現(xiàn)代物流技術(shù)在汽車工廠庫存管理中的應(yīng)用探索

庫存管理對(duì)企業(yè)運(yùn)營效率有著至關(guān)重要的影響。伴隨著制造業(yè)信息化和智能化的發(fā)展，越來越多的企業(yè)正在運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)來改進(jìn)其庫存管理。以一汽-大眾佛山工廠為例，本文旨在探討庫存管理流程中面臨的主要問題，并研究如何借助現(xiàn)代物流技術(shù)來優(yōu)化庫存管理，利用數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化的方法，克服傳統(tǒng)管理模式的局限性，從而實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)和高效的庫存管理體系。

　　當(dāng)前，汽車制造業(yè)正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，“高品質(zhì)、低成本”已成為傳統(tǒng)汽車制造商努力的方向。有效的庫存管理不僅有助于降低企業(yè)的庫存成本，還能加速資金的流動(dòng)，因此，傳統(tǒng)汽車企業(yè)迫切需要通過庫存管理的信息化來革新，采用新技術(shù)替代傳統(tǒng)的管理方法，以此來減少人力資源的消耗，降低信息錯(cuò)誤和延遲的風(fēng)險(xiǎn)，確保庫存量和品種與實(shí)際需求相匹配，從而不斷完善庫存管理體系并整體提升管理水平。

　　以一汽-大眾佛山工廠為例，該工廠從其內(nèi)部物流的庫存管理流程入手，深入剖析了現(xiàn)存的問題，諸如庫存成本高昂、零部件種類繁多、流程復(fù)雜、人員配置多且流動(dòng)性強(qiáng)等因素導(dǎo)致了各個(gè)環(huán)節(jié)中的人力和時(shí)間浪費(fèi)，使得運(yùn)營效率和質(zhì)量都有待進(jìn)一步提高。自2017年起，佛山工廠以庫存管理中的各個(gè)關(guān)鍵步驟——如入廠物流、卸貨驗(yàn)收、貨物上架與下架、儲(chǔ)存、盤點(diǎn)、揀選、備貨、配送、上線以及空箱回收——作為切入點(diǎn)，從自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化的角度出發(fā)，優(yōu)化管理流程并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)。此舉旨在實(shí)現(xiàn)操作層面上的智能倉儲(chǔ)與運(yùn)輸，以及管控層面上的智能調(diào)度與分析，最終達(dá)到庫存管理決策的可視化和協(xié)同化。

01零件收貨/入庫

　　一汽-大眾佛山工廠處理著多達(dá)一萬種以上的零部件。在庫存管理中，收貨入庫是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，它涉及到商品的數(shù)量和質(zhì)量檢查、識(shí)別以及信息記錄等工作，直接影響到庫存的可靠性和數(shù)據(jù)更新的及時(shí)性。

　　傳統(tǒng)的收貨入庫方式依賴于人工掃描條形碼，此過程需要執(zhí)行蓋章、掃描以及撕取看板標(biāo)簽等一系列步驟，這不僅造成了大量的動(dòng)作浪費(fèi)和流程等待時(shí)間，還可能導(dǎo)致零部件在入口處長時(shí)間滯留，甚至引發(fā)積壓，無法迅速入庫。此外，由于收貨入庫流程復(fù)雜，需要人工完成訂單接收、收貨、驗(yàn)貨、上架等多道工序，導(dǎo)致入庫周期較長，容易發(fā)生漏掃或誤掃的情況，進(jìn)而使庫存信息失真，增加了庫存管理的風(fēng)險(xiǎn)。

　　為了解決這些問題，一汽-大眾佛山工廠引入了RFID技術(shù)來優(yōu)化收貨入庫流程。具體做法是在零件的看板條碼上綁定RFID標(biāo)簽，并將其固定在裝運(yùn)零件的器具或轉(zhuǎn)運(yùn)車上。當(dāng)叉車搬運(yùn)裝載零件的器具通過卸貨口時(shí)，地面感應(yīng)器會(huì)觸發(fā)RFID閱讀器讀取標(biāo)簽信息，并發(fā)送射頻信號(hào)，解碼后的信息將被傳輸至管理系統(tǒng)，自動(dòng)創(chuàng)建零件及其器具的入庫記錄，實(shí)現(xiàn)了卸貨時(shí)的自動(dòng)入庫登記。目前，佛山工廠已經(jīng)部署了超過20套R(shí)FID設(shè)備，涵蓋了大多數(shù)的看板零件管理。

圖1 零件入廠流程

圖2 RFID工作原理

　　在零部件入廠階段，一汽-大眾佛山工廠創(chuàng)新地引入了RFID技術(shù)，建立了一個(gè)名為“滴滴”的卡車智能任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，這是業(yè)內(nèi)首個(gè)利用遠(yuǎn)程系統(tǒng)與RFID定位技術(shù)來進(jìn)行卡車調(diào)度的解決方案。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別并匹配卡車的車牌號(hào)碼，對(duì)其進(jìn)行任務(wù)排序，并按照既定規(guī)則將指令發(fā)送到調(diào)度區(qū)域的顯示屏以及司機(jī)的移動(dòng)設(shè)備上。廠區(qū)內(nèi)安裝的RFID系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地追蹤卡車的位置，從而在整個(gè)作業(yè)周期中實(shí)現(xiàn)路徑閉環(huán)管理。

　　通過應(yīng)用RFID技術(shù)，佛山工廠實(shí)現(xiàn)了收貨流程的自動(dòng)化，可以同時(shí)識(shí)別多種零部件，提高了入庫和倉儲(chǔ)的效率。此外，RFID技術(shù)還顯著提升了零件識(shí)別的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，確保了零件批次、入庫日期等信息的完整記錄，并能自動(dòng)匹配優(yōu)先出庫的批次，嚴(yán)格執(zhí)行“先進(jìn)先出”的原則。這一技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)條碼標(biāo)簽易損壞、人工操作復(fù)雜且容易出錯(cuò)的問題。在收貨入庫的過程中，RFID技術(shù)確保了各種零部件能夠順利入庫，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)它們的實(shí)時(shí)監(jiān)控與追蹤，這對(duì)于優(yōu)化庫存管理至關(guān)重要。

02零件存儲(chǔ)

　　零件存儲(chǔ)環(huán)節(jié)對(duì)庫存管理的成效和成本具有直接關(guān)系，存儲(chǔ)容量決定了庫存中零件的種類和數(shù)量;存儲(chǔ)方式影響著倉庫的容量利用率和庫存的周轉(zhuǎn)率;優(yōu)化的存儲(chǔ)設(shè)備可以提升貨物的存取效率和準(zhǔn)確性;合理的設(shè)計(jì)還能確保零件的質(zhì)量和安全。

　　在一汽-大眾佛山工廠內(nèi)，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)方式采用背靠背貫通式布局，堆垛高度較低，導(dǎo)致了空間利用不足，引發(fā)了存儲(chǔ)容量不夠、零件堆放雜亂等問題;上下架操作完全依賴人工，沒有明確的存取規(guī)則，缺乏有效的記錄，常常會(huì)出現(xiàn)零件“亂放、誤放”的情況，給揀選和盤點(diǎn)帶來了麻煩;而對(duì)于高價(jià)值、易損的零件而言，存儲(chǔ)環(huán)節(jié)中的丟失和損壞現(xiàn)象更是帶來了大量的成本浪費(fèi)。

　　為了改善這些問題，一汽-大眾佛山工廠在2021年啟用了行業(yè)中最復(fù)雜的自動(dòng)化立體倉庫智能存儲(chǔ)系統(tǒng)，將平面存儲(chǔ)擴(kuò)展到了立體空間。該系統(tǒng)采用了自動(dòng)化存儲(chǔ)與檢索系統(tǒng)(AS/RS)和Shuttle技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了AGL-AKL之間的聯(lián)動(dòng)，并且能夠處理多種尺寸的貨物。在上架過程中，到達(dá)的零件無需人工重新包裝或掃描，可以直接通過自動(dòng)掃描上架;而在出庫環(huán)節(jié)，則與生產(chǎn)線相連，大件庫在生產(chǎn)線收集到過車信號(hào)后轉(zhuǎn)化為零件消耗，自動(dòng)向倉庫請(qǐng)求補(bǔ)貨，而小件庫則將要貨信息按照路線分批快速揀選并出庫;此外，系統(tǒng)還會(huì)根據(jù)零件的消耗情況以及距離出庫口的遠(yuǎn)近對(duì)零件和貨位進(jìn)行熱度分類。自動(dòng)化立體庫還配備了堆垛機(jī)、穿梭車、RGV(軌道搬運(yùn)車)、拆盤機(jī)等多種設(shè)備，能夠滿足不同類型零件的運(yùn)輸需求。

圖3 立體庫AS/RS技術(shù)

圖4 RGV整托零件及空托盤輸送

圖5 拆盤機(jī)、疊盤機(jī)

　　通過采用立體倉庫存儲(chǔ)方案，廠內(nèi)的存儲(chǔ)位置增加了數(shù)萬個(gè)，庫存能力成倍增長，同時(shí)更高效地利用了倉庫的空間資源。實(shí)現(xiàn)了貨物存取的自動(dòng)化，大幅減少了對(duì)人工的依賴，顯著提升了出庫效率。自動(dòng)化存儲(chǔ)與檢索系統(tǒng)確保了貨物存放位置的準(zhǔn)確性和數(shù)量的精確性，同時(shí)也增強(qiáng)了貨物的安全性，減少了意外損失和損耗的發(fā)生。

　　由于廠內(nèi)存儲(chǔ)容量的增加，外部第三方倉庫的需求被取消，簡(jiǎn)化了零部件入廠的流程，提高了周轉(zhuǎn)效率。立體倉庫通過智能化管理和自動(dòng)化的物料搬運(yùn)，不僅增加了倉儲(chǔ)系統(tǒng)的吞吐能力，還提高了庫存的周轉(zhuǎn)率，對(duì)于整體庫存管理效益的提升起到了決定性的作用。

03揀選/備貨

　　超市備貨環(huán)節(jié)涉及多種零部件的揀選，是整個(gè)庫存管理過程中最為復(fù)雜的部分，直接影響到庫存管理的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，同時(shí)也對(duì)整體效率和成本控制產(chǎn)生重大影響。傳統(tǒng)的物流揀選方式是“人找貨”，即工作人員需根據(jù)訂單在倉庫中步行尋找所需的零部件，這種方式導(dǎo)致多次?？亢烷L距離行走，耗費(fèi)了大量的人力和時(shí)間，揀選效率低下，且容易出錯(cuò)，影響庫存數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和后續(xù)流程的順暢;此外，這種方式還占用了寶貴的倉庫空間用于備貨，增加了倉儲(chǔ)成本;并且，人工揀選難以應(yīng)對(duì)訂單量波動(dòng)，無法作出及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)整。

　　為了解決上述問題，一汽-大眾佛山工廠推出了“超市2.0”，即業(yè)內(nèi)首個(gè)“貨到人”揀選模式。超市2.0通過集成系統(tǒng)和統(tǒng)一的軟件架構(gòu)，應(yīng)用了結(jié)合“視覺導(dǎo)航+慣性導(dǎo)航”的智能AGV(自動(dòng)引導(dǎo)車)。借助智能算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化排序揀選。AGV能夠精準(zhǔn)定位并搬運(yùn)存放在超市內(nèi)的貨物至備貨口，備貨員只需在備貨口等待AGV送來的貨物即可完成揀選工作。

圖6 一體化軟件架構(gòu)

圖7 智能化AGV定位

　　針對(duì)像天窗這樣重型且體積大的零部件，佛山工廠進(jìn)一步升級(jí)到了“超市3.0”，即業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的“貨到機(jī)器人”揀選模式。在這個(gè)模式下，AGV(自動(dòng)引導(dǎo)車)將天窗等大型零件運(yùn)送至機(jī)器人工作站旁，然后通過“機(jī)器人+視覺系統(tǒng)”來完成零件的自動(dòng)揀選和排序。備貨完成后，AGV再次負(fù)責(zé)將零件運(yùn)送至生產(chǎn)線，通過與線邊機(jī)械手的信號(hào)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)空箱的自動(dòng)堆疊和返空，從而達(dá)到了完全無人化的備貨作業(yè)。

　　在揀選過程中，佛山工廠還采用了防錯(cuò)的燈光揀選系統(tǒng)(如圖8所示)和語音指導(dǎo)揀選技術(shù)，以輔助工作人員進(jìn)行排序件的備貨工作。

圖8 無差錯(cuò)揀選

　　可以說，超市2.0/3.0通過自動(dòng)化揀選設(shè)備、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析、倉庫布局優(yōu)化等，使零件存儲(chǔ)、備貨、排序、揀選環(huán)節(jié)更加智能、便捷、高效，實(shí)現(xiàn)了零件的智能化倉儲(chǔ)管理、自動(dòng)化排序、人性化揀選，提高了零件揀選準(zhǔn)確率及效率，節(jié)省倉儲(chǔ)空間，動(dòng)態(tài)掌握庫存情況，實(shí)現(xiàn)庫存管理可視化。

04配送/上線

　　零件的配送及上線是庫存管理的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它支持著生產(chǎn)線的運(yùn)作，并決定了庫存管理的整體流程是否能夠形成完整的循環(huán)。傳統(tǒng)的搬運(yùn)和配送方式容易導(dǎo)致錯(cuò)誤配送、數(shù)量不準(zhǔn)確或零件損壞等問題，進(jìn)而引起生產(chǎn)延誤甚至是質(zhì)量問題;同時(shí)，廠內(nèi)物料的流動(dòng)路徑較長，停滯時(shí)間久，物料調(diào)動(dòng)周期延長，對(duì)生產(chǎn)線的響應(yīng)速度較慢;加之長距離配送、頻繁的運(yùn)輸、包裝及保護(hù)要求等因素，都會(huì)增加庫存的成本。

　　為了優(yōu)化傳統(tǒng)的配送方式，一汽-大眾佛山工廠已經(jīng)廣泛采用了AGV(自動(dòng)引導(dǎo)車)進(jìn)行配送，但是其配送模式仍然主要是基于牽引車上線或傳統(tǒng)的磁條導(dǎo)航，配送路線、節(jié)奏和器具都是固定的，存在較多的等待浪費(fèi)，同時(shí)因?yàn)榱慵N類繁多，這種方法也無法滿足混合生產(chǎn)線的靈活需求。

　　2022年，一汽-大眾佛山工廠啟動(dòng)了AntS配送先導(dǎo)項(xiàng)目，旨在解決生產(chǎn)線“最后100米”的自動(dòng)化配送難題。佛山工廠首次在生產(chǎn)線旁邊引入了智能AGV共享的理念——即共享配送路徑、共享配送設(shè)備、共享配送載具。通過系統(tǒng)的智能調(diào)度和任務(wù)分配，打破了備貨、超市、上線環(huán)節(jié)之間的壁壘，使用中間載具來實(shí)現(xiàn)不同配送任務(wù)共用同一路線和載具，多種物料可以共享配送，這大大提高了AGV的利用率和配送效率，實(shí)現(xiàn)了廠內(nèi)的無人化配送(如圖9所示)。

圖9 AntS配送模式

　　AntS配送覆蓋所有零件，與現(xiàn)有的要貨系統(tǒng)進(jìn)行一體化打通，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化零件要貨與配送。線旁看板零件由PCC系統(tǒng)根據(jù)過車信息自動(dòng)要貨(如圖10)，叉車司機(jī)根據(jù)車載終端收到的系統(tǒng)要貨信息進(jìn)行備貨;準(zhǔn)時(shí)化零件由叉車司機(jī)根據(jù)到貨順序，卸貨后直接備貨至載具上，由智能分配的AGV做線邊接駁，按照最優(yōu)規(guī)劃路線進(jìn)行配送;再由AGV將線旁產(chǎn)生的空箱返回至備貨站點(diǎn)。要貨環(huán)節(jié)也引入RFID技術(shù)，由生產(chǎn)線上的讀取器讀取車身的RFID條碼，定位車身，根據(jù)零件明細(xì)表進(jìn)行拆車(如圖11)，計(jì)算零件消耗，生成要貨信號(hào)。相比傳統(tǒng)的人工巡線發(fā)現(xiàn)空箱、掃描空箱要貨，大幅節(jié)省了人工行走浪費(fèi)，也減少了漏要錯(cuò)要的情況。

圖10 PCC要貨流程

圖11 RFID自動(dòng)拆車

　　AntS AGV配送(如圖12)可對(duì)零件進(jìn)行精確導(dǎo)航和定位，減少人為配送誤差，提高庫存準(zhǔn)確性;通過智能規(guī)劃和調(diào)度，優(yōu)化零件存儲(chǔ)方式，提高庫存空間利用率;搭載物流追蹤和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集零件出入庫、位置及庫存量信息，提高庫存管理精確性和可控性;根據(jù)生產(chǎn)線需求靈活調(diào)度，精確匹配零件上線需求，優(yōu)化庫存周轉(zhuǎn)率。

圖12 AntS AGV智能配送

　　對(duì)于制造企業(yè)而言，科學(xué)合理的物料庫存管理能夠保障生產(chǎn)經(jīng)營順暢、減少成本投入、促進(jìn)資源調(diào)動(dòng)、提高客戶需求響應(yīng)度。不過，庫存管理的過程往往存在諸多痛點(diǎn)，例如過于依靠人工管理，信息化程度不足，數(shù)據(jù)處理不準(zhǔn)確不及時(shí)，缺乏科學(xué)透明的監(jiān)管流程，面對(duì)供應(yīng)鏈整體波動(dòng)時(shí)，庫存預(yù)測(cè)難以精準(zhǔn)，導(dǎo)致庫存短缺或積壓，無法靈活應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化和客戶需求。面對(duì)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)和降本需求，企業(yè)需對(duì)庫存管理這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，將現(xiàn)代物流技術(shù)與庫存管理各流程結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化、智能化管理，突破傳統(tǒng)管理手段的瓶頸，更好地滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提升運(yùn)營效益。

　　一汽-大眾佛山工廠經(jīng)過近五年的技術(shù)改進(jìn)與項(xiàng)目實(shí)施，在庫存管理技術(shù)應(yīng)用方面已取得顯著成果，其中多項(xiàng)均為行業(yè)首創(chuàng)，如超市2.0、天窗機(jī)器人、AntS智能配送等。在多種物流技術(shù)的支持下，庫存管理各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了協(xié)同化、自動(dòng)化、智能化升級(jí)，大大降低了庫存管理的成本，提高了倉庫的經(jīng)濟(jì)效益;其倉庫利用率、質(zhì)量保證率、安全率、倉儲(chǔ)成本、全員勞動(dòng)生產(chǎn)率等指標(biāo)，均有顯著提升;并且，使各流程運(yùn)行效率得到提高，保證出貨合理、數(shù)量準(zhǔn)確、質(zhì)量完好，提升了物流備貨、供貨的可靠性;最終實(shí)現(xiàn)更加精益、高效的庫存管理，為工廠物流和生產(chǎn)運(yùn)營提供了強(qiáng)有力的支持。

　　未來，一汽-大眾佛山工廠將從“入口+超市+生產(chǎn)線”三個(gè)節(jié)點(diǎn)、“入庫+配送”兩個(gè)過程出發(fā)，在裝卸、存儲(chǔ)、揀選、上線等關(guān)鍵環(huán)節(jié)引入各類先進(jìn)的技術(shù)手段，以數(shù)據(jù)治理與流程升級(jí)為支撐，繼續(xù)推動(dòng)庫存管理自動(dòng)化、信息化、智能化，促進(jìn)物資的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理，與供應(yīng)鏈上下游環(huán)節(jié)協(xié)同共享，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、高質(zhì)量、高柔性。