上汽通用的智能制造與智能物流探索
一、智能物流建設(shè)背景
1.智能制造是轉(zhuǎn)型方向
近年來，汽車制造行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩，客戶需求產(chǎn)品多樣化與個(gè)性化，原材料成本和勞動(dòng)力成本上升，利潤(rùn)空間減小等諸多挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的管理手段和運(yùn)行模式明顯已經(jīng)遇到了瓶頸。
智能制造的興起，無疑為汽車制造業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的當(dāng)下，人們的思維模式發(fā)生顛覆性轉(zhuǎn)變;同時(shí)各種新技術(shù)的發(fā)展與成熟應(yīng)用，會(huì)推動(dòng)商業(yè)智能走向一個(gè)新的高度，也使人工智能的實(shí)現(xiàn)成為可能。這些對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的影響已經(jīng)從汽車產(chǎn)品向整個(gè)汽車工業(yè)延伸，全球很多汽車企業(yè)都在積極完成轉(zhuǎn)型，上汽通用作為中國(guó)汽車行業(yè)領(lǐng)軍者更不例外。
其實(shí)在公司成立初期，上汽通用就建立在一個(gè)先進(jìn)工藝和高自動(dòng)化率的基礎(chǔ)上，具有完善的信息化系統(tǒng)支持業(yè)務(wù)高效運(yùn)作。公司在發(fā)展過程中也不斷創(chuàng)新，持續(xù)引入先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝，增加自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化設(shè)備的投入，不斷鞏固制造領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。可以說，20年的積累為上汽通用實(shí)施智能制造打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
上汽通用整個(gè)智能制造體系由智能系統(tǒng)、智能產(chǎn)品、智能研發(fā)、智能設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)、智能質(zhì)量、智能銷售、智能服務(wù)以及智能物流等多個(gè)板塊組成，覆蓋了產(chǎn)品研發(fā)、制造工藝及設(shè)備工程開發(fā)、生產(chǎn)制造、物流運(yùn)作與管理、質(zhì)量管控、市場(chǎng)營(yíng)銷及售后服務(wù)等方面。上汽通用在上述各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中均部署了全局性的數(shù)字化、智能化應(yīng)用實(shí)踐，將分階段穩(wěn)步推進(jìn)。
2.智能物流發(fā)展時(shí)機(jī)已到
物流作為汽車制造中的核心一環(huán)也面臨著諸多壓力。傳統(tǒng)模式下的物流效率提升已接近瓶頸，需要尋求突破;市場(chǎng)需求與產(chǎn)品供給需要更精準(zhǔn)、更快速對(duì)接，對(duì)供應(yīng)鏈及物流提出更高要求;勞動(dòng)力成本上升、土地資源稀缺及價(jià)格不斷提高等因素，導(dǎo)致物流成本大幅提高;新興產(chǎn)業(yè)公司擁有得天獨(dú)厚的互聯(lián)網(wǎng)資源優(yōu)勢(shì)，汽車物流面臨跨界競(jìng)爭(zhēng)的威脅。在此背景下，汽車物流被越來越多地植入“智能”的訴求。
加上近年來，自動(dòng)化設(shè)備、智能機(jī)器人、新控制技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)、視覺識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，都給智能物流的發(fā)展提供了良好契機(jī)。
二、穩(wěn)健的數(shù)字化物流發(fā)展規(guī)劃
上汽通用智能物流的發(fā)展主線將圍繞模塊化、自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化五個(gè)方向展開，數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)被視為智能化改造的基礎(chǔ)。2015年，基于公司智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，上汽通用制定了供應(yīng)鏈與物流數(shù)字化發(fā)展規(guī)劃，在物流全過程中對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行全局?jǐn)?shù)字化改造;同時(shí)，依托自動(dòng)化物流設(shè)備、感知技術(shù)、物/務(wù)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能優(yōu)化算法等先進(jìn)技術(shù)，對(duì)部分物流業(yè)務(wù)和系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造嘗試，挖掘和尋找傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的突破點(diǎn)和新的效益增長(zhǎng)點(diǎn)，為智能物流轉(zhuǎn)型升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1.把握汽車供應(yīng)鏈特點(diǎn)，推進(jìn)物流數(shù)字化
(1)業(yè)務(wù)鏈長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、范圍廣
上汽通用的供應(yīng)鏈與物流管理運(yùn)作由生產(chǎn)控制與物流部負(fù)責(zé)，其業(yè)務(wù)覆蓋生產(chǎn)計(jì)劃、物料準(zhǔn)備、入廠物流、工廠物流、一直到出廠物流等一整條業(yè)務(wù)鏈;包含生產(chǎn)計(jì)劃管理、零件計(jì)劃管理、庫(kù)存控制、供應(yīng)鏈管理、物料運(yùn)輸管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理、料箱料架管理、包裝設(shè)計(jì)、整車發(fā)運(yùn)等各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié);業(yè)務(wù)范圍在公司內(nèi)涉及到幾乎所有部門(市場(chǎng)、采購(gòu)、財(cái)務(wù)、工程、制造、質(zhì)量等)，公司外涉及到零部件供應(yīng)商(包括國(guó)內(nèi)、國(guó)外)與物流服務(wù)供應(yīng)商(包括陸運(yùn)、海運(yùn)、空運(yùn)等)。
(2)系統(tǒng)數(shù)量多、互聯(lián)互通性差
基于供應(yīng)鏈的復(fù)雜性，上汽通用的信息系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用也較為復(fù)雜。具體表現(xiàn)在：一是公司業(yè)務(wù)部門眾多，各部門所涉及和應(yīng)用的系統(tǒng)多達(dá)30多種;二是以往各業(yè)務(wù)部門的系統(tǒng)單獨(dú)開發(fā)，互聯(lián)互通性不強(qiáng)，導(dǎo)致各系統(tǒng)效率不同;三是各個(gè)系統(tǒng)并不是從同一數(shù)據(jù)池、在同一時(shí)間抓取數(shù)據(jù)，造成信息不對(duì)稱。
2.構(gòu)建互聯(lián)互通的數(shù)字化信息系統(tǒng)
為實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游高效銜接，上汽通用需要從兩個(gè)方面入手，推進(jìn)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流各環(huán)節(jié)的數(shù)字化改造：一是疏通整個(gè)業(yè)務(wù)鏈，二是打通整個(gè)信息流。為此，上汽通用采用了企業(yè)架構(gòu)方法，對(duì)業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)等內(nèi)容，通過梳理、分解設(shè)計(jì)、構(gòu)建、集成、擴(kuò)展，形成端到端全局性規(guī)劃，確保各數(shù)字化信息系統(tǒng)符合部門戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)、技術(shù)發(fā)展要求，互相之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通;同時(shí)，在IT架構(gòu)設(shè)計(jì)中采用了數(shù)據(jù)模塊化設(shè)計(jì)，保證相關(guān)系統(tǒng)未來再改動(dòng)時(shí)只需改動(dòng)特點(diǎn)模塊即可，不對(duì)其他系統(tǒng)造成任何影響。
倪斌以上汽通用汽車凱迪拉克工廠為例，介紹了智能工廠的整體架構(gòu)布局。該工廠應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，為底層生產(chǎn)設(shè)備提供高帶寬的網(wǎng)絡(luò)化接入。設(shè)備層的傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備均通過工業(yè)以太網(wǎng)接入系統(tǒng);在控制層，使用PLC產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工藝過程和安全設(shè)備的一體化控制，在現(xiàn)場(chǎng)部署大量基于PC或面板型的HMI產(chǎn)品，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息和工藝過程信息，并能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制;在車間層，部署了MES系統(tǒng)，具備了生產(chǎn)過程監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度、物流運(yùn)作管理、質(zhì)量信息收集和追溯等功能，并向上和企業(yè)ERP系統(tǒng)貫通;在企業(yè)層，按照業(yè)務(wù)鏈及功能分工，部署了基于ERP系統(tǒng)以及其他的相關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)鏈的系統(tǒng)功能覆蓋。
三、智能物流系統(tǒng)建設(shè)探索
據(jù)倪斌介紹，基于成本控制與風(fēng)險(xiǎn)可控的考慮，上汽通用智能物流系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，并不是集中在某一個(gè)生產(chǎn)基地或者某一個(gè)工廠，而是利用全局資源，選取合適的項(xiàng)目在不同的工廠分頭試點(diǎn)，待取得成功之后再在四地工廠全面推廣。智能物流戰(zhàn)略推行兩年以來，上汽通用已就數(shù)字化技術(shù)和智能物流裝備等進(jìn)行了分頭試點(diǎn)，為全面實(shí)現(xiàn)智能物流轉(zhuǎn)型升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1.數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用及探索
上汽通用在生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)、入廠物流、工廠物流、供應(yīng)鏈延伸管理等環(huán)節(jié)，庫(kù)卡機(jī)器人，不斷引入數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用，推進(jìn)物流的數(shù)字化及智能化轉(zhuǎn)型。
(1)數(shù)字化排產(chǎn)技術(shù)
2016年，上汽通用在國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)首次在沖壓業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)字化排產(chǎn)技術(shù)。沖壓車間的排產(chǎn)是典型的小批次、多邊界條件、多約束條件的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)在換模時(shí)間長(zhǎng)、次數(shù)多、庫(kù)位不確定等多種因素下，人工考慮的約束條件有限，排產(chǎn)效率低。上汽通用將傳統(tǒng)的手工排產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化排產(chǎn)，可以大幅縮短排產(chǎn)所需時(shí)間，快速響應(yīng)生產(chǎn)需求變化;縮減物料緩存區(qū)面積，提高場(chǎng)地利用率，實(shí)現(xiàn)精益庫(kù)存管理;合理安排和配置人員，提升計(jì)劃員工工作效率、設(shè)備利用率及生產(chǎn)效率，并能調(diào)和產(chǎn)能溢缺，減少公用動(dòng)力，降低各項(xiàng)物流運(yùn)作費(fèi)用。
數(shù)字化排產(chǎn)在浦東金橋沖壓工廠取得經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)一步優(yōu)化算法后，上汽通用將會(huì)在2018年把該技術(shù)逐步推廣到動(dòng)力總成工廠、整車裝配廠，進(jìn)而在四地工廠全面采用。
(2)室內(nèi)定位技術(shù)