軌道交通車輛制造企業(yè)的數(shù)字化車間物流管理系統(tǒng)建設

朱海洋　畢秀霞　葛明明　田召勇　施奇超

摘要：生產(chǎn)物流是制造企業(yè)生產(chǎn)活動中必不可少的活動環(huán)節(jié)，是企業(yè)實現(xiàn)利潤增長的重要“利潤源”。所以，如何優(yōu)化生產(chǎn)物流，降低物流成本，提高企業(yè)利潤是制造企業(yè)不容忽視的戰(zhàn)略決策。杭州中車車輛有限公司作為軌道交通高端裝備制造企業(yè)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)及RFID等信息技術手段打造了地鐵車輛組裝的數(shù)字化生產(chǎn)車間，實施了過程控制、異常觸發(fā)及作業(yè)人員動作追蹤等信息化的關鍵技術，從而實現(xiàn)了倉儲管理、配送管理、異常管理、現(xiàn)場管理、質(zhì)量管理的自動化與信息化，使得車間的生產(chǎn)物流成本大大降低，年增經(jīng)濟收益達1000萬元，取得了良好的社會效應與經(jīng)濟效益。

關鍵詞：生產(chǎn)物流；數(shù)字化車間；軌道交通；車輛制造

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）23-0185-03

隨著人力成本不斷上升，制造業(yè)的生產(chǎn)成本頻頻上漲，加之消費者對商品多樣化與個性化的需求不斷增加等因素，制造企業(yè)的利潤越來越低，如何增加利潤成了制造企業(yè)最為關心的話題。在工業(yè)發(fā)展進程中，曾作為“第一利潤源”的資源領域與“第二利潤源”的人力領域，經(jīng)過長期的發(fā)展與應用后，這兩個領域所能創(chuàng)造的利潤已所剩無幾，尋找新的利潤增長點迫在眉睫。1970年，日本西澤修教授在其著作《流通費用——不為人知的第三利潤源》中，認為物流可以為企業(yè)提供大量直接或間接的利潤。此后，物流領域的潛力越來越受到眾多企業(yè)管理者的重視。相關研究表明，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，加工和制造的時間占比僅為5%～9%，其余90%多的時間都消耗在存儲與運輸?shù)壬a(chǎn)物流環(huán)節(jié)中，物流費用占到生產(chǎn)總成本的50%[1]。

根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《2015年全國物流運行情況通報》中顯示，2015年度的物流成本占全國GDP的16%，而同期歐美發(fā)達國家的這一數(shù)據(jù)僅為10%。

拋開高速收費、稅費過高等因素之外，國內(nèi)企業(yè)在物流，尤其是生產(chǎn)物流領域中的技術管理水平與國際先進水平存在差距也是其中一個重要的原因。因此，目前越來越多的國內(nèi)制造企業(yè)開始重視生產(chǎn)物流，并把生產(chǎn)物流管理作為企業(yè)戰(zhàn)略管理的一個新的著眼點，同時積極采取物流優(yōu)化策略，來尋找新的利潤空間，從而增強企業(yè)競爭力。

梳理文獻發(fā)現(xiàn)，國外學者在生產(chǎn)物流方面的研究起步較早，主要集中在物料搬運設備的選擇[2]、作業(yè)排程[3]以及物料搬運設計與設施布局之間的相互影響[4-5]等方面。而國內(nèi)學者主要從生產(chǎn)物流計劃模式[6]、廠內(nèi)物料配送[7]、供應鏈環(huán)境下的生產(chǎn)物流[8]以及物流技術裝備與信息系統(tǒng)的運用[9]等四個方面展開了相關的研究。地鐵車輛是城市交通邁向現(xiàn)代化的一個重要標志，也是城市基礎設施建設和形象建設的重要組成部分。各個城市的地鐵車輛大多融合當?shù)爻鞘刑厣跋嚓P業(yè)主需求，是一種典型的定制化生產(chǎn)產(chǎn)品。地鐵車輛制造過程中，零部件眾多，結構復雜，工序繁瑣，這些特點使得離散定制生產(chǎn)的管理實踐具有一定的復雜性。在針對離散制造企業(yè)生產(chǎn)物流的研究中，學者們主要是生產(chǎn)物流系統(tǒng)設計[10～11]、優(yōu)化[12～13]及發(fā)展狀況[14]來進行研究的。但是如何利用當今的信息技術來優(yōu)化生產(chǎn)物流，同時降低成本并將其運用到具體的制造企業(yè)中，特別是軌道交通行業(yè)的研究則很少。本文將以杭州中車車輛有限公司的地鐵車輛總裝車間為研究對象來闡述如何利用數(shù)字化來提升工作效率、降低企業(yè)的生產(chǎn)物流成本，并對實施與應用之后的效益進行了分析。

1 項目背景

杭州中車車輛有限公司作為軌道交通高端裝備制造行業(yè)的地鐵車輛總裝集成企業(yè)，自2013年8月建成投產(chǎn)以來，先后承接了杭州地鐵1號線、2號線、4號線車輛的生產(chǎn)制造任務。由于地鐵整車技術復雜，安全性要求高，交貨期緊，而地鐵車輛的零部件達數(shù)千種之多，物料零散，生產(chǎn)制造車間內(nèi)部管理非常繁雜。雖然公司已經(jīng)實施了ERP系統(tǒng)、PLM系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等，并對供應鏈管理也采用了信息化進行管理，但是生產(chǎn)制造的過程仍然出現(xiàn)了很多不利因素。比如，第一，采購到貨后待檢區(qū)物料積壓比較多，沒有統(tǒng)一管理，經(jīng)常發(fā)生貨到不能及時入庫影響生產(chǎn)的情況；第二，倉儲管理未能實現(xiàn)模擬工位化，從而經(jīng)常出現(xiàn)物料擺放錯誤與發(fā)放錯誤；第三，運料工裝沒有實現(xiàn)套餐化，工作效率不高，物料配送常常脫節(jié)；第四，缺件拉動的效應不明顯，未能實現(xiàn)聯(lián)動機制；第五，車間的剩余用料沒有建立良好的回收機制，導致出現(xiàn)浪費，造成生產(chǎn)成本上升；第六，工時的管理與質(zhì)量的管控沒有實現(xiàn)數(shù)字化、實時化，進而導致成本測算出現(xiàn)偏差；第七，地鐵車輛的生產(chǎn)周期長，交貨時間緊，生產(chǎn)過程的影響因素眾多且不可控。在這種情況下，如何通過信息化技術手段，打造數(shù)字化工廠，提升總裝車間的物流管理水平，提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運行、促進產(chǎn)品質(zhì)量的提升，降低物流成本和費用，是擺在生產(chǎn)管理者面前一個刻不容緩的問題，實施數(shù)字化車間物流管理系統(tǒng)顯得尤為重要。

2 項目實施

2.1關鍵技術

本項目采用的互聯(lián)網(wǎng)、RFID及形碼掃描的信息化手段對物流管理流程進行固化，按照工位節(jié)拍進行倉儲管控，實現(xiàn)對各個工位的配料及送料的信息化動態(tài)跟蹤。實現(xiàn)實物流與信息流雙流同步、信息化與工業(yè)化兩化融合，具體技術如下。

1）過程信息化控制。物流倉儲配送全過程實現(xiàn)了條形碼管理，貨位、物料、物料包、配送車、作業(yè)人員、工位現(xiàn)場地面、交接單據(jù)都有對應的條形碼。指派任務、進車備料、備料完成、掃描檢查出庫、配送發(fā)出、送至車間工位、空車及單據(jù)回收等每個步驟都通過掃描條形碼觸發(fā)。實現(xiàn)了配送任務網(wǎng)絡管理，工作進度量化管控。

2）異常自動觸發(fā)。信息系統(tǒng)會對生產(chǎn)計劃進行節(jié)拍式管控，任何一個節(jié)點沒有按照計劃執(zhí)行，屏幕顯示會進行顏色變化提醒，同時根據(jù)異常等級分別向相關領導及責任人自動觸發(fā)短信提醒。出現(xiàn)異常的責任人將會納入工作量化考核，工作狀態(tài)也可以像10086查話費一樣，進行實時查詢。

3）動態(tài)的電子任務看板。通過在生產(chǎn)現(xiàn)場布置一些電子任務看板，并與管理信息系統(tǒng)同步實現(xiàn)總體進度跟蹤、反向物料跟蹤處理、工位配送狀態(tài)跟蹤、套餐式配送狀態(tài)跟蹤等功能。

4）可實現(xiàn)作業(yè)人員動作追蹤，隨時隨地掌握作業(yè)人員去向與工作動態(tài)。

5）可實現(xiàn)條形碼電子動態(tài)盤點，實時掌握帳卡、帳物的準確性。

6）可實現(xiàn)對各個節(jié)拍的工時管理，并能進行質(zhì)量問題的追蹤。

7）可實現(xiàn)與ERP系統(tǒng)的高度耦合與集成，并確保各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時性、準確性和共享性。

8）支持多種客戶端移動辦公?？芍С蛛娔X、IPAD、智能手機、車載終端的移動應用，滿足人員異地辦公、頻繁出差的管理需求。

2.2系統(tǒng)功能

本項目的數(shù)字化車間物流管理系統(tǒng)的功能主要如下：

1）倉儲管理：到貨管理、入庫管理、出庫管理、帳卡物管理、 工位庫管理、貨位管理。

2）配送管理：配送計劃、配送模型、生產(chǎn)模型、過程控制、信息采集、實時監(jiān)控、實時統(tǒng)計。

3）異常管理：管理異常、生產(chǎn)異常、安東燈。

4）現(xiàn)場管理：工時定額、工時管控、質(zhì)量跟蹤。

5）短信平臺：基本管理、授權管理、信息觸發(fā)。

6）質(zhì)量管理：供應商管理、到貨質(zhì)量管理、過程質(zhì)量管理、售后質(zhì)量管理、質(zhì)量信息統(tǒng)計、供應商評價。

3 項目效益

自軌道交通產(chǎn)業(yè)數(shù)字化車間物流管理系統(tǒng)項目的實施后，實現(xiàn)了企業(yè)的制度流程化、流程表單化、表單信息化，打造了數(shù)字化地鐵車輛制造車間，實現(xiàn)全生產(chǎn)過程的數(shù)字化管控，同時產(chǎn)生良好的社會效應與經(jīng)濟效益。

3.1經(jīng)濟效益

1）采購入庫實時化。建立到貨三天存貨制，并進行表單管理。以三天時間為計劃區(qū)間，倉庫管理部門根據(jù)ERP系統(tǒng)里的生產(chǎn)計劃，綜合考慮倉庫的物料存儲情況，列出采購清單，拉動采購工作，保證物料及時入庫，讓待檢區(qū)井然有序，降低了資金成本，釋放了被占用的資金。

2）倉儲管理工位化。根據(jù)工位制的要求在倉儲庫區(qū)，推行物料按按項目與工位來進行存儲。物料入庫之后，貨架是按照生產(chǎn)工位劃分設置，并建立模擬工位，同時將每個項目的物料存儲按照車間對應的工位分區(qū)擺放，從而提高揀選效率，減少差錯。屆時，物料上架和揀選都由同一人負責，職責明確 。

3）物流配送套餐化。根據(jù)物料屬性、各工位工藝文件和物料清單及物料形狀開展目視化管理，為每一輛轉(zhuǎn)運車制作物料存放平臺，并按照工藝文件和車型制作標志進行區(qū)分，使物料過目成數(shù)；倉儲配料過程在自己所管工位區(qū)域內(nèi)完成，每個配送車內(nèi)都有物料標識，配料時只需要按照標識編號對號入座，這大大提高了工作效率。

4）缺件拉動規(guī)范化。按照生產(chǎn)計劃提前72小時循環(huán)模擬缺件情況，對采購員實現(xiàn)點對點式的拉動管控。

5）物料配送精細化。采用條碼掃描方式登記揀選的工位物料，并和工位的物料BOM進行比對，交接物料和未交接的物料系統(tǒng)會自動進行篩選，確保送入車間的每個臺位物料都是準確與齊全的。

6）電子看板目視化。生產(chǎn)現(xiàn)場布置一些電子任務看板，可以實現(xiàn)配送總體進度跟蹤、反向物料跟蹤處理、工位配送狀態(tài)跟蹤、套餐式配送狀態(tài)跟蹤等功能。

自系統(tǒng)正式上線運行一年后，生產(chǎn)車間物流管理水平有了明顯的提升，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。第一，由于實現(xiàn)了三天存貨制，倉庫中原料的積壓現(xiàn)象明顯下降，釋放了被占用的資金額高達600多萬；第二，生產(chǎn)物料配送錯誤事件的發(fā)生率由原來的30%下降到0.02%，大大提升了設備運轉(zhuǎn)率及員工的工作效率，節(jié)省了單列地鐵車輛生產(chǎn)制造的工時額到816.33個小時，根據(jù)目前規(guī)定的時薪是12.25元/小時和年產(chǎn)量300列車來計算，可節(jié)省300萬元左右（816.33*12.25*300≈300萬元）；第三，伴隨著生產(chǎn)工時的減小，則生產(chǎn)車間的管理費用（包括風、水、氣、電等能源及物耗）也大大下降了100余萬元。綜上所述，該系統(tǒng)的成功實施上線可給企業(yè)帶來年增經(jīng)濟效益1000萬元左右。并且，杭州中車車輛有限公司作為中國中車眾多軌道交通高端裝備制造企業(yè)之一，系統(tǒng)的成功實施上線具有典范效應和標桿作用，在條件成熟時把該系統(tǒng)面向中國中車下屬各子公司推廣，帶來的經(jīng)濟效益將在數(shù)十億元，同時還能提升整個軌道交通高端裝備制造行業(yè)的生產(chǎn)組織與管理水平，具有十分重要的意義。

3.2社會效益

在公司積極實施推進軌道交通產(chǎn)業(yè)數(shù)字化車間物流管理系統(tǒng)項目的后，有效地提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，提升了產(chǎn)品質(zhì)量管控水平，并在地鐵車輛的交貨進度及列車運行的安全性方面提供了強有力的保障，為浙江省打造了最便捷的綠色出行交通方式，帶來顯著的社會效應。

4 結束語

生產(chǎn)物流是制造企業(yè)實現(xiàn)利潤增長的“第三利潤源”。伴隨著當今信息技術的快速發(fā)展，充分利用信息技術手段來優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)物流，降低物流成本，提高企業(yè)競爭力是制造企業(yè)刻不容緩的戰(zhàn)略決策。杭州中車車輛有限公司作為軌道交通產(chǎn)業(yè)的制造企業(yè)正在積極利用并發(fā)揮先進的信息技術來助推企業(yè)生產(chǎn)制造過程的順利升級，從而實現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)，打造智能化生產(chǎn)模式，從而響應國家智能制造2025的戰(zhàn)略部署，緊跟工業(yè)4.0的步伐，全面提升企業(yè)的經(jīng)營管理水平，提高企業(yè)的市場競爭力。

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