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一汽股份談智能制造下的物流痛點與改善

2020-05-29 09:42 物流技術與應用

導讀:數(shù)字化技術和智能化產(chǎn)品正在越來越多地被制造企業(yè)的物流體系所廣泛采用,并逐步發(fā)揮出越來越大的作用。

智能制造正在促進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。數(shù)字化技術和智能化產(chǎn)品正在越來越多地被制造企業(yè)的物流體系所廣泛采用,并逐步發(fā)揮出越來越大的作用。智能物流體系是一個新生事物,需要人們對其充分認識、精心準備、積極探索和科學應用,才會發(fā)揮出應有作用,實現(xiàn)預期目標。

一、智能制造下的智能物流體系

智能制造系統(tǒng)是一種由智能機器和人類專家共同組成的高效協(xié)同的系統(tǒng)。它通過智能裝備的自主學習、分析、推理、判斷和決策等智能活動,實現(xiàn)擴大、延伸和部分取代人類專家在制造過程中的腦力勞動的目標。

智能制造下的智能物流體系,就是通過智能化產(chǎn)品(如AGV、自動立體倉庫和物聯(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)越來越多地被應用到制造企業(yè)中。在汽車生產(chǎn)物流領域,以AGV、自動立體倉庫等為代表的智能化物流技術設備,已經(jīng)在很多汽車生產(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新生事物,在應用過程中不會一帆風順,需要人們以科學的方法和厚積薄發(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)過多年不懈努力,中國一汽以“數(shù)字驅(qū)動美妙出行”為愿景,以“業(yè)務賦能、產(chǎn)品智能、生態(tài)智慧、數(shù)據(jù)增值”為目標,探索形成了一套符合當前車企轉(zhuǎn)型需求、可操作可落地的數(shù)字化平臺架構和技術體系。面向未來,中國一汽將以數(shù)據(jù)為引擎,實現(xiàn)核心業(yè)務的數(shù)字化、價值化、創(chuàng)新化,通過構建完整的智能化管理體系,實現(xiàn)為客戶創(chuàng)造極致體驗的產(chǎn)品和服務。

二、智能物流體系的建設目標

在汽車生產(chǎn)供應鏈中,無論傳統(tǒng)物流模式,還是智能物流模式,實物流從供應商制造完畢到制造商實現(xiàn)整車裝配,基本作業(yè)步驟沒有發(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,實現(xiàn)“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人機協(xié)同,提高作業(yè)效率并實現(xiàn)資源占用最小化呢?從目前的智能化物流體系應用實踐和發(fā)展方向的總體情況來看,主要體現(xiàn)在以下幾個方面,如圖2所示:

通過車路協(xié)同系統(tǒng),構建智能無人駕駛運輸體系替代人工駕駛,提升卡車運行效率;

以零部件智能化入廠驗收替代人工的同類作業(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(jù)生產(chǎn)線車輛順序和對應的物料清單,實現(xiàn)零部件的智能揀選,提升分揀作業(yè)效率;

以AGV實現(xiàn)零部件向生產(chǎn)線的智能配送,實現(xiàn)無人化作業(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(tǒng)物流體系,智能物流體系不僅提升了作業(yè)效率,而且實現(xiàn)了資源占用優(yōu)化和勞動力成本降低,還解決了一些社會問題。例如,傳統(tǒng)模式下的物流作業(yè),對作業(yè)人員的技術水平要求嚴格,人員培訓成本高、周期長。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,還在某種程度上緩解了技術工種和物流司機短缺的社會問題;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)間的人員流動受阻,導致一些傳統(tǒng)的勞動密集型企業(yè)復工困難,而智能化程度比較高的企業(yè),由于對人員數(shù)量和技能依賴性相對較小,比較容易達到復工的條件,復工組織相對比較容易一些。

三、智能物流體系建設中的痛點

2015年印發(fā)的《中國制造2025》是一份實施制造強國的戰(zhàn)略性文件,其中規(guī)劃的“智能制造工程”的目標為:“到2025年,制造業(yè)重點領域全面實現(xiàn)智能化,試點示范項目運營成本降低50%,產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短50%,不良品率降低50%?!睆哪壳奥鋵嵉恼w情況看,完成“智能制造工程”戰(zhàn)略目標,任務十分艱巨。為保證整體目標的實現(xiàn),大有必要在國家或行業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃促進下,加快智能化體系的支持力度,強化交流與分享,通過成功經(jīng)驗的分享和挫折痛點的借鑒,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建和運行的良好環(huán)境。在構建和運營智能化物流的過程中,我們也走過一些彎路,經(jīng)歷了一些痛苦。

痛點一:規(guī)劃時難以精準提出智能裝備的技術要求,導致投入運營后整個體系的功能受到了影響。智能物流體系中,為確保總體功能的實現(xiàn),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、低時延)。由于受專業(yè)知識的局限,我們在對智能設備技術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、成本高和不同功能智能設備之間協(xié)同能力較弱,進而造成智能體系“低智商”的問題,例如:AGV只能在規(guī)定的區(qū)域進行簡單的智能動作,在固定的路線運行,在固定地點加減速,完成固定任務,由于缺少集中調(diào)度管控系統(tǒng),無法實現(xiàn)智能裝備進行任務調(diào)度、協(xié)調(diào);無論線路是否擁堵,任務是否均衡,都無法實現(xiàn)任務的統(tǒng)籌合理分配,只能“循規(guī)蹈矩”做著“規(guī)定動作”……除此之外,備用車輛由于需要寫入任務和路線而無法快速實現(xiàn)替補,也是缺少中心調(diào)度管控的一個無法克服的痛點。在這種情況下,智能物流系統(tǒng)的效率優(yōu)勢自然難以體現(xiàn)出來。

痛點二:“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(tǒng)的零部件入廠驗收環(huán)節(jié),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(tǒng)的流程,需要碼放零部件包裝箱的托盤自動在輥道上通過(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,進行零部件數(shù)量、種類等識別,并與生產(chǎn)計劃的物流籌措系統(tǒng)對比判斷,信息無誤后即可完成入庫信息的自動錄入(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。在實際作業(yè)過程中,由于經(jīng)常會發(fā)生標簽附著位置、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,致使信息無法讀取或誤讀,影響了作業(yè)效率。

另外,在穿梭車式立庫和堆垛機式立庫的物品存儲過程中,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,這樣也影響了自動化立體庫的空間利用率。

痛點三:“勉強”的運營環(huán)境,增加了智能設備作業(yè)的失誤頻次。根據(jù)發(fā)展需要,一汽集團旗下的紅旗工廠需要在舊工廠基礎上進行產(chǎn)能提升和制造體系的智能化升級,總裝車間在工藝和物流環(huán)節(jié)投入了近300臺AGV以替代生產(chǎn)線的板式傳輸鏈和物流牽引車。由于舊工廠場地狹窄(AGV轉(zhuǎn)彎困難)、空間鋼構密集(無線通訊不暢)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有發(fā)生(圖4是總裝車間現(xiàn)場圖,其中可見地面密布的AGV導航磁線和空中密布的鋼構)。

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。

痛點四:對智能物流體系缺少科學的認識。各級人員,特別是一些管理者,對智能物流體系缺少科學認識,存在認識誤區(qū)。這些認識誤區(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)營發(fā)展的各種問題;

(2)智能化體系是“中看不中用”的“花架子”,不會對生產(chǎn)經(jīng)營產(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(shù)幾個人做起來就可以了;

(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(qū),也構成了推行智能化物流體系的一個個障礙。

以上這些痛點是企業(yè)實現(xiàn)智能化目標的絆腳石,阻礙著智能化物流體系的完善與升級,影響著物流體系愿景的實現(xiàn)。因此,制定有針對性改善措施,為后續(xù)工作奠定良好基礎,也是當下的重要任務之一。

四、智能物流體系的改善建議

追求智能物流體系愿景實現(xiàn)的過程,也就是一個持續(xù)改善的過程。對痛點進行思考并不斷改善,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際工作中,我們結合一些工作經(jīng)歷和對現(xiàn)狀的思考,針對智能物流體系構建和運營過程的痛點,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要求,是解決構建智能化物流體系痛點的有效手段之一。在構建智能化物流體系的時候,我們曾經(jīng)面對過AGV“低智商”的問題,經(jīng)過這個“吃一塹長一智”的過程,我們及時開展了系列改善活動,例如:進行多輪業(yè)務培訓、改善邏輯控制模式和增加AGV中心管控系統(tǒng)等多項措施。新的改善方案實施后,AGV之間的溝通效率顯著提高,備用車上線時間大幅縮短,AGV可及時根據(jù)路況智能選擇行走路線(相對于原來的“公交路線”模式,改善后的模式被形容為“出租車方式”),實現(xiàn)了“智商提高”。

二是要制定規(guī)則,形成標準。構建和實施智能化物流體系是一把“雙刃劍”。一方面,可以帶來運行效率的提升,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”,需要與關聯(lián)要素精準匹配,防止因出現(xiàn)“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,因箱標簽的附著位置和包裝器具標準化的問題影響驗收作業(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作業(yè)和包裝器具外廓尺寸實現(xiàn)系列化、標準化,通過對“游戲規(guī)則”的制定和遵守,確?!坝螒颉表樌?、持久和高質(zhì)量地進行下去,并為后續(xù)改善打下基礎。

三是要選擇適合的物流裝備。一般來說,實現(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的導航方式存在電磁導航、二維碼導航、激光導航、視覺導航等等,各有優(yōu)劣。從技術成熟度、投資和運營成本、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)品綜合評價和選用體系,進行科學、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。

四是要進行系統(tǒng)思考。系統(tǒng)思考就是從整體上對影響所關注項目行為的各種因素及其相互關系,進行全局性思考。物流體系在全社會范圍內(nèi)所處的位置,如圖5所示。

在構建的智能物流體系之中,幾乎對所有痛點的改善,均必須要升級到上一層級的體系中,才會找到改善之道(也稱為“升維思考”)。如:物流與工藝協(xié)同的痛點,需要在制造體系中改善解決;箱標簽、器具“不標準”的痛點,需要在供應鏈體系中改善解決;關鍵核心技術缺失的痛點,需要在全社會或者行業(yè)的范圍內(nèi)加以改善和解決。

五、結束語

以效率提升來增強企業(yè)的競爭力并不斷滿足用戶需求,是企業(yè)永恒的追求。智能化是實現(xiàn)企業(yè)追求的必要手段。智能化物流體系的構建、推廣與升級進程,將伴隨著AI、區(qū)塊鏈、5G等新技術的誕生而不斷加速。企業(yè)在令人眼花繚亂、層出不窮的新技術面前,更需要保持清醒的頭腦,科學研判,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。