物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在汽車零件供應(yīng)鏈物流中的應(yīng)用初探

陸 明，靳 康，鐘 磊

(天津一汽豐田汽車有限公司 天津300457)

0 引 言

LTS(Logistic Trace System)是一汽豐田自主研發(fā)的用于零件供應(yīng)鏈物流管理的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含終端操作模塊、業(yè)務(wù)管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊。其中終端操作模塊和業(yè)務(wù)管理模塊又分別由多套 APP以及分系統(tǒng)組成。其導(dǎo)入的根本目的在于獲取供應(yīng)鏈中的大數(shù)據(jù)并進(jìn)行必要的分析，從而更好地實(shí)施持續(xù)的改善。同時(shí)，LTS系統(tǒng)可以提升零件供應(yīng)鏈整體的運(yùn)行效率，更為今后的物流智能化提升奠定基礎(chǔ)。

1 一汽豐田零件供應(yīng)鏈物流管理的挑戰(zhàn)

一汽豐田零件供應(yīng)鏈管理模式基本沿襲了豐田的供應(yīng)鏈理念，如強(qiáng)調(diào)與供應(yīng)商共同提高，共同發(fā)展；強(qiáng)調(diào) TPS的協(xié)同推進(jìn)等。圖 1為目前一汽豐田整體供應(yīng)鏈，其中框內(nèi)部分就是汽車零件的供應(yīng)鏈物流。

1.1 問題①——計(jì)劃與實(shí)際之間的困境

正因沿襲了豐田的理念，所以一汽豐田零件供應(yīng)鏈物流一直在追求JIT模式，即在必要的時(shí)間供應(yīng)必要數(shù)量的零件，這也是TPS兩支柱之一。在這個(gè)模式中，主要通過零件發(fā)注系統(tǒng)，統(tǒng)一管理生產(chǎn)需求與零件采買數(shù)量之間的關(guān)系，并利用外物流時(shí)間計(jì)劃推動(dòng)方式與內(nèi)物流生產(chǎn)拉動(dòng)方式的有機(jī)結(jié)合，來滿足 JIT的基本需求。

但在這個(gè)過程中，我們也遇到了一些困境。最集中的方面表現(xiàn)在：一是無法隨時(shí)隨地地獲取計(jì)劃的全部執(zhí)行結(jié)果。同時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)與計(jì)劃存在差異的時(shí)候，周知與對(duì)策存在一定的延后性。二是無法對(duì)計(jì)劃準(zhǔn)確性與合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)。也就是通常說的 PDCA的各環(huán)節(jié)中，我們只完成了P，對(duì)于DCA的環(huán)節(jié)要么沒有實(shí)施，要么就實(shí)施得非常艱難。

比如：曾經(jīng)為了調(diào)查零件物流是否按照計(jì)劃時(shí)間完成，采用比較原始的“人跟車”方式，全程通過人的觀察來測(cè)算運(yùn)行時(shí)間。該方式不僅要求大量的人工成本，而且整體實(shí)施的效率低下，不能確保持續(xù)的長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，只能通過隨機(jī)抽查的方式實(shí)施。

圖1 一汽豐田供應(yīng)鏈Fig.1 FAW Toyota supply chain

1.2 問題②——缺乏大數(shù)據(jù)分析與持續(xù)的改善

持續(xù)的改善是豐田的靈魂。在零件供應(yīng)鏈物流的環(huán)節(jié)上，需要通過改善，不斷提升生產(chǎn)與供應(yīng)鏈供給的匹配精準(zhǔn)度，包括數(shù)量和時(shí)間的精準(zhǔn)。這就要求對(duì)執(zhí)行計(jì)劃的結(jié)果進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的數(shù)據(jù)獲取和分析。

如上面的舉例中，通過“人跟車”的方式獲取供應(yīng)鏈物流的實(shí)際時(shí)間，除了成本和效率的問題外，更重要的是，缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的大數(shù)據(jù)，對(duì)于后期的分析與改善更是舉步維艱。

從宏觀層面上說，這2個(gè)問題的存在，為持續(xù)改善設(shè)置了障礙，給零件的供應(yīng)鏈管理水平提升帶來了新的挑戰(zhàn)。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用——LTS體系的構(gòu)筑

如何能隨時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)劃的執(zhí)行情況，警告與糾正實(shí)際的運(yùn)行；同時(shí)在這個(gè)交互的過程中獲取大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)分析，是亟待解決的課題，也是新的挑戰(zhàn)。為此拋棄了傳統(tǒng)的思維模式，采用了物聯(lián)網(wǎng)的部分概念和邏輯，構(gòu)筑了一汽豐田的 LTS(Logistic Trace System)體系。

物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things，簡(jiǎn)稱IOT)主要指通過各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理。它是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，其與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)差異，主要體現(xiàn)在信息交換上，通信不僅可以發(fā)生在人與人之間，還可以發(fā)生在人與物，甚至物與物之間。

從這個(gè)理解上看，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于信息獲取與傳遞，操作指令的智能化下達(dá)與結(jié)果反饋，物與流程的識(shí)別與自主管理等方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。

2.1 傳感網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中有傳感網(wǎng)的概念，即通過微電機(jī)系統(tǒng) MEMS，實(shí)現(xiàn)自己的數(shù)據(jù)傳輸通路、配備一定程度上的存儲(chǔ)、操作和專門的應(yīng)用程序，從而形成一個(gè)終端網(wǎng)絡(luò)。

本次的 LTS在零件物流的作業(yè)終端領(lǐng)域，借鑒了這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的概念。通過導(dǎo)入多樣的微型器件設(shè)備組成了一個(gè)結(jié)合信息傳輸與儲(chǔ)存、作業(yè)指令下達(dá)與操作的應(yīng)用終端網(wǎng)絡(luò)。

終端設(shè)備 1：便攜式電子終端(智能掃描槍、智能手機(jī)、工業(yè)級(jí) PAD)選用普及性較廣泛的微型器件設(shè)備，結(jié)合專用APP程序，分別完成針對(duì)供應(yīng)鏈上的不同角色(一級(jí)供應(yīng)商、物流承運(yùn)商、汽車總裝廠人員)的指示下達(dá)、異常上報(bào)與處置、必要數(shù)據(jù)獲取、傳輸與儲(chǔ)存。

本次操作系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)一使用安卓7以上版本，以確保各終端設(shè)備間的兼容性以及一定程度上的擴(kuò)展性。

終端設(shè)備 2：移動(dòng)式電子鉛封選用第三方設(shè)備，提供物流運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)位置，明確各節(jié)點(diǎn)時(shí)間，并傳遞GPS坐標(biāo)情報(bào)。

終端設(shè)備 3：選用固定式視頻與射頻終端，通過視頻或射頻的識(shí)別完成進(jìn)出場(chǎng)所管理，搜集獲取進(jìn)出時(shí)間與狀態(tài)等情報(bào)。

終端設(shè)備4：定制蜂巢實(shí)施證件的管理與交接。

終端設(shè)備5：固定式視頻攝像終端。

操作平臺(tái)選用工業(yè)級(jí)視頻攝像設(shè)備，完成對(duì)零件的檢收入庫。

2.2 M2M系統(tǒng)構(gòu)架的應(yīng)用

M2M 是 Machine-to-Machine/Man的簡(jiǎn)稱，是一種以機(jī)器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。

本次項(xiàng)目采用了 M2M 的系統(tǒng)構(gòu)架方式(圖 2)。通過傳感網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備+通信網(wǎng)絡(luò)+系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)終端獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行一定程度的智能化判斷、決策，并將結(jié)果反饋終端，指揮設(shè)備或操作者進(jìn)行作業(yè)。

圖2 一汽豐田物流追蹤系統(tǒng)Fig.2 FAW Toyota Logistics Trace System

LTS的構(gòu)架在項(xiàng)目檢討時(shí)決定借鑒 M2M 的架構(gòu)方案，將傳感網(wǎng)的功能盡量發(fā)揮出來。同時(shí)在各系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)定方面，采用傳感網(wǎng)的設(shè)定方法：即用供應(yīng)鏈中不同的用戶進(jìn)行分類，從而達(dá)到將供應(yīng)鏈中不同的用戶指定、操作、來往數(shù)據(jù)、判斷、決策、結(jié)果跟蹤等業(yè)務(wù)需求，通過各自系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行反應(yīng)，并將各自的反應(yīng)與終端設(shè)備進(jìn)行鏈接，滿足用戶的專業(yè)化和個(gè)性化要求。

在M2M智能化體現(xiàn)方面，本次項(xiàng)目涵蓋了兩種模式，即設(shè)備到設(shè)備與設(shè)備到人的指令下達(dá)、作業(yè)反饋、判斷評(píng)價(jià)。

例如：在卡車進(jìn)入總裝廠的環(huán)節(jié)上，使用了視頻設(shè)備來識(shí)別卡車車牌，通過 MCS(監(jiān)控控制系統(tǒng))控制門桿設(shè)備，完成允許進(jìn)廠(完成對(duì)設(shè)備的控制)以及進(jìn)廠時(shí)間的獲取，同時(shí)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將車牌數(shù)據(jù)傳到ELTS(外物流追蹤各系統(tǒng))，再由 ELTS判斷車牌的所屬集貨線路與頻次，并智能判斷將卡車的等待車位、總裝廠內(nèi)的卸貨車位及目前該卸貨車位的等待順序等指示和情報(bào)，通過通信網(wǎng)絡(luò)下達(dá)到司機(jī)的手機(jī)中，完成對(duì)人的作業(yè)指示與情報(bào)分享。

2.3 云計(jì)算

在物聯(lián)網(wǎng)的模式中，云計(jì)算是標(biāo)準(zhǔn)配備，目的是利用商業(yè)化的模式，將用戶大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集后，進(jìn)行一定程度的計(jì)算與分析。“物聯(lián)網(wǎng)感知層獲取大量數(shù)據(jù)信息，在經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層傳輸以后，放到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上，再利用高性能的云計(jì)算對(duì)其進(jìn)行處理，賦予這些數(shù)據(jù)智能化，最終將其轉(zhuǎn)換成對(duì)終端用戶有用的信息。”

本次項(xiàng)目同樣借鑒了云計(jì)算的概念。但在設(shè)計(jì)上為了滿足內(nèi)部安全性，并未全面利用商業(yè)化的第三方云計(jì)算服務(wù)。另外，在云計(jì)算的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目還利用平臺(tái)概念，完善了可視化的功能。

如圖 2所示，數(shù)據(jù)管理平臺(tái)(Data Management Platform)就是本次開發(fā)的“平臺(tái)”概念。主要功能服務(wù)于中層操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。1期的功能有3個(gè)方面，分別為：中層系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳送(接口)，大數(shù)據(jù)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與實(shí)際狀態(tài)的可視化監(jiān)控。

這次的項(xiàng)目中并沒有操作終端直接與平臺(tái)的鏈接部分，而是通過中層系統(tǒng)完成操作層的內(nèi)容，平臺(tái)更多設(shè)定在數(shù)據(jù)的范疇內(nèi)。采用這樣的布局分別有3個(gè)考慮：①服務(wù)器的承載能力(如多任務(wù)的數(shù)據(jù)庫判斷與決策條件下，需要服務(wù)器同時(shí)處理多層操作指示，并控制終端設(shè)備)與使用安全性(一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)問題，只可能影響其中一部分用戶的作業(yè)，不會(huì)影響整個(gè)供應(yīng)鏈)；②不同供應(yīng)鏈的用戶對(duì)系統(tǒng)頁面的個(gè)性化要求；③活用現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行部分改造，降低開發(fā)成本。

3 思 考

本次 LTS的構(gòu)筑前后持續(xù)了 2年時(shí)間，從目前整體運(yùn)行看，基本實(shí)現(xiàn)了當(dāng)初的設(shè)計(jì)目的，也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

不過，與物聯(lián)網(wǎng)未來的普及相比，我們現(xiàn)在的應(yīng)用僅僅是物聯(lián)網(wǎng)某些技術(shù)概念的活用與轉(zhuǎn)化，或者說是現(xiàn)實(shí)中的初探。對(duì)龐大的物聯(lián)網(wǎng)來說，這只是冰山一角。目前，伴隨著國內(nèi) 5G的商業(yè)化提速，人工智能的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)的擴(kuò)大，相信未來物聯(lián)網(wǎng)的前景會(huì)非常廣闊。由此來看，LTS的構(gòu)筑只是開始，汽車零件供應(yīng)鏈物流深度的智能化、數(shù)據(jù)化、效率化、標(biāo)準(zhǔn)化是我們繼續(xù)努力的方向。