一、智能物流建設背景
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)品多樣化與個性化，原材料成本和勞動力成本上升，利潤空間減小等諸多挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的管理手段和運行模式明顯已經(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)展帶來了新的機遇。在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的當下，人們的思維模式發(fā)生顛覆性轉(zhuǎn)變;同時各種新技術的發(fā)展與成熟應用，會推動商業(yè)智能走向一個新的高度，也使人工智能的實現(xiàn)成為可能。這些對汽車產(chǎn)業(yè)的影響已經(jīng)從汽車產(chǎn)品向整個汽車工業(yè)延伸，全球很多汽車企業(yè)都在積極完成轉(zhuǎn)型，上汽通用作為中國汽車行業(yè)領軍者更不例外。
其實在公司成立初期，上汽通用就建立在一個先進工藝和高自動化率的基礎上，具有完善的信息化系統(tǒng)支持業(yè)務高效運作。公司在發(fā)展過程中也不斷創(chuàng)新，持續(xù)引入先進的生產(chǎn)技術和工藝，增加自動化、數(shù)字化、智能化設備的投入，不斷鞏固制造領先的優(yōu)勢。可以說，20年的積累為上汽通用實施智能制造打下了堅實基礎。
上汽通用整個智能制造體系由智能系統(tǒng)、智能產(chǎn)品、智能研發(fā)、智能設計、智能生產(chǎn)、智能質(zhì)量、智能銷售、智能服務以及智能物流等多個板塊組成，覆蓋了產(chǎn)品研發(fā)、制造工藝及設備工程開發(fā)、生產(chǎn)制造、物流運作與管理、質(zhì)量管控、市場營銷及售后服務等方面。上汽通用在上述各個業(yè)務環(huán)節(jié)中均部署了全局性的數(shù)字化、智能化應用實踐，將分階段穩(wěn)步推進。
2.智能物流發(fā)展時機已到
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;市場需求與產(chǎn)品供給需要更精準、更快速對接，對供應鏈及物流提出更高要求;勞動力成本上升、土地資源稀缺及價格不斷提高等因素，導致物流成本大幅提高;新興產(chǎn)業(yè)公司擁有得天獨厚的互聯(lián)網(wǎng)資源優(yōu)勢，汽車物流面臨跨界競爭的威脅。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，自動化設備、智能機器人、新控制技術的不斷涌現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)、視覺識別、大數(shù)據(jù)分析、云計算、機器學習等先進技術的不斷發(fā)展成熟，都給智能物流的發(fā)展提供了良好契機。
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、自動化、數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化五個方向展開，數(shù)字化的實現(xiàn)被視為智能化改造的基礎。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鏈與物流數(shù)字化發(fā)展規(guī)劃，在物流全過程中對傳統(tǒng)業(yè)務流程進行全局數(shù)字化改造;同時，依托自動化物流設備、感知技術、物/務聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能優(yōu)化算法等先進技術，對部分物流業(yè)務和系統(tǒng)進行智能化改造嘗試，挖掘和尋找傳統(tǒng)業(yè)務的突破點和新的效益增長點，為智能物流轉(zhuǎn)型升級打下堅實基礎。
上汽通用數(shù)字化戰(zhàn)略全景
1.把握汽車供應鏈特點，推進物流數(shù)字化
(1)業(yè)務鏈長、環(huán)節(jié)多、范圍廣
上汽通用的供應鏈與物流管理運作由生產(chǎn)控制與物流部負責，其業(yè)務覆蓋生產(chǎn)計劃、物料準備、入廠物流、工廠物流、一直到出廠物流等一整條業(yè)務鏈;包含生產(chǎn)計劃管理、零件計劃管理、庫存控制、供應鏈管理、物料運輸管理、倉儲管理、料箱料架管理、包裝設計、整車發(fā)運等各個業(yè)務環(huán)節(jié);業(yè)務范圍在公司內(nèi)涉及到幾乎所有部門(市場、采購、財務、工程、制造、質(zhì)量等)，公司外涉及到零部件供應商(包括國內(nèi)、國外)與物流服務供應商(包括陸運、海運、空運等)。
(2)系統(tǒng)數(shù)量多、互聯(lián)互通性差
基于供應鏈的復雜性，上汽通用的信息系統(tǒng)建設和應用也較為復雜。具體表現(xiàn)在：一是公司業(yè)務部門眾多，各部門所涉及和應用的系統(tǒng)多達30多種;二是以往各業(yè)務部門的系統(tǒng)單獨開發(fā)，互聯(lián)互通性不強，導致各系統(tǒng)效率不同;三是各個系統(tǒng)并不是從同一數(shù)據(jù)池、在同一時間抓取數(shù)據(jù)，造成信息不對稱。
2. 構(gòu)建互聯(lián)互通的數(shù)字化信息系統(tǒng)
為實現(xiàn)供應鏈上下游高效銜接，上汽通用需要從兩個方面入手，推進傳統(tǒng)業(yè)務流各環(huán)節(jié)的數(shù)字化改造：一是疏通整個業(yè)務鏈，二是打通整個信息流。為此，上汽通用采用了企業(yè)架構(gòu)方法，對業(yè)務架構(gòu)、應用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)等內(nèi)容，通過梳理、分解設計、構(gòu)建、集成、擴展，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、技術發(fā)展要求，互相之間實現(xiàn)互聯(lián)互通;同時，在IT架構(gòu)設計中采用了數(shù)據(jù)模塊化設計，保證相關系統(tǒng)未來再改動時只需改動特點模塊即可，不對其他系統(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。該工廠應用工業(yè)以太網(wǎng)技術，為底層生產(chǎn)設備提供高帶寬的網(wǎng)絡化接入。設備層的傳感器、執(zhí)行器等設備均通過工業(yè)以太網(wǎng)接入系統(tǒng);在控制層，使用PLC產(chǎn)品實現(xiàn)工藝過程和安全設備的一體化控制，在現(xiàn)場部署大量基于PC或面板型的HMI產(chǎn)品，實時獲取生產(chǎn)設備運行狀態(tài)信息和工藝過程信息，并能進行遠程控制;在車間層，部署了MES系統(tǒng)，具備了生產(chǎn)過程監(jiān)控、設備監(jiān)控、生產(chǎn)計劃調(diào)度、物流運作管理、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)務鏈及功能分工，部署了基于ERP系統(tǒng)以及其他的相關系統(tǒng)，實現(xiàn)全業(yè)務鏈的系統(tǒng)功能覆蓋。
三、智能物流系統(tǒng)建設探索
據(jù)倪斌介紹，基于成本控制與風險可控的考慮，上汽通用智能物流系統(tǒng)建設的推進，并不是集中在某一個生產(chǎn)基地或者某一個工廠，而是利用全局資源，選取合適的項目在不同的工廠分頭試點，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)字化技術和智能物流裝備等進行了分頭試點，為全面實現(xiàn)智能物流轉(zhuǎn)型升級打下堅實基礎。
1.數(shù)字化技術應用及探索
上汽通用在生產(chǎn)計劃排產(chǎn)、入廠物流、工廠物流、供應鏈延伸管理等環(huán)節(jié)，不斷引入數(shù)字化技術應用，推進物流的數(shù)字化及智能化轉(zhuǎn)型。
(1)數(shù)字化排產(chǎn)技術
2016年，上汽通用在國內(nèi)汽車行業(yè)首次在沖壓業(yè)務領域應用數(shù)字化排產(chǎn)技術。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)學模型，同時在換模時間長、次數(shù)多、庫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)所需時間，快速響應生產(chǎn)需求變化;縮減物料緩存區(qū)面積，提高場地利用率，實現(xiàn)精益庫存管理;合理安排和配置人員，提升計劃員工工作效率、設備利用率及生產(chǎn)效率，并能調(diào)和產(chǎn)能溢缺，減少公用動力，降低各項物流運作費用。
數(shù)字化排產(chǎn)在浦東金橋沖壓工廠取得經(jīng)驗并進一步優(yōu)化算法后，上汽通用將會在2018年把該技術逐步推廣到動力總成工廠、整車裝配廠，進而在四地工廠全面采用。
(2)室內(nèi)定位技術
上汽通用在汽車制造業(yè)工廠物流領域首次應用室內(nèi)定位技術，配合自動化掃描等各類先進感知技術，實現(xiàn)人、機、料數(shù)字化跟蹤分析，優(yōu)化送料路徑，提升人員效率，最大化設備利用率，精益廠內(nèi)庫存，有效支撐數(shù)字化工廠的構(gòu)建。
(3)智能調(diào)度技術
在行業(yè)內(nèi)首次嘗試應用智能調(diào)度算法，通過入廠物流、工廠物流等環(huán)節(jié)的全局資源調(diào)度，高效匹配物料需求與物流資源，實現(xiàn)物流整體效率的大幅提升。
(4)模擬仿真技術
目前，模擬仿真軟件多用于工廠規(guī)劃或產(chǎn)品開發(fā)，對于整個流程中所有自動化設備的結(jié)合運作仿真技術還屬于空白。上汽通用正在探索在物流系統(tǒng)整體規(guī)劃方面采用模擬仿真軟件，仿真整個物流過程中的瓶頸、預知風險，模擬更多的方案，從而找出最優(yōu)方案。
(5)窄帶技術在料箱、料架追蹤中的應用
上汽通用利用中國移動窄帶技術，集成了GPS模塊，只要手機有信號的地方都能追蹤并傳送料箱、料架的位置、狀態(tài)等信息，實現(xiàn)料箱、料架的全生命周期管理。目前該技術應用處于探索階段。
2.智能物流設備應用及探索
在智能物流體系建設過程中，上汽通用圍繞入廠、接收、倉儲、分揀、上線、下線、發(fā)運、出廠等八大運作環(huán)節(jié)，持續(xù)推進物流自動化水平。目前主要應用的自動化物流系統(tǒng)如下：
(1)自動化立體庫
上汽通用已經(jīng)在四個基地多個工廠分頭試點了穿梭車、堆垛機等在內(nèi)的不同形式立體庫，用于包括發(fā)動機、變速箱在內(nèi)的多種標準化大型零部件及總成件的自動化存儲，提升了倉儲面積利用率和物流作業(yè)效率。
自動化立體庫
自動化立體庫目前在汽車行業(yè)應用較少，主要是因為汽車零部件規(guī)格、尺寸差異大，實現(xiàn)高效率應用比較難。但隨著土地成本、人工成本的上升，自動化立體庫的應用成為趨勢。
(2)智能新型AGC
(4)智能揀選機器人
上汽通用在汽車行業(yè)首次引入智能揀選機器人完成天窗零件自動揀選，提高了分揀效率。在柔性化生產(chǎn)現(xiàn)場，物料需要排序。上汽通用采用智能揀選機器人自動抓取天窗放在料架上，并按照生產(chǎn)計劃排好順序，最后由AGC將料架拖至線邊，實現(xiàn)了天窗揀選及上線無人化。
天窗智能分揀機器人
除此以外，上汽通用還運用自動化設備，實現(xiàn)整托盤物料的自動掃描、自動打包、自動短駁;自主研發(fā)無人拖車，在發(fā)運端實現(xiàn)廠際間物料無人自動駁運;通過機運鏈的大規(guī)模應用，提高物料接收端作業(yè)效率;運用自動掃描、整車立體庫、自動洗車等技術，提升整車物流操作效率;此外，還通過建立硬件控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對不同自動化設備的統(tǒng)一管理與控制，初步實現(xiàn)無人化倉庫的運作。
四、難點及解決途徑
在上汽通用智能物流的推進過程中，許多新技術、新模式在部門、公司甚至行業(yè)內(nèi)都是首次嘗試，無成熟方案可供借鑒，面臨諸多困難與挑戰(zhàn)。針對這些技術難點，一方面，上汽通用在部門內(nèi)部成立了相應的平臺化組織，集成部門各類專家對技術難點進行集中攻關;另一方面，通過戰(zhàn)略供應商協(xié)同、產(chǎn)學研合作等方式，借用各類外部資源的幫助來進行項目推進。
最后值得一提的是，在新技術的試點與驗證過程中難免會走一些彎路，但上汽通用公司管理層對于創(chuàng)新一直抱著容錯的態(tài)度，允許試錯，這使相關人員放下包袱，大膽嘗試，使改善項目得以快速進展。
五、價值分析及未來展望
對于智能物流體系建設給上汽通用帶來的價值，倪斌表示，上汽通用原來的物流體系基礎扎實，在智能物流體系建設過程中，每提升一小步都是一次大的突破，目前的探索達到了預期效果。上汽通用智能物流的不斷推進，能夠精準對接需求與資源兩端，全面對接產(chǎn)品設計、制造執(zhí)行及市場銷售等關鍵環(huán)節(jié)，支持快速精準的產(chǎn)品個性化、柔性生產(chǎn)，打造了公司的智能制造核心競爭力。
上汽通用智能物流生態(tài)圖愿景
