng)商外包模式，每年僅廠內(nèi)的物流服務(wù)成本支出就高達(dá)上億元，且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。只有有效降低物流成本，提升物流效率，才能提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，贏得客戶(hù)更高的產(chǎn)品價(jià)值認(rèn)同感。

在汽車(chē)制造業(yè)中，物流按照系統(tǒng)可分為供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流和回收物流。從零部件或原材料的供應(yīng)商到車(chē)間物流倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)輸過(guò)程為供應(yīng)物流，從物流倉(cāng)庫(kù)開(kāi)始一直到汽車(chē)生產(chǎn)結(jié)束為生產(chǎn)物流，期間伴隨的工位器具與料箱等的回收再利用為回收物流[1]。黃肖玲等研究了汽車(chē)零部件入廠物流[2]，溫斌賓研究了集裝器具的回收物流[3]，在對(duì)生產(chǎn)物流的研究中，黃波對(duì)車(chē)間的設(shè)備布局與混流路徑進(jìn)行了優(yōu)化[4]，鄧愛(ài)民等從物流作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間對(duì)物流成本進(jìn)行研究[5]，明菲菲以精益生產(chǎn)理論為指導(dǎo)思想，從生產(chǎn)節(jié)拍、物料配送時(shí)間及管理方式等方面對(duì)生產(chǎn)物流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化[6]，韓達(dá)帥則從作業(yè)、資源、作業(yè)中心角度對(duì)作業(yè)成本進(jìn)行分析[7]。

綜上，已有的對(duì)生產(chǎn)物流的研究大多以生產(chǎn)流程與管理方式為切入點(diǎn)，對(duì)廠內(nèi)具體物流作業(yè)的成本研究甚少。本文以北京奔馳后驅(qū)車(chē)工廠四大車(chē)間為研究對(duì)象，從整車(chē)廠內(nèi)的收貨、入庫(kù)、出庫(kù)與配線四大物流作業(yè)環(huán)節(jié)出發(fā)，在保證物料響應(yīng)時(shí)間的前提下，綜合考慮零件包裝，零件周轉(zhuǎn)頻次，庫(kù)房可支持配線形式以及線邊可支持配線形式，先建立多約束線性規(guī)劃的物流作業(yè)成本模型，以實(shí)現(xiàn)最小化廠內(nèi)生產(chǎn)物流成本的目標(biāo)；再基于畫(huà)圖法對(duì)作業(yè)成本模型進(jìn)行分析，得出物流成本規(guī)律；最后基于各車(chē)間的實(shí)際情況，建立具體成本模型，得出實(shí)際成本規(guī)律并應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)了四大車(chē)間物流成本的優(yōu)化與物流效率的提升。

2 基于多約束線性規(guī)劃的廠內(nèi)物流作業(yè)成本建模

北京奔馳汽車(chē)有限公司的廠內(nèi)物流成本主要采用面向物流作業(yè)單元進(jìn)行成本核算。收貨，入庫(kù)，出庫(kù)，配線流程均依照實(shí)際作業(yè)單元數(shù)量進(jìn)行結(jié)算。在作業(yè)處理量（各車(chē)間的實(shí)際設(shè)計(jì)產(chǎn)能）和作業(yè)單價(jià)（各車(chē)間供應(yīng)商的報(bào)價(jià)單）一定的前提下，降低全流程的單元作業(yè)成本，可以有效的實(shí)現(xiàn)物流成本的節(jié)約。

北京奔馳后驅(qū)車(chē)工廠焊裝與總裝四個(gè)車(chē)間的零件都是以大件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)GLT）形式進(jìn)行收貨入庫(kù)存儲(chǔ)，以大件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)GLT）或小件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)KLT）的形式配送至生產(chǎn)線邊進(jìn)行生產(chǎn)消耗。除去特殊零件（高壓電池，發(fā)動(dòng)機(jī)，直供件，安全氣囊，貴重件等）的配線策略無(wú)法變更，其余普通JIT零件的配線策略（詳見(jiàn)表1）均可通過(guò)SAP系統(tǒng)進(jìn)行重新定義。本文的主要工作，就是在保證零件配線時(shí)效性的前提下，綜合考慮零件的包裝形式，零件的周轉(zhuǎn)頻次，庫(kù)房庫(kù)位可用存儲(chǔ)容量以及生產(chǎn)線邊可支持的零件上線方式，為每個(gè)零件選擇最經(jīng)濟(jì)的廠內(nèi)配線策略。

本文所構(gòu)建的基于多約束的線性規(guī)劃的廠內(nèi)物流作業(yè)成本模型，即是指綜合考慮零件的承裝數(shù)，零件的周轉(zhuǎn)頻次，物流單元操作單價(jià)，庫(kù)房可支持配線形式以及生產(chǎn)線邊可支持配線形式等約束，以達(dá)到最小化單元作業(yè)物流成本的目標(biāo)。具體模型方程設(shè)置如下：

設(shè)車(chē)間的物流作業(yè)流程的單元作業(yè)成本矩陣為B：

，

其中，行1到行5依次表示KLT4，GL10+KLT4，GLT1，TOP UP Drive Way，TOP UP Fitment Point五種配線策略；列1到列6依次表示收貨，低頻入庫(kù)，高頻入庫(kù)，低頻出庫(kù)，高頻出庫(kù)和配線六個(gè)流程。

設(shè)庫(kù)房可支持配線形式矩陣為X，線邊可支持配線形式矩陣為Y，方程如下所示，X，Y均為0-1矩陣，0表示不支持當(dāng)前配線策略，1表示支持當(dāng)前配線策略：

，

，

設(shè)零件的GLT的承裝數(shù)為C（即1個(gè)GLT可拆分為C個(gè)KLT），則最小化單元作業(yè)成本的公式為：

.

將四大車(chē)間的實(shí)際物流單元操作單價(jià)以及實(shí)際物流單元作業(yè)流量帶入模型中，即可得到各車(chē)間的雙層線性規(guī)劃廠內(nèi)物流作業(yè)成本模型。

3 基于畫(huà)圖分析法的廠內(nèi)物流作業(yè)成本模型求解

為了直觀的展現(xiàn)不同配線策略下的全流程的物流成本，本文采用畫(huà)圖法對(duì)模型進(jìn)行求解與分析。以總裝二車(chē)間的作業(yè)成本模型為例，綜合零件的高低頻配線策略與高低頻庫(kù)房存儲(chǔ)策略，共可得8種零件的配線流程策略，各配線流程策略在不同承裝數(shù)下的物流單元操作單價(jià)如圖1所示。

通過(guò)對(duì)圖1的可視化結(jié)果進(jìn)行分析，可以得到不同承裝數(shù)下的不同配線流程策略的物流單元作業(yè)操作成本的排序規(guī)律如表2所示。其中，等級(jí)①表示該配線流程策略的物流成本最經(jīng)濟(jì)，等級(jí)⑦則表示該配線流程策略的物流成本最不經(jīng)濟(jì)，依次類(lèi)推。

通過(guò)分析表2可得，對(duì)總裝二車(chē)間來(lái)說(shuō)，當(dāng)零件的承裝數(shù)小于5時(shí)，KLT配線形式是最經(jīng)濟(jì)的，而當(dāng)零件的承裝數(shù)大于5時(shí)，高頻GLT1的配線策略永遠(yuǎn)是最經(jīng)濟(jì)的。通過(guò)應(yīng)用表2的分析結(jié)果，可以分析出任一零件的配線策略的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)先級(jí)，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)零件的配線策略進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)物流成本的節(jié)約。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)構(gòu)建第2節(jié)的多約束線性規(guī)劃的廠內(nèi)物流作業(yè)成本模型，并應(yīng)用第3節(jié)的畫(huà)圖分析法對(duì)模型進(jìn)行求解，即可實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)的物流作業(yè)成本優(yōu)化。本文以北京奔馳后驅(qū)車(chē)工廠的四個(gè)車(chē)間為優(yōu)化對(duì)象，對(duì)8151種零件進(jìn)行物流成本建模分析，總計(jì)優(yōu)化了1102種零件的配線策略，為公司實(shí)現(xiàn)了每年453萬(wàn)的廠內(nèi)物流作業(yè)成本的節(jié)約。

5 結(jié)論

本文綜合考慮了每個(gè)零件的包裝，周轉(zhuǎn)頻率，庫(kù)房可存儲(chǔ)形式以及線邊可支持配線形式等約束，通過(guò)構(gòu)建多約束線性規(guī)劃廠內(nèi)物流作業(yè)成本模型并求解，為北京奔馳后驅(qū)車(chē)工廠的四個(gè)車(chē)間的每個(gè)零件規(guī)劃最經(jīng)濟(jì)適用的配線策略，最終以0成本的投入，總計(jì)實(shí)現(xiàn)了每年457萬(wàn)的實(shí)際廠內(nèi)物流服務(wù)成本的節(jié)省。

本文所研究的方法可推廣并應(yīng)用于所有面向單元結(jié)算的制造企業(yè)，用于實(shí)現(xiàn)物流作業(yè)成本的節(jié)省。未來(lái)的研究方向?qū)⒔Y(jié)合物流服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零件配線策略的系統(tǒng)自動(dòng)規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)：

[1]許利，金鑫.汽車(chē)總裝車(chē)間物流及其成本管理領(lǐng)域?qū)Ψ抡娴膽?yīng)用[J].經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2011（11）：87-88.

[2]黃肖玲，陳煥平，高曉楠，等.需求可拆分Milk-run 與Supply-hub協(xié)同的汽車(chē)零部件入廠物流優(yōu)化[J].中國(guó)管理科學(xué)，2022，30（7）：59-68.

[3]溫斌賓.汽車(chē)零部件物流中的集裝器具調(diào)撥與回收運(yùn)輸方案優(yōu)化研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2023.

[4]黃波.混流制造車(chē)間的生產(chǎn)物流優(yōu)化關(guān)鍵問(wèn)題研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2012.

[5]鄧愛(ài)民，李紅，文慧，文小平.基于時(shí)間研究的物流作業(yè)成本核算管理[J].科技管理研究，2014（19）.

[6]明菲菲.基于精益生產(chǎn)理論的汽車(chē)總裝車(chē)間生產(chǎn)物流系統(tǒng)優(yōu)化研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2021.

[7]韓達(dá)帥.基于作業(yè)成本法的物流成本分析——以MY公司為例[J].全國(guó)流通經(jīng)濟(jì)，2022（22）：148-151.