上汽通用汽車有限公司：入廠物流全過程智能化

一、項(xiàng)目背景

隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為越來越多的企業(yè)提升核心競爭力的關(guān)鍵手段，物/務(wù)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、建模與算法、人工智能等前沿技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值正在不斷顯現(xiàn)，這一切都為“智慧物流”帶來了巨大發(fā)展?jié)摿?。在制造及物流領(lǐng)域，上汽通用汽車有限公司（以下簡稱“上汽通用”）的數(shù)字化物流走在了行業(yè)的前列。承接集團(tuán)“新四化”戰(zhàn)略及上汽通用十三五總體戰(zhàn)略，上汽通用積極充分對接公司智能制造隱藏戰(zhàn)略，精準(zhǔn)研判行業(yè)發(fā)展趨勢，對物流進(jìn)行全局?jǐn)?shù)字化改造部署，以智慧化平臺及數(shù)字化運(yùn)營驅(qū)動(dòng)企業(yè)物流的高效運(yùn)作和轉(zhuǎn)型升級。

基于物流全局?jǐn)?shù)字化發(fā)展整體框架，上汽通用入廠物流管理科重點(diǎn)推進(jìn)了“前端綁定系統(tǒng)”“多庫排隊(duì)系統(tǒng)”“入廠物流智能集成平臺”“包裝器具全過程管理系統(tǒng)”“倉儲控制系統(tǒng)”等多個(gè)入廠物流數(shù)字化、自動(dòng)化項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)入廠物流供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的全面貫通和一體化集成，助推物流全局?jǐn)?shù)字化、智能化構(gòu)建，同時(shí)也為集團(tuán)構(gòu)建社會(huì)化大物流運(yùn)作體系奠定了重要基礎(chǔ)。

二、項(xiàng)目主要內(nèi)容

（一）蛻故孳新，前端綁定助推物流數(shù)字化

上汽通用是國內(nèi)在入廠物流環(huán)節(jié)最早采用循環(huán)取貨（Milkrun）模式的汽車制造商之一。伴隨十余載的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式下的數(shù)據(jù)盲區(qū)、信息遲滯等問題也愈發(fā)凸顯，尤其是在物流運(yùn)作的最前端——供應(yīng)商發(fā)貨端。原先的管理方式，都是通過“紙質(zhì)路單跟蹤、有事電話溝通”的模式。作為整個(gè)物流運(yùn)作的起點(diǎn)，發(fā)貨端若無法實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，整個(gè)運(yùn)輸過程的實(shí)時(shí)跟蹤將缺乏最基本的信息輸入，物流全局?jǐn)?shù)字化也將無從談起。

供應(yīng)鏈前端數(shù)據(jù)采集及綁定系統(tǒng)示意

為了助推物流全局?jǐn)?shù)字化這部引擎，上汽通用在行業(yè)內(nèi)率先開發(fā)了供應(yīng)鏈前端數(shù)據(jù)采集及綁定系統(tǒng)（簡稱“前端綁定系統(tǒng)”），如圖9 – 30所示。不僅將數(shù)字化管理延伸到了物流運(yùn)作的前沿，同時(shí)也將處于一線運(yùn)作的承運(yùn)商駕駛員、供應(yīng)商庫管員等基層人員徹底納入了“數(shù)字化”運(yùn)營環(huán)境。該系統(tǒng)在提貨前將零件級運(yùn)輸計(jì)劃同時(shí)發(fā)送給承運(yùn)商和供應(yīng)商，實(shí)現(xiàn)雙方在發(fā)運(yùn)要求上的信息同步。在發(fā)貨時(shí)，零部件供應(yīng)商按照發(fā)運(yùn)要求，通過移動(dòng)App逐箱掃描物料，并將實(shí)際發(fā)運(yùn)信息上傳，由司機(jī)在移動(dòng)App上進(jìn)行接收確認(rèn)，系統(tǒng)基于雙方確認(rèn)信息生成電子發(fā)運(yùn)單，從而實(shí)現(xiàn)零件、料箱、訂單、卡車的四者綁定，并將信息實(shí)時(shí)接入上汽通用入廠物流智能集成平臺，實(shí)現(xiàn)了物流數(shù)據(jù)在同一平臺上的實(shí)時(shí)共享和交互，推進(jìn)了業(yè)務(wù)各方的高效協(xié)同。

在收貨端，前端數(shù)據(jù)采集及綁定系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施后，車輛攜帶的實(shí)物信息一旦綁定，即可自動(dòng)傳輸?shù)绞肇浵到y(tǒng)中。流程如圖9 – 31所示，當(dāng)車輛到達(dá)指定卸貨道口后，司機(jī)只需向接收人員出示手機(jī)中前端綁定App內(nèi)的電子發(fā)運(yùn)單二維碼，卸貨人員通過掃描二維碼，收貨系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)匹配該電子發(fā)運(yùn)單對應(yīng)物料訂單內(nèi)的零件號和零件數(shù)量，若信息一致則自動(dòng)完成收貨。同時(shí)，實(shí)際收貨、接收差異等信息也將同時(shí)共享給零部件供應(yīng)商和運(yùn)輸承運(yùn)商，為后續(xù)異常情況的處理、供應(yīng)商/承運(yùn)商績效評估等提供依據(jù)。

供應(yīng)鏈前端數(shù)據(jù)采集及綁定系統(tǒng)使用流程

電子收貨系統(tǒng)將人工紙質(zhì)單據(jù)轉(zhuǎn)為電子單據(jù)，不僅大幅簡化了收貨操作流程、節(jié)省人工校驗(yàn)時(shí)間、提升了收貨效率、提高了校驗(yàn)準(zhǔn)確性，同時(shí)通過將收貨信息共享給供應(yīng)鏈前端，實(shí)現(xiàn)了零部件供應(yīng)商、物流服務(wù)商和上汽通用物流之間的信息實(shí)時(shí)交互，將供應(yīng)鏈?zhǔn)肇浂斯芾碜兊酶訉?shí)時(shí)化、精細(xì)化和透明化，實(shí)現(xiàn)了多方共贏。

（二）精敏創(chuàng)新，多庫排隊(duì)系統(tǒng)全面升級

上汽通用傳統(tǒng)入廠排隊(duì)系統(tǒng)，存在排隊(duì)需求人工觸發(fā)、排隊(duì)邏輯簡單、任務(wù)發(fā)布信息單一等方面的問題。2019年上半年，上汽通用充分總結(jié)過去的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，積極對標(biāo)國內(nèi)外先進(jìn)做法，通過多種數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用和系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了車輛多庫排隊(duì)系統(tǒng)的功能全面升級，如圖9 – 32所示。

在排隊(duì)信息觸發(fā)方面，通過車載GPS/北斗定位系統(tǒng)獲取車輛實(shí)時(shí)位置信息，結(jié)合電子圍欄技術(shù)，當(dāng)車輛進(jìn)入目標(biāo)庫區(qū)有效范圍之后，通過廠區(qū)門禁系統(tǒng)的入廠資格判斷，自動(dòng)觸發(fā)車輛排隊(duì)申請，完全摒棄了原先司機(jī)需到崗?fù)ぬ幦斯び|發(fā)排隊(duì)需求的模式。

在排隊(duì)邏輯方面，與傳統(tǒng)排隊(duì)系統(tǒng)單純按照“先到先排”的排隊(duì)邏輯所不同，多庫排隊(duì)系統(tǒng)會(huì)綜合考量車輛所攜帶訂單/零件信息、零件需求的緊急程度、可用卸貨道口資源等多元要素，進(jìn)行排隊(duì)優(yōu)先級的邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)卡車卸貨隊(duì)列智能排序，確保緊急訂單/零件能夠優(yōu)先入廠，節(jié)省了車輛排隊(duì)時(shí)間，提升車輛綜合利用率。

在排隊(duì)信息發(fā)布方面，每一個(gè)排隊(duì)序列指令會(huì)將完整的目標(biāo)卸貨道口、暫停車位、預(yù)計(jì)等待時(shí)間等信息智能推送到卡車司機(jī)的手機(jī)終端上。另外，每一輛卡車的預(yù)計(jì)到達(dá)道口時(shí)間也同時(shí)將被推送到指定的目標(biāo)道口，便于卸貨道口安排收貨所需的人力及設(shè)備，使得每一個(gè)卸貨道口資源能夠得到充分利用。當(dāng)車輛進(jìn)廠后，系統(tǒng)還將進(jìn)一步跟蹤庫內(nèi)等待時(shí)間、卸貨時(shí)間、單圈運(yùn)作總時(shí)間等信息，從而支撐后續(xù)掃描入庫時(shí)間的統(tǒng)計(jì)與分析，進(jìn)一步提升現(xiàn)場物流運(yùn)作效率。

車輛多庫排隊(duì)系統(tǒng)

（三）承上啟下，入廠物流智能集成平臺

為了進(jìn)一步提升入廠物流管理能級，降低入廠物流運(yùn)作成本，上汽通用汽車緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢，規(guī)劃并部署了“入廠物流智能集成平臺”項(xiàng)目，并于2016 年實(shí)施了一期項(xiàng)目：主要圍繞實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，通過建立企業(yè)級數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，全面貫通上汽通用、物流服務(wù)商、供應(yīng)商數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多方在同一平臺的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。不僅如此，項(xiàng)目通過在大量接口開發(fā)工作中不斷總結(jié)提煉，創(chuàng)建了規(guī)范的數(shù)據(jù)對接標(biāo)準(zhǔn)及處理機(jī)制，為平臺的拓展推廣建立堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

2017年，上汽通用汽車又通過移動(dòng)智能終端、智能算法等技術(shù)的引入與應(yīng)用，使“入廠物流智能集成平臺”二期項(xiàng)目取得突破，服務(wù)于上汽通用汽車平臺整體應(yīng)用架構(gòu)。零部件供應(yīng)商及物流服務(wù)商在一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控方面應(yīng)用移動(dòng)智能終端技術(shù)，將訂單、車輛、料箱、零件信息進(jìn)行前端綁定，實(shí)現(xiàn)全過程零部件級實(shí)時(shí)監(jiān)控，化被動(dòng)報(bào)警為主動(dòng)預(yù)警。在智能優(yōu)化方面，平臺針對上汽通用汽車多樣化的入廠運(yùn)輸業(yè)務(wù)模式，深度分析各業(yè)務(wù)模式的業(yè)務(wù)流和信息流，求同存異，搭建與實(shí)際運(yùn)作模式相吻合的業(yè)務(wù)優(yōu)化模型，既能覆蓋所有業(yè)務(wù)模式，又能體現(xiàn)不同業(yè)務(wù)模式在優(yōu)化層面的需求差異，最大限度地提升模型的適應(yīng)性和實(shí)用性。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng)用智能算法及人工智能，建立智能、高效的運(yùn)算引擎，驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸資源利用率大幅提升，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸綜合成本大幅降低。

（四）創(chuàng)新求變，包裝器具全過程精益管理

包裝器具周轉(zhuǎn)運(yùn)作管理過程中的信息流數(shù)據(jù)采集，當(dāng)前同樣也依賴各節(jié)點(diǎn)對各類流轉(zhuǎn)單據(jù)的人工錄入。上汽通用目前使用各型號周轉(zhuǎn)包裝器具多達(dá)千余種，流轉(zhuǎn)范圍覆蓋上汽通用龐雜的生產(chǎn)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，周轉(zhuǎn)包裝器具總保有數(shù)量隨著上汽通用各生產(chǎn)基地產(chǎn)量攀升迅速增長，而各物流區(qū)域的空/滿箱操作業(yè)務(wù)模式也呈現(xiàn)多樣化。賬務(wù)錄入的準(zhǔn)確性與及時(shí)性較差已成為制約包裝器具精益化管理水平提升因素。

而通過前端綁定數(shù)據(jù)采集方案，實(shí)現(xiàn)物料供應(yīng)商端及各物流服務(wù)供應(yīng)商端間空箱流轉(zhuǎn)賬務(wù)的電子化交接，消除了空箱流轉(zhuǎn)全業(yè)務(wù)鏈的數(shù)據(jù)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)了上汽通用針對包裝器具流轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)庫存的精準(zhǔn)管控，以確保能夠以最低的成本為生產(chǎn)物流提供高效、快速響應(yīng)的包裝器具供應(yīng)保障。同時(shí)，基于未來上汽通用物流關(guān)系網(wǎng)點(diǎn)及路徑分析算法架構(gòu)與應(yīng)用，以電子交接空箱端應(yīng)用終端為抓手的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，定將促進(jìn)空箱業(yè)務(wù)模式及供應(yīng)鏈過程向智能預(yù)測與規(guī)劃方向不斷迭代升級。

（五）提能增效，“智慧大腦”助力倉儲自動(dòng)化

上汽通用汽車隴橋路生產(chǎn)準(zhǔn)備車間總倉儲面積119800平方米，其中自動(dòng)化作業(yè)面積31100平方米，自動(dòng)化率達(dá)28.7%。倉庫建成后將負(fù)責(zé)金橋新廠所有進(jìn)口件木箱、小件、PUS大件、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、沖壓件和部分排序件的相關(guān)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)范疇涵蓋收貨、倉儲、分揀、發(fā)貨、質(zhì)量管理，為金橋新廠5車型的高效生產(chǎn)提供保障。隴橋路倉庫作為新一代數(shù)字化智能倉儲運(yùn)作中心，是踐行上汽通用“新四化”戰(zhàn)略的典范。

倉儲控制系統(tǒng)（WCS）是隴橋路生產(chǎn)準(zhǔn)備車間自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的“智慧大腦”。通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)化、人機(jī)交互化和設(shè)備功能拓展的方式顯著降低了一線操作工的數(shù)量，提升了庫區(qū)面積的利用率，預(yù)計(jì)每年可降低成本173萬。在智慧算法的調(diào)度指揮下，隴橋路生產(chǎn)準(zhǔn)備車間的自動(dòng)化運(yùn)作可減少10%的廠內(nèi)庫存，提升短駁卡車裝載率至68%，有助于優(yōu)化線旁空間進(jìn)而減少線旁排序需求；提前報(bào)警節(jié)點(diǎn)0.5~1h，降低生產(chǎn)停線風(fēng)險(xiǎn)；將每車發(fā)運(yùn)掃描頻次由30次減少至2次，顯著提升發(fā)運(yùn)效率；可對74%的零件進(jìn)行強(qiáng)化來料檢查，利用自動(dòng)化稱重設(shè)備對來料進(jìn)行實(shí)時(shí)稱重檢驗(yàn)，若差異接收則實(shí)時(shí)報(bào)警，人工及時(shí)干預(yù)。

三、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

上汽通用物流部整合運(yùn)輸、倉儲、空箱等入廠物流全過程，實(shí)現(xiàn)全過程的數(shù)字化，繼而推進(jìn)全局智能化，涌現(xiàn)了大量創(chuàng)新點(diǎn)：

1.   通過移動(dòng)智能終端、智能算法等技術(shù)的引入與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)零部件供應(yīng)商及物流服務(wù)商在一體化實(shí)時(shí)監(jiān)控，將訂單、車輛、料箱、零件信息進(jìn)行前端綁定，實(shí)現(xiàn)全過程零件級實(shí)時(shí)監(jiān)控，化被動(dòng)報(bào)警為主動(dòng)預(yù)警。

2.   深度分析各業(yè)務(wù)模式的業(yè)務(wù)流和信息流，應(yīng)用智能算法及人工智能，建立智能、高效的運(yùn)算引擎，驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸資源利用率大幅提升，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸綜合成本大幅降低。

3.   以電子交接空箱端應(yīng)用終端為抓手的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，定將促進(jìn)空箱業(yè)務(wù)模式及供應(yīng)鏈過程向智能預(yù)測與規(guī)劃方向不斷迭代升級。

4.   自動(dòng)化倉庫智能算法調(diào)度系統(tǒng)，提升自動(dòng)化倉庫透明度與運(yùn)作效率。

5.   多庫排隊(duì)系統(tǒng)會(huì)綜合考量車輛所攜帶訂單/零件信息、零件需求的緊急程度、可用卸貨道口資源等多元要素，進(jìn)行排隊(duì)優(yōu)先級的邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)卡車卸貨隊(duì)列智能排序，確保緊急訂單/零件能夠優(yōu)先入廠，節(jié)省了車輛排隊(duì)時(shí)間，提升車輛綜合利用率。

6. 在項(xiàng)目大量接口開發(fā)工作中不斷總結(jié)提煉，綜合分析上汽通用及外部系統(tǒng)現(xiàn)狀，明確數(shù)據(jù)交互方式，建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)對接標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)匹配處理機(jī)制并形成正式的系統(tǒng)對接標(biāo)準(zhǔn)文檔，為后續(xù)內(nèi)外部系統(tǒng)對接接口提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

7. 基于上汽通用多樣化的入廠運(yùn)輸業(yè)務(wù)模式，深度分析各業(yè)務(wù)模式的業(yè)務(wù)流和信息流，求同存異，搭建與實(shí)際運(yùn)作模式相吻合的業(yè)務(wù)優(yōu)化模型，既能覆蓋所有業(yè)務(wù)模式，又能體現(xiàn)不同業(yè)務(wù)模式在優(yōu)化層面的差異，最大限度地提升模型的適應(yīng)性和有效性。

基于當(dāng)前上汽通用入廠運(yùn)輸物流運(yùn)作，入廠物流智能集成平臺整理出5類基礎(chǔ)信息并基于此映射出28類軟/硬約束條件。以此為基礎(chǔ)將上汽通用入廠運(yùn)輸業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型，設(shè)置以運(yùn)輸里程、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸成本為主的模型優(yōu)化目標(biāo)，以凸優(yōu)化理論和線性優(yōu)化理論為理論基礎(chǔ)，建立入廠運(yùn)輸路徑優(yōu)化模型。

在對數(shù)學(xué)模型的求解方面，入廠物流智能集成平臺集成平臺引入?yún)^(qū)域概念，將數(shù)以千計(jì)的節(jié)點(diǎn)按照特定規(guī)則進(jìn)行劃分，將一個(gè)龐大復(fù)雜的問題通過聚類劃分拆分成若干小問題，大大提升了模型的求解效率。在算法方面，入廠物流智能集成平臺以精確的全局分支定界求解算法為主，輔以啟發(fā)式算法、遺傳算法、鄰域搜索算法等多種智能算法，由優(yōu)先等級高的業(yè)務(wù)目標(biāo)約束逐漸往優(yōu)先等級低的業(yè)務(wù)目標(biāo)約束來求解，最優(yōu)解空間逐漸收斂，最終求取復(fù)雜優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解。

四、項(xiàng)目社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

入廠物流作為上汽通用整個(gè)物流運(yùn)作管理體系當(dāng)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，上述項(xiàng)目的落地與推廣，對上汽通用入廠物流業(yè)務(wù)的全局精細(xì)化管理、物流全局?jǐn)?shù)字化運(yùn)作以及行業(yè)引領(lǐng)，都具有深遠(yuǎn)意義。一方面，通過入廠物流系統(tǒng)的構(gòu)建，將物流服務(wù)商和零部件供應(yīng)商徹底納入上汽通用入廠物流數(shù)字化管理體系，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)外部多方多元數(shù)據(jù)的全局實(shí)時(shí)互聯(lián)貫通和資源全局統(tǒng)籌調(diào)配；另一方面，作為上汽通用物流全局?jǐn)?shù)字化戰(zhàn)略當(dāng)中的重要拼圖之一，入廠物流智能集成平臺通過與其他系統(tǒng)的功能集成，把數(shù)字化管理延伸到了前沿，實(shí)現(xiàn)了入廠物流全過程數(shù)字化，并為后續(xù)全面應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)進(jìn)一步挖掘業(yè)務(wù)潛在效益打下了基礎(chǔ)。另外，作為汽車行業(yè)的龍頭企業(yè)之一，上汽通用物流數(shù)字化的推進(jìn)，將帶動(dòng)零部件供應(yīng)商、物流服務(wù)商乃至整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展，進(jìn)一步在國內(nèi)汽車物流領(lǐng)域轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效的過程中起到引領(lǐng)與推動(dòng)作用。