線邊物流是廠內物流中最核心的內容,總裝線邊物流又是汽車生產物流中最復雜的部分。本文圍繞總裝線邊物流的周期性、短L/T和高柔性三大特點,指明了影響總裝線邊物流整體效率的四個基本因素,并對總裝線邊物流的難點、升級優化舉措與成功經驗進行了分析,最后總結了未來發展趨勢。
汽車企業生產物流體系主要分為零部件物流和整車物流兩個部分。由于篇幅所限,本文主要介紹零部件物流的相關內容。
零部件物流按照供應鏈的管理主要分為廠外物流和廠內物流。廠外物流主要是按照物流計劃,由主機廠集貨或者是供應商送貨。廠內物流主要是按照生產進度,由物流人員向生產線供給零部件。參見圖1。
圖1 零部件物流示意圖
本文所提線邊物流就是廠內物流中最核心的內容。由于汽車制造的各個車間分工不同,所需使用的零部件數量和種類也不盡相同。后續本文在介紹線邊物流時,是以最復雜的總裝線邊物流為例進行說明。
總裝線邊物流是指在總裝車間內向生產線供給零部件的所有物流方式。有以下三個特點:
1.周期性:總裝線邊物流是按照一定的頻率向生產線循環供給零部件。它是以平準化為基本原則,進行頻率以及循環時間的設定。主要目的是最大程度地減少線邊物流面積的占用,最大程度地減少工位器具的占用,優化物流人員的工作量。
2.短L/T(Lead Time,指交貨期):總裝線邊物流是按照最短的周期時間進行工程設定向生產線供給零部件。它是以精益化為基本原則,進行工程的設定和人員、物流設備配置。主要目的是最大程度地減少物流人員的使用,最大程度地減少物流設備的占用,優化物流工程的設定。
3.高柔性:總裝線邊物流是按照生產車型的品種和數量進行資源分配,以保證準時向生產線供給零部件。它是以準時化為基本原則,進行各種物流資源的調配。主要目的是在必要的時間將必要的零部件送到必要的總裝生產線工位。
圖2 總裝線邊物流影響因素
影響總裝線邊物流整體效率的因素主要有以下四個方面,同時由于作業設備以及作業主體的限制會造成以下問題。
1.安全性:在上述的總裝線邊物流流程中使用的物流設備為傳統的叉車、牽引車、臺車等。目前在物流區到線側的整個流程中會出現大量的人車交叉、車車交叉的情況,具有一定的作業安全隱患;同時也會發生由于人工作業失誤導致貨物傾倒等現象,由此造成零部件供給安全上的隱患。兩者最終都會導致整車生產的停滯。
2.品質性:在總裝線邊物流的整體流程中物流作業員是主要的作業主體。由于人工操作的失誤,可能會導致物流區域內的誤操作、摔貨等造成的品質不良,以及向線側供給時的誤投入、溢出等造成的品質不良。這些物流作業的品質不良最終都會影響到整車生產的品質。
3.生產性:在總裝線邊物流的整體流程中,物流人員的人工操作是非常多的。由于人工作業的便利性和極限性,作業轉換、零部件的形態變換以及空間的需求都會使得流程變多,環節變多,會使總裝線邊物流的流程變得復雜。因此會造成零部件在庫滯留的浪費,以及整體物流周期時間的浪費,從而降低了物流的生產效率。
4.成本性:在總裝線邊物流的整體流程中,會使用到物流人員、各種物流設備和物流道具、車間廠房面積等資源。由于整體物流流程的復雜性,各個環節的人員、物流設備、物流器具等資源產生浪費的可能性很大,從而造成成本的浪費。
以上四點是影響總裝線邊物流整體效率的基本因素,同時也要考慮到物流流程整體柔性等因素,來判定物流管理運行水平的高低。
1.物流模式優化與變革
主要的考慮方法是不斷追求精益化物流模式,將物流流程簡單化,從而實現整體物流周期時間的遞減以及零部件在庫的遞減。主要的應用舉措有:
小物One For One的應用:所謂One For One,就是向生產線供給1箱零部件后回收一個空箱。即,在生產線邊物流人員進行1箱零部件和1個空箱的交換。雖然小物在供給時是按照設計好的規定路線進行供給,但是還會出現使用量較少,一些零部件需要在物流區進行分揀或是在線側供給時需要供給到多個線側位置的情況。通過對供給位置零部件信息的整理,將同一個供給位置的零部件設置成一個托盤,這樣此托貨物只供給到一個位置,且供給多少零部件就返回多少空箱,能夠避免不必要的空箱整理的工作,同時達到減少作業環節的目的。
遠距離零部件P-lane的應用:所謂P-lane,是指根據生產進度設置的零部件一時放置場地。P-lane內零部件放置是按照零部件的使用時間順序進行排列,根據生產線的車輛下線的實績進行搬出并供給。傳統的遠距離零部件是需要在廠內物流區進行PC(部品)投入和取出的工作。但是由于多了前述的工序和環節,就需要多投入面積、車輛以及人工。同時一些重量較大的零部件由于不停地搬入搬出,對物流作業人員也會產生不合理作業浪費。為了改善此現象,將PC在庫通過lane的形式保有,通過零部件使用時間的計算來指示出鏈時間和供給時間,從而減少了物流人員搬運作業的環節。
圖3 受入改善示意圖
空箱置場受入設置的應用:原來總裝線邊物流中空箱置場是放置于物流分揀區周圍的,而且受入卸貨基本為1人作業。在這樣的前提下,對受入停車位數量的需求高,且占用廠內的面積放置空箱,造成面積使用率低。改善后,通過受入雙人作業,遞減了卡車在受入的滯留時間,提高了受入停車位的使用效率,可以遞減卡車停車位數量,同時利用廢棄的車位進行空箱置場的設置,將空箱置場設置到受入。減少了構內物流面積的使用,不僅提高了面積使用率,還遞減了廠外物流的費用。
2.信息系統與先進的物流技術裝備應用
RFID技術的應用:供應商出貨時進行RFID的寫入工作,零部件到達工廠后正常進行驗收及供給的作業。當空箱從線側返回時,通過RFID讀取門,來讀取空箱的個數,再通過系統將空箱個數的數據反饋給供應商,以減少空箱返回時異常發生造成的經濟損失。
圖4 RFID技術的應用(空箱計數裝置)示意圖
移動托舉機器人的應用:通過移動托舉機器人的導入代替傳統的叉車、牽引車,突破了由于人工操作造成的物流流程上的瓶頸。目前,對于順引順建的點對點已經有成功導入的實績,小物的從受入到入P-lane的過程也已經有導入實績,目前正在進行大物的整體流程以及小物整體流程的設計。通過移動機器人的導入,對于物流人工有大幅改善和遞減。
圖5 移動托舉機器人應用示意圖
自動驗收(視覺識別技術的應用):傳統的驗收是通過人或者人手持掃描設備對看板進行逐個識別和掃描完成的。通過視覺設備的導入,可以完成設備自動掃描看板進行驗收的過程。為進一步提高物流的作業效率,改善的措施是:供應商在出貨時進行看板掃描形成貨垛,在工廠卸貨后通過視覺設備掃描一張看板即可識別整個貨垛的信息,以完成驗收并將信息及時傳遞給移動機器人,完成與后續物流環節的信息對接。通過采用自動識別技術,不僅節省了物流面積、物流人工,而且可以遞減整體物流流程的周期時間。
圖6 視覺識別技術應用(自動檢收)
室外工程間無人搬運技術的應用:傳統的工程間、建屋間的搬運是通過大牽引車或者卡車來實現的,安全性、經濟性都沒有優勢。通過無人駕駛技術的導入及信息系統的交互,實現整個流程的無人搬運,提高安全性及經濟性。
3.包裝器具優化
RFID的應用:將RFID嵌入鐵器具,同時給RFID賦予一定的信息,能夠通過設備讀取信息,達到零部件在庫管理及空器具在庫管理的目的。
3D設計的應用:傳統的包裝設計通常是通過使用實際的零部件進行實物擺放來檢討最優包裝方式的。此方式時間長、效率低。通過零部件的3D圖以及包裝的3D圖進行設計檢討,能夠縮短包裝檢討的時間并降低檢討成本。
圖7 3D設計應用(包裝設計檢討)
1.追求精益化與新技術的融合
總裝線邊物流的升級和優化,所追求的并不是單純的自動化設備或者是新技術的導入,而是需要先將整體的流程遞減至最優化。在最優化的流程下,導入自動化設備,而且在自動化設備導入后還要繼續進行相應的改善,以追求自動化設備的精益化。比如,在移動機器人的導入上,先將整體流程進行最簡化,然后再進行機器人取代人工的導入。
2.前后工程的緊密連攜
所有的升級和優化都需要考慮到對前后工程的影響,需要在緊密連接的前提下共同推進。比如,在One For One的改善中,由于線邊收容能力的局限,可能不能讓所有的零部件都能實現此應用,那么就需要充分調查生產線邊零部件的收容能力來判斷導入的對象。目視化托盤形成的改善也是如此,需要充分考慮供應商的操作以及司機操作的內容來統一設定。
3.構筑數字化、網聯化、智能化的創新型物流模式
伴隨著5G網絡的推廣,數字化、網聯化、智能化的物流模式創新越來越多。總裝線邊物流的升級優化也會有更多的選擇和創新。
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