作者：江支柱,董宝力
出版社：机械工业出版社
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汽车精益智能物流系统实务试读：
前言
当前，面向用户个性化需求的柔性生产与快速响应成为制造业的发展趋势，同时也成为传统制造企业生产体系与供应链的一个重大挑战，制造企业需要思考与建立与之相适应的生产模式与实现方式。
精益生产（Lean Production，LP）源自日本的丰田生产方式（Toyota Production System，TPS），作为丰田制胜的法宝，精益生产在全球被广泛运用。精益生产的原则和实践可以概括为快速应变与制造，按需求拉动生产，供应链精益，达成质量、成本、速度三者均衡。随着工业自动化、生产信息化、物联网、人工智能等新兴技术的发展与应用，智能制造已经成为制造业转型升级的重要战略。智能制造通过流程与设备互连，建立数字化车间平台，连接人、机、料。精益生产注重流程优化与效率提升，而智能生产着重于互联、敏捷与柔性。二者本质是相互融合的。在工业化与信息化的融合过程中，只有精益生产的人才、数据、流程的体系建立后，智能制造的导入才能顺利。
精益智能生产涉及自动化与信息化建设、品质保证与过程控制、物流与供应链管理等众多内容。当前随着智能制造的兴起，部分企业在导入智能制造时，在整体规划、基础搭建、实施方法等环节存在一定的认知与实现误区。因此，编写一套系统性介绍基于精益思想的智能生产系统规划书籍显得十分重要。
汽车行业作为模块化设计、并行工程、大批量定制、精益生产、柔性生产系统等先进生产模式的先行者，其在精益智能生产的应用实践上具有一定的代表性和趋势性。本丛书分为两册，分别为《汽车智能生产执行系统实务》《汽车精益智能物流系统实务》，主要是以汽车整车厂为对象，以精益生产的平准化与一个流等为核心内容，系统介绍了汽车行业精益智能生产执行系统（Manufacturing Executive System，MES）及其物流的实务规划技法与实践案例。对多车型柔性混线平准化生产、整车厂MES系统、丰田平准化物流的开展和应用予以详细说明。
本丛书作者之一在日产公司及丰田合资公司任职27年，对日产NPS和丰田TPS进行了长期研究与创新实践。在丰田合资公司整合导入大/中/小货车与大客车底盘多车型混线一个流生产及其物流系统，提出中小物一个流台套式（Set Parts Supply，SPS）供应方式和大物小批量排序同步供应方式。2003年负责在丰田海外整车厂第一个建立基于SPS零件供应的小型商用车与乘用车混线生产模式，成为丰田海外整车厂的SPS创新示范基地。此外，还曾负责杭州东风裕隆（原纳智捷）、杭州长安福特、杭州友高叉车等企业的生产物流与供应链整体规划，将精益生产与智能制造的整合理念应用于上述企业。
本丛书由汽车行业精益生产专家江支柱先生与浙江理工大学工业工程系董宝力博士合作编写。同时，浙江理工大学研究生陈正丰、刘彩霞、吕再生、陈广胜等同学做了大量资料收集、整理与初稿编写工作。在本丛书的编写过程中，得到了相关汽车公司的大力支持，采用了丰田等汽车企业导入精益生产与智能制造的应用案例，在此一并表示感谢!
本丛书主要围绕精益生产与智能制造的系统规划与实践应用，适合于汽车行业、机械制造装配业等离散制造业从事生产、物流与资讯等管理人员、大中专院校相关专业的师生。由于水平有限，在编写过程中难免存在不足之处，衷心期待各位读者、汽车同业批评指正，以便再版时予以修正。作者第1章 汽车精益智能物流1.1 精益智能物流1.1.1 精益智能生产物流模型
1. 精益物流
以汽车产业为例，随着市场的成熟以及竞争的激烈，汽车制造企业面临的一个主要挑战是如何降低生产成本。降低采购成本是汽车制造企业首先考虑的手段。这种方式属于从供应链下游向上游的成本转移，供应链的总成本本质上并未明显下降。同时，采购成本受到众多不确定性因素的影响，刚性会越来越强。因此，在众多的降本增效途径中，降低物流成本日益受到企业的青睐。
从物流成本在汽车总成本中所占的比例来讲，国内外汽车制造企业之间存在巨大差别。有数据显示，欧美汽车制造企业的物流成本占销售额的比例是8%左右，日本汽车制造企业甚至可以达到5%，而我国汽车制造企业普遍在15%以上。物流成本的巨大差异，反映了国内汽车制造企业在物流管理方面的粗放经营，同时也说明物流是汽车制造企业真正的第三利润源。
精益物流是以精益生产思想为指导，通过实现物流活动的精益全方位运作，提高生产效率，降低生产成本。精益生产的核心是追求零库存，并围绕此目标发展了一系列具体的管理技术，逐渐形成一套独具特色的生产经营管理及物流体系。其核心思想包括：
①强调物流的平准化和同步化，追求零库存，要求上一道工序加工完的零件可以立即进入下一道工序。
②使用看板进行物料供给的指示，由看板传递下工序向上工序的零件需求信息。看板的形式多样，关键在于能够传递信息。
③生产节拍保证生产中的物流平准。即对每一道工序来说，保证对后一道工序零件供应的准时化。
④由于采用拉动式生产，生产过程中的计划调度实质上是由各个生产单元间进行制订与协调，在形式上不采用集中计划。
2. 智能物流
智能物流是利用条形码、射频识别技术、传感器、全球定位系统等先进的物联网技术，通过信息处理和网络通信技术平台，将货物运输、仓储、配送、包装、装卸等传统物流活动与智能化系统运作管理相结合，实现一种自动化、信息化、智能化、透明化的物流运作模式。智能物流强调物流过程的数据智慧化、网络协同化和决策智慧化。智能物流在功能上需要实现货物、数量、地点、质量、时间、价格上的六个正确，在技术上要实现物品识别、地点跟踪、物品溯源、物品监控、实时响应等。
智能物流的主要功能包括：（1）实时感知功能
物流系统是一个实时更新的系统。运用各种先进技术获取运输、仓储、包装、装卸搬运、流通加工、配送、信息服务等物流环节的各种物流信息，使各方能准确掌握和感知货物、车辆和仓库等信息。（2）数据共享功能
将物流过程中采集得到的信息通过网络传输到数据中心，利用数据库技术和数据关联分析技术进行数据归档，实现数据的标准化与结构化。在此基础上，智能物流可以实现物流各个环节的相互联系与数据共享。（3）分析决策功能
针对具体物流问题和物流数据，建立数据分析模型，模型的迭代分析具有自我完善能力。通过对物流作业活动中的要素能力、资源配置、瓶颈环节进行优化分析，提出最合理有效的解决方案。同时，可以对物流活动中的潜在风险与问题进行预测分析，使决策更加准确、科学。
3. 精益智能物流
精益智能物流模式强调以智能化、精益化管理为核心，结合各类信息系统和物流新技术，围绕制造企业的投入、转换、产出等主要物流环节，构建跨时空、跨地域、信息集成、物物相连的智能物流系统，实现全产业链、产品全生命周期的存储、配送、回收的物流一体化运作。精益智能物流模式如图1-1所示。图1-1 精益智能物流模式
其中，投入是指零部件的采购供应物流；转换是指企业内部生产材料、零部件、在制品、成品等的物流配送；产出是指整车物流和售后服务物流，以及产品召回、废弃物回收等逆向物流。因此，该模式集成采购供应物流、生产物流、成品及备件销售物流、逆向回收物流等，其特点如下：（1）对象范围
物流合作参与方包括制造企业、零部件供应商、物流装备企业、第三方物流、智能技术服务商提供方等多种角色。（2）新技术应用
在制造企业供应链导入无线传感网络及射频技术、智能物流设备及系统、大数据及云计算等智能感知、监控与决策分析技术，实现信息融合和深度挖掘分析。（3）管理模式创新
实现制造企业供应链零部件、产品及服务的存储、配送、回收的物流一体化运作，并覆盖生产制造、使用和运维全过程，有效提升产品交付水平和持续优化运营成本。1.1.2 精益智能物流的组成
工业4.0的核心内容是智能制造，而实现智能制造要从产品的全生命周期考虑。以生产制造的全方位自动化为基础，实现产品的设计、仿真、生产、物流、仓储、销售、管理的全过程数字化，集成融合企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）、物资需求计划（Material Requirement Planning，MRP）、生产执行系统（Manufacturing Execution System，MES）、仓库管理系统（Warehouse Management System，WMS）、客户关系管理（Customer Relationship Management，CRM）、物流管理系统、知识管理系统等系统，协同射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术、数据挖掘技术、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术、图像识别技术、传感器技术、云制造等先进技术，实现产品集成、制造过程集成、制造体系集成。
智能生产物流系统是保证智能制造运作畅通的核心部分。根据智能制造的特点，智能生产物流系统模型如图1-2所示。系统整体结构由采集数据的智能对象层，数据传输与处理的网关层和服务层，以及执行控制的应用层组成。利用以太网结构和通信接口，将读写器、RFID中间件、数据库服务器、企业管理系统以及其他模块和终端连接起来。图1-2 智能生产物流系统模型
根据智能生产物流系统的模型，采用一个基于物联网的智能管理系统平台来对生产物流系统进行管理控制。智能生产物流管理系统主要包括智能生产管理、缓存管理、智能配送、仓储管理和数据采集五个子系统，如图1-3所示。系统向上与企业ERP系统相集成，获取产品、工艺、生产订单等基础信息；向下与不同设备、工具、区域相连，通过无线射频等技术，对物流活动信息进行数据采集，有效管控生产与物流。图1-3 智能生产物流管理系统业务架构
1. 采购供应物流
对于用户定制生产，用户需求信息直接传递至工厂，进行个性化产品设计。设计过程中可与用户沟通，确定最终定制方案。定制方案确认后即可生成物料清单，主要包括生产工艺相关信息、成品需求数量、日期及收货人详细信息；半成品与原材料的需求数量、时间和工序相关信息等。物料清单与相关供应商和需求客户进行共享，供应商根据需求时间组织备料生产和物料供应。物料嵌入智能标签。根据标签中的需求信息进行物料备货和供货，国内外供应商通过第三方物流或自行完成物流运输，确保产品生产所需原辅材料、外购件、外协件等物资及时、准确送达企业。
企业物流中心是衔接采购供应物流与生产物流的重要核心节点。以汽车行业为例，物流中心负责所有生产所需零部件供应管理，来自供应商的中小零部件按照到货计划准时送达物流中心，大型零部件通常根据生产计划进度顺序直送生产线边。
2. 仓储配送
在智能生产物流系统中，智能配送是连接线上生产与线下物流的重要纽带，是保证生产系统高效运作的核心。智能配送要求以配送时间、配送距离、运输成本、用户满意度等方面作为最优目标，分派配送任务，制订出零部件配送清单、装货顺序、送货顺序、任务完成时间表，并通过智能配送系统进行运作管理。以汽车行业为例，智能精益物流通过采集车身RFID标签信息，由整车厂MES系统指示零部件供应商进行同步配送。目前，仓储配送的主要先进模式包括：（1）供应商管理库存（Vendor Managed Inventory，VMI）
VMI系统是为制造商或供货商提供用户物资服务策略的信息系统。根据电子数据交换（Electronic Data Interchange，EDI）系统通过互联网提供的信息，部分物资通过与供应商共享库存信息，在有效保证生产供应的同时，以较为准确的信息指导供应商生产，及时补充库存，减少需求波动对供应商生产的影响，有效控制供应链的整体零部件库存，把销售点的存货维持在适当水平，达到降低物流与库存成本，提高用户服务质量的目的。（2）循环取货（Milk Run）
对位于制造企业周边的供应商，通过第三方物流去各供应商处取货，集中送至制造企业，确保生产所需零部件，逐步替代供应商自行配送，降低采购和供应物流成本。（3）准时化配送
结合精益管理思想，将正确的零部件物资，以正确的数量、正确的时间送到正确的地点，消除物流过程浪费、提高物流配送效率。
此外，自动化立体仓库、RFID等先进技术、设备和系统应同步导入其中，保证零部件物资库存信息齐全、可追溯。例如，自动化立体仓库包括智能物流成套设备、WMS、系统集成等核心内容，可实现零部件物资在物流中心的自动入库、出库、货位分配、分拣提示等，目前在生产服务型企业得到广泛应用。通过WMS与ERP系统有效集成，确保库存信息准确、有效。
3. 生产物流
在智能生产中，人员、机器和资源相互之间进行即时通信，智能物料能够感应制造和物流的对象、任务、环境等信息，主动辅助制造和物流过程。
此外，制造企业在工厂规划设计中，需要采用精益智能物流的原则规划生产物流布局，从源头上消除物流环节的各种浪费。生产物流包括从物流中心发出的零部件上线物流和内部生产工序间的转运物流。拉动式生产物流的关键在于信息传递环节，而MES是此环节的关键。工序、车间和工厂等各级生产计划指令信息通过MES实时传递至WMS和ERP系统，指示零部件供应商和在制品工序进行准时制生产（Just In Time，JIT）和准时制顺序供应（Just In Sequence，JIS）。同时，在生产完成后及时报工，实现生产过程信息、物资信息、质量信息与产成品的绑定，用于后续的成品库管理和追踪追溯管理。
通过智能自动化立体仓库、自动导引运输车（Automated Guided Vehicle，AGV）、WMS与MES联动，可以实现零部件的智能拣选与厂内准时制配送。例如，采用“货到人”技术进行零部件拣选，即采用货动人不动的方式对零部件进行拣选作业，其拣选效率、正确率均高于传统拆零拣选作业方式。又如，采用AGV自动完成生产线的零部件供应和工序间的在制品转运，提高生产效率。
4. 销售物流
制造企业必须按照客户要求的时间，提供准时、准确、高质量的产品交付服务。销售物流主要包括成品物流、零担/专车物流、备配件物流3种类型。销售物流的波动性大，销售发运地点遍布各地，制造企业自建成品物流和零担/专车物流的物流成本高，且物流效率低。成品物流和零担/专车物流目前逐步转向由专业的第三方物流公司完成。备配件物流由于任务零散、临时、交期极短，一般委托快递公司或第三方物流公司完成。此外，随着用户市场和企业生产规模的扩大，基于物流集约化原则，制造企业或第三方物流企业一般会选择区域建立物流集配中心，对产品进行集货配送，以此进一步提高物流效率，降低物流成本。
制造企业一般采用运输管理系统（Transportation Management System，TMS），通过与CRM系统、ERP系统、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）相连，进行运输订单安排、车辆调度、运输过程跟踪、物流绩效管理、成本统计与分析等工作。
当产品在智能工厂完成生产后，TMS可自动生成运输指令。根据产品智能标签内所包含的产品订单信息自动生成运输订单，经由互联网发送至TMS的订单处理中心，订单处理中心获取运输订单信息。根据运输订单所包含产品的特性、目的地、重量、体积及到货时间等进行智能配货，结合车辆信息完成车辆装载方案并对车辆下达运输指令。车辆收到运输指令后，在指定时间到达指定出货地点，根据系统设定的车辆装载方案进行装车，并根据系统规划的物流路线进行运输。
在车辆运输过程中，TMS可实时获取车辆状态（如冷藏车的温度）、道路状态（如是否拥堵）等信息，并通过TMS进行物流路线的系统优化调整。同时，TMS实现物流承包商、企业生产计划部门和销售部门的车辆物流信息共享，以便最大程度提高物流效率，保证按时交付。
综上所述，在精益智能物流中，需要实现ERP、MES、WMS、SRM[1]、CRM与TMS等多种信息系统的深度应用集成，实现物流环节的智能物流标签、智能感知物流设备、智能监控物流过程和智能精益物流规划与调度。
智能精益物流规划与调度包括但不限于以下三个方面：
①在采购与生产供应物流端，将需要数量的零部件在需要的时间，送至需要的地点。根据不同产品的生产需求，实现零部件的动态智能组合与配送。
②在销售与逆向物流端，动态进行配送调度、排程和路径导航，实现产成品、备件与服务的合理组合、集中配送，准时、经济地交付至客户。
③在全产业链端，综合考虑供应商、各生产园区、经销商、客户各处仓库的零部件及备件的库存信息。通过集中调度，实现库存共享、调拨、协同和快速补货，降低供应链库存成本和运输成本。1.1.3 精益智能物流技术与设备
自动化、信息化物流技术装备的应用优势逐渐显现，制造业和生产服务业对自动化、信息化物流技术装备需求十分迫切，是物流一体化发展的新动力。
1. 工业机器人
工业机器人作为智能物流的核心装备，能够体现智能制造高端、智能的特点。搬运机器人目前广泛应用于生产线的物流自动搬运，如AGV、无人叉车等。搬运机器人主要由智能视觉/检测识别系统、机器人智能协同系统、基于工业总线技术的PLC系统、智能切换定位装置和闭环伺服位置传感装置等组成，在生产过程中实现无人化搬运。搬运机器人的发展方向是AGV，其特点如下：（1）无人化
AGV采用自动导向系统，保证在不需要人工引航的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物或物料自动从起始点运送到目的地。（2）自动化
AGV自动化程度高，一般配备自动装卸机构，可以与其他物流设备自动串接，实现物料装卸和搬运全过程的自动化，高效、准确地完成生产线上的物料搬运任务。（3）柔性化
AGV的物流路径可以根据仓储库位、生产工艺流程的变化进行灵活调整，还可以由多台AGV组成柔性的物流搬运系统，从而有助于实现混线生产。与传统的输送带和刚性的传送线相比，运行路径改变的费用非常低廉，可以提高生产的柔性和企业的竞争力。（4）绿色化
AGV具有清洁生产的特点。AGV由自身的电池提供动力，运行过程中无噪声、无污染，可应用在对工作环境要求清洁的生产车间。（5）一体化
AGV采用功能集成的理念，能够形成一体化的智能生产平台，满足制造、物流、检测和生产信息传递等生产业务功能，促进柔性生产方式的未来变革。
随着AGV技术的不断发展和企业生产自动化的开展，AGV在整车厂生产和零部件物流中得到广泛应用。整车厂生产车间的面积较大，物料从车间仓库到线边需要远距离搬运。采用AGV代替叉车和拖车搬运物料，具有批量替代的规模成本优势。对于汽车零部件物流，AGV与无人化叉车主要应用于厂内零部件物流搬运，如整车厂的发动机、后桥、变速器、底盘等部件的自动化柔性装配，以及零部件的上线喂料等。
此外，先进的整车厂已经开始采用AGV，实现模块化、可变式的柔性生产线。根据产品规格和产量的变动，这种AGV生产线可以灵活调整生产线工站组成、工位数量和生产线长度，实现多品种、变批量生产的快速切换。目前，这种新的AGV柔性生产线已在焊装的最终装配检修线、总装仪表分装线、总装发动机变速器结合线得到初步应用。
2. 自动化立体仓库
自动化立体仓库又被称为立库、高层货架仓库、自动仓储系统。自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统，主要采用高层立体货架（托盘系统）存储物资，运用计算机管理与控制，自动导引运输车和自动堆垛机进行存取作业的仓库。其业务功能主要包括物资的接收、分类、存储、分拣、包装、配送和信息管理等。自动化立体仓库能够最大限度利用空间，减轻工人劳动强度，提高仓库存储效率，提升仓库管理水平，更好满足生产需求。
近年来，自动化立体仓库在汽车零部件仓库得到逐步应用，目前主要应用于部分零部件的仓储与排序环节。通过采用输送、分拣等自动化设备，减少人力，降低仓储面积。相比平库，自动化立体仓库更具效率和成本优势。
3. 智能车间物流信息技术
以条码、RFID为代表的普适计算环境下的智能实时物流技术，将极大提高生产物流的效率和可靠性。例如，无线拣选系统可以提高小批量配送的效率和准确性；实时追溯系统可以精确追溯人和物，为零库存提供可能。对于柔性制造单元与柔性制造系统，物流柔性系统主要完成物料自动存储、自动上下料（含机械手、机器人）和生产设备工位间工件传输。这种物流系统需要通过数据采集、智能分析和控制，实现物料存储与传送过程中的智能计划调度和设备控制集成。
4. 地理信息系统
地理信息系统（Geographic Information Systems，GIS）是智能物流的关键技术与工具之一。GIS可以实现基于地图的物流活动服务。通过GIS可以将订单信息、物流节点信息、送货信息、车辆信息、客户信息等数据进行统筹管理，实现快速智能分单、物流节点合理布局、送货路线合理规划、物流实时监控与管理。
①通过物流节点标注，将物流节点信息（如地址、电话、提送货等信息）标注在地图上，便于快速、实时查询物流进度。
②通过片区划分，从地理空间的角度进行大数据管理，为物流业务系统提供业务区划管理基础服务，并与物流节点进行关联。
③采用GIS地址匹配技术，搜索定位区划单元。根据物流区划单元的属性，将物流任务快速分派到区域和物流节点，实现快速分单。
④车辆监控管理系统从货物出库到到达客户手中进行全程物流监控，保证产品与物流安全。通过车辆合理调度，提高车辆利用率和物流效率。
⑤实现物流配送智能规划。对运输货物、物流车辆、物流路线进行合理规划，保证货物准时到达，并降低物流成本。
⑥通过数据统计与分析，将物流相关的数据信息可视化。通过科学的业务模型、GIS专业算法和空间挖掘分析，了解物流趋势和内在关系，从而为企业的各种商业行为，如制订市场营销策略、规划物流路线、合理选址分析、分析预测发展趋势等构建良好的基础，使企业管理决策系统更加智能和精准。1.2 汽车物流概念和分类
汽车物流是指汽车供应链上的原材料、零部件、售后配件和整车在各个环节之间的实体流动过程，是汽车从零部件采购、生产制造到销售以及售后各环节的整体物流。汽车物流对整个汽车产业非常重要，是汽车整车企业及其原材料供应商、零部件供应商、第三方物流公司和销售公司的桥梁和纽带。汽车物流强调供应链的整合与强化，重视对整个价值链环节的控制和管理，以实现产品的及时交付。供应链整合涉及采购、物流仓储、零部件上线、整车配送等业务环节。通过有效的信息技术和系统进行供应链的各环节整合，实现计划、制造、运输等整个流程的优化和一体化汽车物流服务供应链，提高物流效率，降低物流成本。这是汽车行业物流与供应链的管理重点。
根据汽车生产销售的过程，汽车物流可分为入厂物流、生产物流、整车物流、备件物流与回收物流（也称逆向物流），如图1-4所示。图1-4 汽车物流类型（1）入厂物流
汽车入厂物流也称为采购物流或供应物流。汽车入厂物流主要包括了原材料、零部件等生产资源从汽车企业向供应商进行采购开始，经过装运、运输、卸货进入仓储，以及后续的库存管理和上线供料管理等过程中的实体流动。（2）生产物流
汽车行业的生产物流也称为内物流。生产物流主要是在生产过程中，将零部件从其他生产车间和仓库搬运输送到装配生产线，部分零部件还涉及包装和流通加工的环节，如轮胎分装。（3）整车物流
整车物流是整车厂的交货步骤，从整车物流配送中心开始，经过整备、运输到经销商交付为止。整车物流的管理主要包括整车厂车辆下线移交第三方物流后的配送管理、各中转库整车物流管理和第三方物流运输车辆跟踪管理等。（4）备件物流
备件物流是指汽车使用过程中所需零部件（如保养、维修等）的物流供应过程。过程包括从备件出库开始经过包装、运输到经销商，进行存储和出库到最终用户。与生产物流不同，备件物流具有区域广、物流节点多、需求量小、备件品种多等特点。备件物流管理的核心是运输调度计划，即根据每天备件出货计划和备件发运路线安排运输车辆，并追踪备件的运送过程，使备件及时送达各经销商或中转库。（5）逆向物流
在客户至上和绿色经济的时代背景下，汽车行业的逆向物流也很重要。按照回收目的分为退回/召回物流、废弃物流与回收物流。1.3 汽车零部件物流模式1.3.1 汽车零部件物流的组成
广义的汽车零部件物流是指根据汽车制造企业、汽车分销商和最终消费者的零部件需求，将零部件以及相关信息从汽车供应链零部件供应商送到对应用户，进行零部件入厂供应物流、厂内物流和售后服务配件物流服务。汽车零部件物流是集运输、搬运、存储、分拣、排序、预装配、配送和包装在内，结合物流信息于一体的综合性物流管理。
狭义的汽车零部件物流是指供应商与整车厂之间的零部件供应活动或工厂与工厂之间的物流，包括厂外物流和厂内物流。其中，厂外物流又分为采购物流（外制品）和工厂之间物流（内制品）；而厂内物流包括车间之间物流、生产线之间物流和受入物流，其具体组成如图1-5所示。图1-5 汽车零部件物流组成
汽车零部件物流具有以下特点：
①汽车由上万个零件组装而成，汽车零部件物流量大。
②零部件的种类多、尺寸和其他物理属性差异大，包装不规则，物流成本高，物流管理难度大。
③汽车零部件供应链体系复杂。汽车零部件涉及行业面宽、供应商数量多、分布区域广。供应商的生产运作与供货水平存在差异，供应链与物流管理具有多样性与复杂性。
因此，汽车零部件物流被国际物流界公认为是最复杂、最具专业性的物流之一，更是一种具有高附加值的物流。随着汽车工业发展，如何应对整车厂生产需求，优化汽车零部件物流过程，提高物流的可靠性与效率，降低物流成本，成为汽车零部件物流发展必须面临的考验。
1. 厂外物流
在汽车物流中，零部件入厂物流是最重要也是最复杂的一个环节。随着汽车行业分工的不断细化，零部件供应物流的部分功能被委托给第三方物流企业进行管理，实行零部件供应链采购。供应链采购是一种供应链机制下的采购模式，即汽车零部件的采购不再由整车厂操作，而是由零部件供应商操作。在具体应用时，整车厂只需把零部件需求信息向供应商连续及时地传递。供应商根据整车厂的需求信息，预测未来的需求量，并根据预测得到的需求量制订生产计划和送货计划，小批量、多频次向整车厂补充零部件库存。供应链采购模式改变了汽车零部件设计、生产、储存、配送、销售、服务等方式，可以有效缩短企业内生产线的长度，提高生产效率。
厂外物流规划的重点是设定外部供应商的物流时间、各路线的物流时间。在标准包装规格下，零部件的标准收容数、标准数量，各物流车辆与零部件的自然组合对应的积载率。在此基础上，根据滚动生产计划中的生产数量，确定所需的零部件数量和时间，设定一定时间内各物流供应商所分配的区域以及最佳物流组合方式。
2. 厂内物流
汽车生产线的生产工序复杂，采用高节拍的连续生产。零部件的需求种类多、数量大、零部件供应及时性要求高，这给汽车生产的厂内物流管理带来非常大的考验。同时，车间生产线边的空间有限，如果物流规划不合理，配送不及时，极易发生零部件的堆积和缺料，影响生产的正常进行。
为了保证持续不断地向生产线准时供货，厂内物流规划重点需要根据零部件的编码规则，确定零部件存放中转区域、厂内零部件调达方式、物流路线、物流频次、物流量等具体物流参数，实现JIT原则的生产物流管理。1.3.2 汽车零部件物流的主要运作模式
1. 第三方物流模式
随着全球汽车市场竞争日益激烈，国外各大汽车集团早在20世纪末就开始把精力投入到汽车设计研发、技术改造升级等核心业务，而把非核心业务的零部件采购、运输、仓储、配送、整车下线后全球分拨等一系列物流服务外包给专业化的物流公司进行物流网络的设计、实施和管理。因此，从世界汽车产业的发展来看，汽车零部件生产功能和物流配送功能都将从汽车整车厂中分离出来。其中，零部件物流业务将外包给第三方物流服务商。
汽车零部件第三方物流模式是一种先进的零部件供应模式。第三方物流服务商作为汽车零部件物流供应的主体，完成整车厂和零部件供应商的零部件物流供应。整车厂向第三方物流服务商提出采购需求（零部件类型、数量、供应商、摆放秩序、送货时间等），第三方物流服务商根据整车厂的供应指令进行备货，具体包括货源组织及对零部件进行排序、分拣、换装等，然后根据生产计划准时运至整车厂或生产线边。
从目前汽车物流的发展水平和发展趋势来看，汽车行业普遍采用JIT生产，汽车生产必须实现及时、准确的零部件物流供应。采用第三方物流是汽车零部件物流的必然选择，其优势在于：（1）提高汽车整车厂的核心竞争力
在汽车零部件供应环节中，零部件的品种和数量繁多，且大都是外部采购，供应商数量众多、分布范围广，不同零部件的供应时间和数量也不同，整车厂要求零部件根据生产要求准时配送，导致零部件供应物流在组织、实施和控制上的难度较大。通过将这部分业务剥离出去，整车厂可以把自身有限的资源和管理能力投入到核心业务上，以此提高核心竞争力。（2）实现供应链库存优化，降低库存成本
JIT生产方式要求零部件准时化供应，第三方物流服务商可以通过信息系统协调整车厂与零部件供应商的需求，并通过专业化的运输车队、优化的运输路线和运输方式，保证零部件准时供应，有效控制整车厂和零部件商的库存水平，降低库存成本。此外，采用第三方物流模式，可以将分散的各供应商仓库整合在第三方物流的仓库。采用集中配送方式，减少汽车供应链上的库存环节，降低库存成本。（3）提高物流效率，降低物流成本
第三方物流服务商可以依托自身的物流网络、设备设施和物流信息系统，整合汽车零部件运输资源，提高运输车辆的利用率，节省车辆在途时间，提高运输效率，降低运输成本。此外，在汽车混流生产条件下，第三方物流服务商可以采用专用工位器具运输，减少零部件包装及二次换包装时的器具配送，提高零部件的配送上线效率，降低配送成本。
2. 零部件供应商主导的物流模式
零部件供应商主导的零部件物流模式为非整合模式。零部件供应商通过在整车厂周边自建仓库、租用整车厂仓库或第三方仓库等方式，利用铁路、公路或水路等干线运输把产品先期储存在这些仓库。这些仓库根据整车厂的需求与指令，采用看板、同步等方式向整车厂的仓库和生产线边供货。整车厂与零部件供应商签订物流协议，供应商保证及时、准确供应零部件，并保证零部件的质量。整车厂不干涉零部件的具体物流过程，由供应商承担物流成本、质量保证和缺货风险。
在这种模式中，仓库是整个零部件物流供应体系中的关键节点。但由于零部件供应商基于整车厂物流成本核算的考虑，通常在仓储、分拣、排序、上线配送等环节缺乏系统性规划与优化。由于仓库分别属于不同的零部件供应商或由不同的零部件供应商租赁，仓库的条件、人员素质参差不齐，仓库管理水平低，影响对整车厂的零部件正常交付。对于分散的供应商仓库，整车厂无法及时掌握零部件资源准备状况。这些因素都加大了汽车零部件物流管理的难度，具体表现如下：（1）物流与供应链流程长，高库存
在汽车零部件、配件的采购上，由于零部件供应商的地理位置分散，部分关键零部件采用进口件，导致采购供货的周期较长，物流组织难度加大，物流运输可靠性不高。为了满足生产需求，避免缺料停线，整车厂和零部件供应商主要采用提高零部件安全库存的方式加以应对。
过高的零部件库存不仅降低了物流运输的柔性，增加了物流转运时间与成本。同时还占用了过多的仓库资源和仓储面积，增加了物流和库存成本。同时，零部件的积压还可能导致零部件的品质劣化，甚至报废。（2）软硬件水平低，缺件与停线风险高
基于生产成本的考虑，零部件供应商主导的物流软硬件水平通常较低。缺少现代化仓储设备，零部件物流操作以人工操作为主，物流作业效率与质量低。汽车零部件物流缺乏相应的信息化管理手段，大量的物流作业仍以人工信息管理方式为主。整车厂无法与供应商进行有效的信息共享与业务交互，整车厂对零部件供需状况无法及时、准确掌握，发货的及时性与精确性无法保证。（3）物流标准不统一
汽车物流的零部件品种规格多，尺寸不同且外形差异较大。为了实现搬运、运输、装卸的物流流程合理化和生产机械化、自动化，物流容器具的标准化和专业化十分必要。目前，物流容器具标准化一般仅限于整车厂内部，尚未大规模推广应用至汽车及其零部件行业。由于物料容器具以及物流流程缺少标准，汽车零部件物流需要分拣、包装等不增值的重复作业，产生大量浪费，影响生产效率和质量，增加供应商成本。1.4 汽车零部件物流发展趋势
工厂智能物流系统主要是通过互联网、物联网以及服务联网，整合社会物流资源，充分发挥现有物流资源的效率，使需求方能快速获得服务匹配，得到物流支持。不管是大规模定制，还是丰田的JIT生产系统及精益化生产体系，都需要一个强大的物流支撑体系。精益物流系统是智能制造的重要基石。国外汽车生产整车厂逐渐意识到成本和差异性上的战略优势，已将零部件物流运作管理作为提升企业核心竞争力的重要手段。1.4.1 汽车零部件物流标准化
物流标准化是将物流视为一个大系统，制订形成一种标准化体系。其主要内容包括物流系统的内部设施与设备（包括专用工具）技术标准，包装、仓储、装卸、运输等作业标准，以及物流管理标准等，具体如图1-6所示。物流标准化是物流合理化、物流系统化组织设计的基础。汽车行业的物流标准化对提高物流服务水平，提高物流效率和降低物流成本具有决定性作用。图1-6 物流标准化体系
物流标准化是汽车零部件物流自动化、一体化发展的关键。对于汽车零部件物流来说，最基本的标准化就是包装与容器具标准化。通过制订零部件包装与容器具的标准要求，供应商可以对不同的整车厂使用同样的包装和运输，从而能够快速、准确地计算出每条线路物流量的大小，最大限度地提高运输车辆的装载效率，保障零部件的运输安全和质量。针对汽车零部件物流中可周转使用的物流器具（如托盘、料箱等），2016年我国出台《汽车零部件物流器具分类及编码》，对汽车零部件物流中物流器具的分类和编码进行了规定。
1. 包装标准化
包装标准化是指企业在设计和制作包装箱、托盘、集装箱、器具等包装时必须遵循一定的标准，其主要作用包括：
①提高包装、容器具、运输车辆、仓库的有效空间利用率，提高物流管理水平。
②保障在物流作业过程中的零部件品质。
③满足物流先进先出、定置管理的物流原则。
④便于物流信息识别及传递功能，满足JIT物流组织和看板管理要求。
⑤实现厂内物流和整个供应链物流各环节的兼容、统一、高效，满足企业对物流组织规范化、高效率、低成本要求。
包装标准化的内容主要针对物流工位器具的结构、尺寸、功能的规范化，包装标准收容数（Standard Number of Package，SNP）种类集约化和器具通用化。（1）标准化周转箱
在丰田物流体系中，普遍采用标准化周转箱作为零部件的承载工具。标准化周转箱尺寸是以包装模数尺寸为基础。包装模数是指为实现包装货物流通合理化而制订的包装尺寸系列。用这个系列规格尺寸确定的容器长度乘宽度的组合尺寸称之为包装模数尺寸。包装模数尺寸的基础数值，即包装模数则是根据托盘的尺寸，以托盘高效率承载包装物为前提确定的。按照包装模数尺寸设计的周转箱可以按照一定堆码方式合理、高效码放在托盘上。因此，标准周转箱尺寸只有与包装模数一致，才能保证物流各个环节有效衔接。
目前，通用的标准化周转箱主要包括TP和EU两大种类。推广应用标准化周转箱具有如下作用：
①以EU标准为例，对集货单元的长和宽进行了规定，如EU托盘的尺寸规格为长1.2 m、宽0.8 m。为了满足不同体积零件的装载需求，又设定了不同大小的标准周转箱（EU箱）。不同规格尺寸的周转箱3可以通过排列组合码放在托盘上，最终捆包成最大1m（1.2m×0.8m3×1m=0.96m）的货垛。每个货垛的长和宽相同，最大化提高物流车辆的运输能力。
②相同规格的货垛可以稳固码放，降低货垛倒塌造成的危险，提高安全性。
③TP和EU箱采用硬质塑料制造，确保运输及搬运途中不会因包装导致的零部件品质受损。（2）SNP数量
SNP数量的标准化常被整车厂忽略，导致出现各种各样的SNP。在整车厂厂内进行物流拉动配送时就会产生各种不同的零件送料时间点，造成拉动次数的大幅增加和人力浪费。因此，在先进的整车厂一般会要求依据2/4/5的倍数设定SNP的标准数量。采用SNP标准数量的设定，零件会以10/20的倍数产生零件消耗和拉动点，如10/20/40/60/80/100/120等。少数体积较大或外形较特殊的零件会采用3/6/9/11等特殊包装需求的SNP。
2. 物流作业标准化
物流作业标准化是指在物流作业过程中，物流设备运行标准、作业程序、作业要求、物料存储等标准。物流作业标准化是实现作业规范化、效率化和保证作业质量的基础。
物流作业标准化的步骤包括：
①整理过去的经验和成果，对已有作业流程（流程、工具、方法等）进行标准化。被标准化的方法制订形成作业标准指示书（作业要领书、作业指导书）。
②按照所确定的流程、工具和方法进行作业，并检验是否需要一直遵守这种方法。
③针对作业方法中的不适当的内容，进行定期完善和修订。
传统作业标准指导书主要采用文字和图片编写。由于信息技术的进步，作业标准的视频拍摄和编辑更为容易。视频化的标准作业程序（Standard Operating Procedure，SOP）可以向现场操作人员提供更为生动直观的作业指导。1.4.2 汽车零部件一体化物流
汽车零部件物流一体化是指汽车制造企业面向供应链，将其零部件物流活动中的各个主体（如供应商、物流服务商、运输公司、包装公司、器具厂商等）和各个业务环节（包括供应物流、生产物流、逆向物流、信息系统等）无缝衔接起来，形成一个整体与整车厂的生产节拍高度契合的物流模式，具体如图1-7所示。汽车零部件物流一体化是汽车物流精益智能化的发展方向之一。图1-7 汽车零部件物流一体化模式
汽车零部件物流一体化的主要内容包括：
①建立区域集中的汽车工业园区。以整车厂为中心，将零部件制造企业、物流企业集中在同一个汽车工业园区，重要零部件采用JIS或JIT方式供货，实现零部件的同步拉式生产与物流，保证零部件入厂物流的精准和及时，降低整车厂的缺件停线风险和整个供应链的物流仓储成本。
②由零部件仓库和物流中心提供零部件分拣、排序、预装配、物流容器具周转等增值服务，减少整车厂的物流管理工作。
③通过整车厂MES系统、ERP系统、SCM系统和供应商WMS系统的系统集成，实现零部件物流信息的实时交互。
④采取各种先进物流技术，实现零部件物流中心的零部件同步配送能力。例如，可通过自动输送线的桥式或悬挂式通道与整车厂相连，实现自动配送排序件至总装线；采用SPS台车进行零部件的台套式同步物流配送；利用AGV实现对总装线各工位的零件配送。
⑤通过第三方物流服务商进行区域化的零部件混载，集中配送至整车厂，降低远程物流成本。
在汽车零部件物流一体化模式中，整车厂所需零部件的供应、运输、配送和仓储服务完全由专业的第三方物流企业来进行。此外，需要将零部件供应链各个环节上的整车厂、零部件供应商与物流公司三方的信息系统统一标准，进行系统集成，使三方之间能够进行可靠、快速的信息交换，从而使信息在整车厂、零部件供应商和物流供应商间实时共享，有利于供应链管理中问题解决和紧急响应。
零部件物流一体化模式的特点如下：
①通过先进的信息系统集成管理，在整车厂、零部件供应商和物流公司之间实现信息实时共享和整体协调，提高协作效率。
②通过先进的信息管理系统，零部件供应商可有效地对零部件运输过程进行目视化管理和监控，对意外情况可以迅速采取紧急预案进行响应。
③统一使用同一个专业化的第三方物流服务商，有利于科学规划集货线路，提升车辆利用装载率，有效降低物流运作成本。1.4.3 汽车零部件物流智能化
在汽车零部件物流一体化过程中，伴随工业4.0时代的到来，定制化拉动式生产将成为汽车生产的主要模式，即由客户需求来驱动生产。在这种模式下，企业不再处于系统之后，而是直接与市场终端用户、供应商对接，双方通过智能平台互联与协同，由订单驱动生产，生产与物流互联互通。在这一过程中，智能物流调度中心、供应链可视化系统和生产物流智能配送系统等将会发挥重要作用。（1）智能物流中心
在汽车工业园区建立智能物流中心，以整车厂MES系统、WMS系统、ERP系统和SCM系统为基础，驱动整车厂企业内部的营销/计划/运营/采购/生产/质量/服务等业务执行，以及与供应链的上下游供应商、关键客户、第三方物流实现互联互通，实现采购供应、生产物流关键环节的标准化、信息化、局部自动化及智能化。（2）供应链可视化系统
供应链可视化是采用信息技术，采集、传递、存储、分析、处理供应链中的订单、物流以及库存等相关指标信息，按照需求以图形化的方式展现出来。
如图1-8所示，供应链可视化的数据来自于供应链中各节点企业内部系统的数据库，或者节点企业之间进行交易的EDI、可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）文件等数据。利用应用集成网关提供的各种数据接口将其抽取（Extract）、转换（Transfor）、加载（Load）到目标数据仓库中。针对可视化对象建立多维数据集，联机分析与处理（OLAP），利用多维数据集和数据聚集技术对数据仓库中的数据进行组织和汇总，用联机分析和可视化工具对这些数据进行评价。最后使用前端展示工具将可视化信息以各种图表的方式直观展示出来，用于用户分析决策。图1-8 供应链可视化系统结构模型1.5 汽车零部件精益智能物流模式1.5.1 汽车零部件精益智能物流的主要内容
随着汽车生产模式从面向库存到面向订单的演变，汽车物流的目标已经从单纯降低库存、提高运输效率提升为通过集成优化，降低物流综合成本和提高企业运作效率。汽车物流管理已经从粗放模式演变为以关键绩效指标为依据的精细化模式。
汽车供应链环节多，不确定性因素多。汽车生产既要防止生产延迟，又要最小化存货，因此汽车行业必须推行精益生产方式，关注企业内部和供应链的组织流程优化，让物流在组织内部以最短的时间、最短的流程实现零部件的准时供应。
通过准时制实现按需生产，这就要求零部件入厂物流能够根据订单需求和生产节拍，将各种零部件准确运送到消耗点，零部件入厂物流一般更多采用“直送工位”方式。同时，整车厂与供应商之间将建立信息通道，将零部件需求和物流要求向上游供应商传递，实现整条供应链的及时供货。
随着汽车物流与供应链的精益管理水平的提升，以及物流新技术和管理新工具不断推出，汽车零部件精益智能物流的重点内容如下：（1）ABC分类
整车厂使用的分类法不仅需要考虑零部件的价值，还要考虑零部件的运输距离、重量体积等因素。通常在决定一种零部件的送货频率时，需要达到并实现的目标是使零部件在整个供应过程的总成本最小化。
采用ABC分类原则，将零部件根据价值和运输距离，进行分类。其中A类属于高价值零部件，物料供应采用JIT方式。零部件被直接送到工厂，而不经过中转。B类零部件被运到中转库，通过物流操控系
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]