汽车零部件生产企业厂内精益物流体系建设

文/刘向铮

昆山同日工业自动化有限公司规划总监

昆山同日基于大量实践与专业经验，为汽车零部件生产企业提供厂内物流升级整体解决方案，助力其逐步实现了原材料、半成品和产成品的集中管控，以及物料入库、上架、出库分拣、配送上线与成品下线等整个生产物流环节的自动化、无人化；同时通过搭建智能工厂生产“神经网络”，提高了厂内精益物流体系的智能化水平。本文结合实际案例，详细介绍了汽车零部件企业物流改善的要点与技术应用。

一、汽车零部件生产企业厂内精益物流体系的建设背景

1.劳动力成本的上涨，提高边际贡献的迫切需要

汽车零部件生产企业运作环节多、物流量大、物流成本高，劳动力价格急剧上涨给企业带来了沉重压力。运用自动化机械设备及系统，取代人工识别、人工搬运、人工记账等作业，降低劳动力成本、实现智能制造，迫在眉睫。

2.生产场地紧张，提高场地利用率的迫切需求

随着企业发展、产能增加，生产场地严重不足。目前企业存在仓储物流用地不合理的情况，主要表现在物料存储空间利用率不高，人工搬运、堆码作业占地空间大，人工拣配区域面积大等方面。建设自动化仓储物流系统，实现物料高层立体仓储、自动配送，可以优化物流系统用地空间，提高整场空间利用率。

3.保证信息畅通，提高质量追溯的迫切需求

目前企业存在的生产物流系统不完善、企业内多系统孤立并存、信息不通畅等问题，严重增加了运营成本，影响产品质量追溯。打通供应商管理系统SRM、仓储管理系统WMS、过程控制系统PCS及制造执行系统MES等各系统，应用RFID物联网技术、5G通讯技术等，对生产过程各环节、各工序实施全流程监控，实现产品全生命的监督和质量追溯，可以提高数据准确性和完整性，为公司持续优化提供数据支撑，为科学决策提供可靠依据。

装配物料大件立体库

装配物料小件Miniload立体库+电子标签拣选系统

4.完善企业生产运营保障体系

自动化物流系统的稳定运行是企业正常生产的保障，物流系统整体实施方案的切合性、物流设备的稳定性和可靠性显得尤为重要。汽车零部件生产企业打造厂内精益物流系统，需要选择强大的物流系统方案提供商，纵向基于产品属性，横向融合行业迭代，导入可靠的自动化设备，构建综合信息系统，提供一体化智能制造解决方案与系统集成服务，为企业实施智能制造提供“最后一公里”的保障。

二、厂内精益物流体系建设的内涵和主要做法

厂内精益物流体系建设，是打造汽车零部件生产企业智能生产物流系统、推进企业智能制造转型升级的重要举措。应用自动化物流设备，建设“自动化立体仓储及智能配送中心”，实现原材料、半成品和产成品的集中管控，物料入库、上架、出库分拣及配送等整个生产物流环节的自动化、无人化。基于物联网和工业大数据技术，实现厂房内各区域之间、区域内设备之间的柔性联动。确保在合适的时间，通过合适的装备，将合适的物料送到合适的位置，达到信息流、生产流和物料流的深度融合，达到智能“感知”、精准“互联”和高效“执行”，最终实现技术创新驱动管理创新。

昆山同日工业自动化有限公司（简称“昆山同日”）是专业服务于厂内智慧物流个性化、标准化系统解决方案供应商，在汽车零部件行业已深耕近十年，帮助很多企业打造厂内精益物流系统。下面以上海汇众安亭子公司智能生产车间项目为例，介绍汽车零部件企业物流改善的要点与技术应用。

1.整体规划，分步实施。逐步改善现斯厂内物流各个环节，辅助智能制造工厂建设。

汽车零部件企业进行厂内精益物流体系建设，难点在于针对现有生产物流情况，进行统筹规划，实施过程不影响正常生产运营。针对上海汇众安亭子公司的实际情况，物流体系总体设计思路为：首先实现原材料仓储物流自动化，接着实现生产工艺间物料流动自动化，然后尽可能实现生产加工过程的物料上线和下线的自动化，最后实现成品仓储自动化及排序出库自动化；在作业自动化的同时，逐步实现生产过程可视化、数字化，各子系统相互配合，实现底盘生产智能化。

昆山同日和上海汇众汽车制造有限公司成立了项目小组，从厂内物流人员及物流设备布置、未来物流动线规划、工厂物流费用降低、智能制造工厂的愿景等方面出发，提出了厂内物流的5年发展规划，制定了智能工厂建设目标和具体实施步骤；先后完成了安亭南厂装配物料智能立体库项目、安亭北厂焊接车间原材料智能立体库以及原材料AGV配送项目、安亭北厂焊接白胚成品AGV下线项目、安亭北厂制动盘智能立体库及AGV配送项目、安亭南厂成品智能成品立体库项目等，整体项目的运行稳定性和投资收益达到了预期的目标，并进行不断改造升级以及推广，实现智能制造工厂建设目标。

2.明确厂内精益物流体系建设的目标和原则。

白胚智能搬运AGV

白胚智能搬运AGV监控系统

叉车式AGV代替人工叉车自动转运焊接白胚成品

潜入式磁导航AGV实现物料自动配送上线

目前汽车零部件企业的生产线自动化程度已经达到了一定水平，然而保障生产的厂内物流体现仍存在作业效率低下、物流过程信息不透明等问题。通过厂内物流系统自动化升级，使生产计划与物料保障单位的信息联动，达到信息互联互通，实时、快速反应，有效跟踪监控生产计划的执行和物料需求情况，为生产计划排产提供更真实有效的数据支撑，实现系统模拟排产或建议排产。

实现各产品的质量追溯与生产过程质量记录，通过产品标签与批次管理原材料与过程生产的相关数据，实现与SAP系统集成，实时收集生产过程数据并自动报工，统一数据来源与口径，提高数据收集质量与效率。生产工艺资料实现电子化及系统化管理，规范工艺管理要求，统计工艺执行数据，为工艺优化及工艺制定提供分析依据，并对生产设备进行统一规范及系统化的管理，实现设备维修、保养，全生命周期管理及其履历管理，关键设备与系统集成，实时采集及监控设备的运行参数，掌握设备的有效运行情况。

基于物联网和工业大数据技术，实现厂房内各区域之间、区域内设备之间的柔性联动，确保在合适的时间，通过合适的装备，将合适的物料送到合适的位置，达到信息流、生产流和物料流的深度融合，达到智能“感知”、精准“互联”和高效“执行”，最终实现了技术创新驱动管理创新。

3.应用现代物流理论，配置先进的物流自动化设备，改善现斯物流状态，提高物流效率，达到降本增效的目的。

（1）安亭南厂装配物料智能立体库项目

搭建了装配物料大件托盘立体库和小件Miniload立体库，提高仓储运转效率。

小件采用Miniload立体库+流利式货架+电子标签的拣选方式，实现自动补料，提高了拣选效率。

系统实现了P C S 、 M E S 、WMS、SAP一体化，保障信息交互无缝衔接。

采用PAD等移动设备“抢单”模式上线，提高配送效率，优化资源配置。

（2）安亭北厂焊接车间原材料智能立体库及原材料AGV配送项目

通过现场调研及对客户提供的数据表进行分析，对焊接智能立体库存储货物分为大件和小件两类，大件采用标准铁箱进行存储，小件采用塑料箱存放；分别进行了存储量、吞吐量和布局设计，制定不同的收货、存储以及上线配送方案；设计大件托盘立体库存储区、小件托盘立体库存储区、小件拣选区、空料架回收区、AGV发运区。

根据大件和小件的出库策略，采用6台牵引式AGV进行焊接原材料的配送，对产线物流进行了整合，设计了6个配送站点。根据焊接车间的排产计划，牵引式AGV能够实现自动装载多车物料，自动导引配送到对应的需求站点，并自动脱挂钩，同时返程时把空dolly车自动挂好带回仓库。

（3）安亭北厂焊接白胚成品AGV下线项目

随着智能物流系统设备的投入使用，投资收益逐渐体现，上海汇众加强了在厂内精益物流体系建设方面的投入。安亭北厂焊接白胚成品AGV下线项目，主要是实现焊接白胚到电泳成品的智能下线，通过使用叉车式AGV代替人工叉车，将焊接白胚成品自动转运至电泳AGV对接区域，实现焊接下线点与电泳区成品空满料架转运，为焊接车间进一步无人化服务。

该项目共投入了9台叉车式AG V，负责搬运5种载具的30多种物料，对应11个下线点、空料架对接区和满料架对接区。AGV设置360度安全防护区，AGV进出空满箱交换区域出入口处设置人体检测传感器，检测到有行人后系统停止附近移动的AGV。当有AGV通过出入口处时发出声光报警，提示行人，保证安全防护要求。

（4）安亭北厂制动盘智能立体库及AGV配送项目

针对制动盘坯料收货时，人工接收物料并分类存储作业耗时长、混装来料需人工扫码确认等问题，采用3D视觉及RFID技术，实现原材料坯料的自动拍照分析识别和物料信息自动写入RFID标签，自动识别确认的物料才能够进入自动化立体仓库存储。坯料加工过程信息通过读写器自动写入RFID标签，实现加工过程的数字化监控。

针对目前物料堆放占地面积大、厂房空间利用率低、出入库叉车搬运效率低等问题，采购高层货架存储物料，应用堆垛机、输送机、穿梭车等自动化搬运设备，实现了物料的自动搬运出入库，极大减少了物料堆放占地面积，提高出入库作业自动化水平和出入库效率。

为了实现自动配送上线，减少人工，采用潜入式磁导航AGV。AGV能够自动取料牵引货物前进，同时搬运到位后能够自动与物料脱离。AGV调度系统能够实时监控AGV小车的位置和任务状态，接收WMS系统的搬运任务，智能调度AGV完成搬运作业。设计AGV停靠站23个，AGV能够与RGV进行自动对接，有效应对产线并发需求。

（5）安亭南厂成品智能立体库项目

针对主机厂零部件排序供应的需求，上海汇众以往的成品物流模式为：成品下线装载到料架内——人工搬运入库堆垛存储——人工搬运出库至排序区——人工排序。这种方式占地面积大，周转效率低且作业差错率高。

上海汇众与昆山同日合作，在安亭南厂建设了成品智能立体库，实现了大众三厂的前副和后副成品智能存储、自动下料、成品自动排序出库；针对高频次物料采用线上存储，保障及时发货。同时，该项目将5G通讯技术应用于AGV数据通讯，采用AGV进行C-MODEL后副成品的上线搬运。

制动盘智能立体库

安亭南厂成品智能立体库（一期）

安亭南厂成品智能立体库（一期）看板

安亭南厂成品智能立体库（一期）成品排序出库

某汽车零部件企业智能化物流系统

汽车零部件企业完善的信息系统架构

新的物流模式为：产品自动下线——单件（或两件）定制托盘存放——自动立体库存储/越库线——机器人自动排序，实现了产品生产完成到准备发货装车的整个过程的无人化，不仅保证了效率，多重自动复核也避免了差错。昆山同日结合客户实际需求数据进行了充分的仿真分析模拟。目前，成品立体库一期试点项目已验收并交付使用，二期项目正在建设。

4.搭建智能工厂生产“神经网络”—智能生产管理系统，提高厂内精益物流体系的智能化水平。

汽车零部件生产企业智能生产管理系统应包括SRM系统、WMS系统、MES系统、PCS系统等。各系统主要实现以下功能：

建设SRM系统，优化采购拉动，借助供应商门户实现供应商送货在途跟踪；原材料仓库优化，实现全部物料条码管理。

建设PCS系统，实现生产过程的全程监控管理。

建设MES系统，实现生产制造过程的全面管理。

建设WMS系统，实现原材料、半成品及产品的自动化出入库仓储管理。通过入库业务、出库业务、库存调拨和库位管理等功能，对物料进行批次管理、库存盘点、质检管理和即时库存管理，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，完善企业仓储信息管理。自动调度堆垛机、输送机、穿梭车、AGV等物流设备，保证存储物料先进先出、自动记录出入库信息、按生产计划自动配送原材料上线、自动回收产成品等；与MES系统、PCS系统无缝对接，实时接收上位系统的指令，实现物料入库管理，按产线需求自动安排出库任务，出入库物料过程全程监控，实时反馈物料过程信息给MES系统。

最终建立囊括SRM系统、WMS系统、PCS系统和MES系统的完全的管理系统架构，实现智能化生产，打造智能工厂。

5.选择强大的智能物流系统方案提供商，建立长期的战略合作伙伴关系，保障自动化物料设备的稳定运行和养护。

上海汇众已和昆山同日成为了长期的战略合作伙伴。昆山同日专注于工业智能制造行业已近10年，能够提供完整的智能制造解决方案，包括面向整体规划方案、信息系统、定制专机、物流仓储等；面向工厂智能制造改造项目，实现不停产改造目标，拥有自主知识产权的智能工厂和智能物流系统的管控平台，全面实现工厂管理的集约化、精益化、柔性化；目前已成功实施了数十个汽车零部件行业智能工厂建设项目。

所有项目提供远程服务和运维指导，通过MRO系统，提高设备运行可靠性；MRO主要是为了支持企业进行预防性和预测性维修这种主动维修模式的。严谨详细的维保方案，以及定制的备品备件策略，已经解决了可能出现的突发故障；完善的售后服务体系能够做到快速响应，使损失降到最低限度，确保用户的切身利益。

三、厂内精益物流体系建设的成效

上海汇众汽车制造有限公司多个物流项目的成功实施，很好地满足了生产的需求，极大提高了运营效率，降低了物流成本，实现了企业精益物流体系全面升级，逐步实现智能制造工厂建设目标。具体体现为：

1.高密度智能仓储优化空间，提高投资回报率，缩短投资回报周期。物料仓储占地面积的减少使得企业可以新增产线投资，扩产创收。

2.实现自动化、信息化、智能化。上海汇众选择了全球领先的自动化物流设备，服务于智能制造；建立了适合汽车零部件企业的完善的信息系统，逐步实现智能制造工厂建设目标。

3.提高生产力，实现柔性、敏捷生产，降低成本。

4.各系统无缝集成、实时互通、资源共享，具有高度可靠性。

5.全方位检测管控，自动采集、分析数据，实现运营可视化，有效帮助管理者进行决策，支持产品生命周期追溯管理。