上汽通用智能物流建设系统建设探索

  带我走        2019-11-22 16:20:10

上汽通用在向智能制造转型方面走在了行业前列,智能物流作为智能制造的关键组成部分,更是战略规划清晰、路径明确。上汽通用在打造全局物流数字化体系的基础上,对部分物流业务环节进行智能化改造并取得了显着效果。


智能物流建设背景


近年来,汽车制造行业面临产能过剩,客户需求产品多样化与个性化,原材料成本和劳动力成本上升,利润空间减小等诸多挑战,传统的管理手段和运行模式明显已经遇到了瓶颈。智能制造的兴起,无疑为汽车制造业的转型发展带来了新的机遇。在互联网高速发展的当下,人们的思维模式发生颠覆性转变;同时各种新技术的发展与成熟应用,会推动商业智能走向一个新的高度,也使人工智能的实现成为可能。这些对汽车产业的影响已经从汽车产品向整个汽车工业延伸,全球很多汽车企业都在积极完成转型,上汽通用也不例外。


在公司成立初期,上汽通用就建立在一个先进工艺和高自动化率的基础上,具有完善的信息化系统支持业务高效运作。公司在发展过程中也不断创新,持续引入先进的生产技术和工艺,增加自动化、数字化、智能化设备的投入,不断巩固制造领先的优势。可以说,20年的积累为上汽通用实施智能制造打下了坚实基础。


上汽通用整个智能制造体系由智能系统、智能产品、智能研发、智能设计、智能生产、智能质量、智能销售、智能服务以及智能物流等多个板块组成,覆盖了产品研发、制造工艺及设备工程开发、生产制造、物流运作与管理、质量管控、市场营销及售后服务等方面。上汽通用在上述各个业务环节中均部署了全局性的数字化、智能化应用实践,将分阶段稳步推进。


物流作为汽车制造中的核心一环也面临着诸多压力。传统模式下的物流效率提升已接近瓶颈,需要寻求突破;市场需求与产品供给需要更精准、更快速对接,对供应链及物流提出更高要求;劳动力成本上升、土地资源稀缺及价格不断提高等因素,导致物流成本大幅提高;新兴产业公司拥有得天独厚的互联网资源优势,汽车物流面临跨界竞争的威胁。在此背景下,汽车物流被越来越多地植入“智能”的诉求。


加上近年来,自动化设备、智能机器人、新控制技术的不断涌现,物联网、视觉识别、大数据分析、云计算、机器学习等先进技术的不断发展成熟,都给智能物流的发展提供了良好契机。


健的数字化物流规划


上汽通用智能物流的发展主线将围绕模块化、自动化、数字化、网联化、智能化五个方向展开,数字化的实现被视为智能化改造的基础。2015年,基于公司智能制造发展战略,上汽通用制定了供应链与物流数字化发展规划,在物流全过程中对传统业务流程进行全局数字化改造;同时,依托自动化物流设备、感知技术、物联网、大数据、智能优化算法等先进技术,对部分物流业务和系统进行智能化改造尝试,挖掘和寻找传统业务的突破点和新的效益增长点,为智能物流转型升级打下坚实基础。

上汽通用智能物流建设系统建设探索

上汽通用的供应链与物流管理运作由生产控制与物流部负责,其业务覆盖生产计划、物料准备、入厂物流、工厂物流、一直到出厂物流等一整条业务链;包含生产计划管理、零件计划管理、库存控制、供应链管理、物料运输管理、仓储管理、料箱料架管理、包装设计、整车发运等各个业务环节;业务范围在公司内涉及到几乎所有部门(市场、采购、财务、工程、制造、质量等),公司外涉及到零部件供应商(包括国内、国外)与物流服务供应商(包括陆运、海运、空运等)。


基于供应链的复杂性,上汽通用的信息系统建设和应用也较为复杂。具体表现在:一是公司业务部门众多,各部门所涉及和应用的系统多达30多种;二是以往各业务部门的系统单独开发,互联互通性不强,导致各系统效率不同;三是各个系统并不是从同一数据池、在同一时间抓取数据,造成信息不对称。


为实现供应链上下游高效衔接,上汽通用需要从两个方面入手,推进传统业务流各环节的数字化改造:一是疏通整个业务链,二是打通整个信息流。为此,上汽通用采用了企业架构方法,对业务架构、应用架构、数据架构等内容,通过梳理、分解设计、构建、集成、扩展,形成端到端全局性规划,确保各数字化信息系统符合部门战略和业务、技术发展要求,互相之间实现互联互通;同时,在IT架构设计中采用了数据模块化设计,保证相关系统未来再改动时只需改动特点模块即可,不对其他系统造成任何影响。


以上汽通用汽车凯迪拉克工厂为例,该工厂应用工业以太网技术,为底层生产设备提供高带宽的网络化接入。设备层的传感器、执行器等设备均通过工业以太网接入系统;在控制层,使用PLC产品实现工艺过程和安全设备的一体化控制,在现场部署大量基于PC或面板型的HMI产品,实时获取生产设备运行状态信息和工艺过程信息,并能进行远程控制;在车间层,部署了MES系统,具备了生产过程监控、设备监控、生产计划调度、物流运作管理、质量信息收集和追溯等功能,并向上和企业ERP系统贯通;在企业层,按照业务链及功能分工,部署了基于ERP系统以及其他的相关系统,实现全业务链的系统功能覆盖。


未来,该工厂随着物联网建设不断投入,在设备层和控制层将接入更多传感器和设备,需采集并传输更多的数据供处理分析;在车间层和企业层,将推进大数据分析和可视化工具应用,帮助识别业务运行环节的优化机会,利用数字化建模分析、智能算法等技术,探索智能排产、智能调度、智能优化等高级应用;在各个层级上,将结合具体项目需求,开展通信网络的性能升级,部署相关业务应用。


智能物流系统建设探索


基于成本控制与风险可控的考虑,上汽通用智能物流系统建设的推进,并不集中在某一个生产基地或者某一个工厂,而是利用全局资源,选取合适的项目在不同的工厂分头试点,待取得成功之后再全面推广。智能物流战略推行两年以来,上汽通用已就数字化技术和智能物流装备等进行了分头试点,为全面实现智能物流转型升级打下坚实基础。


上汽通用在生产计划排产、入厂物流、工厂物流、供应链延伸管理等环节,不断引入数字化技术应用,推进物流的数字化及智能化转型。


2016年,上汽通用在国内汽车行业首次在冲压业务领域应用数字化排产技术。冲压车间的排产是典型的小批次、多边界条件、多约束条件的数学模型,同时在换模时间长、次数多、库位不确定等多种因素下,人工考虑的约束条件有限,排产效率低。上汽通用将传统的手工排产转变为数字化排产,可以大幅缩短排产所需时间,快速响应生产需求变化;缩减物料缓存区面积,提高场地利用率,实现精益库存管理;合理安排和配置人员,提升计划员工工作效率、设备利用率及生产效率,并能调和产能溢缺,减少公用动力,降低各项物流运作费用。


上汽通用在汽车制造业工厂物流领域首次应用室内定位技术,配合自动化扫描等各类先进感知技术,实现人、机、料数字化跟踪分析,优化送料路径,提升人员效率,最大化设备利用率,精益厂内库存,有效支撑数字化工厂的构建;在行业内首次尝试应用智能调度算法,通过入厂物流、工厂物流等环节的全局资源调度,高效匹配物料需求与物流资源,实现物流整体效率的大幅提升。


目前,模拟仿真软件多用于工厂规划或产品开发,对于整个流程中所有自动化设备的结合运作仿真技术还属于空白。上汽通用正在探索在物流系统整体规划方面采用模拟仿真软件,仿真整个物流过程中的瓶颈、预知风险,模拟更多的方案,从而找出最优方案。

来源:中国信息化周刊​王玉

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