前言

汽车入厂物流对汽车生产具有重要意义，从国内汽车入厂物流实践看，最主要的方式是通过电子看板向零部件物流中心或供应商要货，而后者在接收到电子看板后进行响应。电子看板响应实际是接收要货信息，并将要货信息转化为后续物流作业指令的过程，其影响涵盖了电子看板处理、备货、出库等一系列物流作业。在入厂物流领域，均衡化是精益理论与实践的重要内容，也是准时化和自动化的基础；看板处理同其他物流领域订单处理一样，面临如何选择更有效的方式问题；有效的零部件追溯能够快速锁定车辆并采取解决措施，降低用户使用风险，减少质量损失。可以认为，均衡化、看板自动化处理、可追溯性是电子看板响应环节三个关键要素，决定了入厂物流服务的效率、经济性、准确性以及重点信息传递的准确性。

(相关资料图)

F公司是入厂物流服务提供商，通过临近主机厂的物流中心提供零部件仓储配送服务。通过研究服务过程电子看板响应环节，发现三个关键要素均存在需优化的问题：看板要货量波动大；人工处理看板效率低、资源利用率低；大部分零部件生产批次信息无法关联到看板实现精确追溯。

通过研究国内主要汽车入厂物流模式中电子看板响应环节的实践，分析了物流过程中的均衡化管理、看板处理方式及可追溯性等问题。均衡化主要由不同生产和物流组织方式下的生产计划和物流计划决定。本文中F公司的看板处理方式基本是通过信息系统在物流中心或供应商处获取看板信息，由人工或系统生成备货任务单。对于零部件批次追溯问题，各汽车生产企业都有对全部零部件进行精确追溯的需求，但目前大都只对发动机、变速箱、安全气囊等重点零部件记录并追溯，而对大部分零部件而言，因物流衔接、系统对接、实物流和信息流精准同步方面存在困难，并没有在入厂过程实现精准追溯，造成了整体追溯链的模糊。

对于不同汽车入厂物流模式下的均衡化、平准化方面的研究主要集中在不同场景下均衡化、平准化改善方法。对订单（看板）处理的研究总体认为订单处理对后续物流存在关键影响，这些研究主要集中在订单分批或与拣选配送等作业的联合调度问题。从整车生产或零部件物流角度讨论追溯体系建设的研究则主要通过集成应用信息技术与管理技术以在物流过程实现更优的追溯效果。虽然上述研究较丰富，但从特定入厂物流模式的电子看板响应环节出发，集成研究均衡化、自动化、可追溯性三个关键要素提升的文献还未有发现。本文探讨如何在电子看板响应环节改善均衡化、自动化、可追溯性问题，进而提高物流效率，降低成本，提高追溯精确度。

一、均衡化

本文研究的电子看板要货方式为：系统根据生产线边料箱包装的零部件消耗时间向车间物流缓存区要货，再根据车间物流缓存区料箱包装的零部件消耗时间向物流中心要货，全过程以电子看板进行传递，如图1所示。

图1 电子看板要货示意图

本文电子看板响应环节均衡化研究包含电子看板需求的触发拉动环节和电子看板接收后生产各环节衔接的均衡化研究，如图2所示。

图2 电子看板响应不均衡分析

1.1 电子看板需求处理的均衡化

研究优化前，工厂各要货地各时间段向物流中心发出的电子看板量时高时低，导致不同时间段内作业量不均衡，其原因在于厂内物流缓存区零部件上线备货后扫描看板，触发系统看板要货，物流中心接收看板要货信息。因厂内系统指示上线车辆按照时刻表作业，看板触发存在一定周期性。且因工厂内各物流线路上线时间间隔不等（20-40min），故物流中心接收看板量在不同时间段内存在波动，其原因在于作业人员拉动看板执行标准程度不一、拉动电子看板作业节拍不一、作业线路各时段作业量不一。

基于上述分析，改善电子看板要货均衡性的方式是将各要货线路在各个时段的平均电子看板量作为改善目标，落实到各线路看板要货作业人员，在标准作业流程前提下，通过人工调控分散各路线波峰要货量，使各路线各时段看板要货需求量趋于平均。

为评价看板要货均衡水平，引入看板要货标准离差率概念（等于标准离差与期望值之比，其中标准离差等于方差的算术平方根，表征数据离散程度），计算函数：Y=STDEVPA/AVERAGE。以30min为时间间隔连续统计30d看板要货情况，见表1。

表1 看板要货统计表（08:30-18:00;20:00-05:00）

计算每天每30min标准离差率，标准离差率的平均数即为整体统计数据平均离散程度，直观反映整体数据均衡、离散程度。本图表统计数据的平均离差率为20.7%。

每天每30min平均看板要货量即为当天理想看板要货量，每天理想看板要货量的平均值即为整体统计数据的期望值，本图表反映的期望值为247张。同时每天相同时间段看板要货量的平均值即为每天固定时段看板要货平均水平。由此可得出每天每30min看板要货的实际情况较期望值之间的波动程度，如图3所示。

图3 日均看板要货

根据日均电子看板要货情况，将此要货地每30min看板要货量分布到对应的看板要货路线上，分析每条要货线路每30min的电子看板要货情况，见表2。

表2 各路线看板要货量

优化后，该要货地的标准离差率下降至10.5%，实现了作业量更为均衡。

图4体现了改善前某区域一个月内日均看板波动情况，虚线表示该区域全天每30min平均看板要货量为257张，实线为该区域一个月内每天每30min不同时段的平均看板要货量。

图4 改善前日均看板分时波动情况

图5体现了改善后该区域一个月内日均看板波动情况，虚线表示该区域全天每30min平均看板要货量为252张，实线为该区域一个月内每天每30min不同时段的平均看板要货量，较图4有明显改善。

图5 改善后日均看板分时波动情况

1.2 生产各环节衔接的均衡化

多班生产方式都会面临交接班环节，本文研究双班生产情形。通过研究发现两个明显现象：一是开班后30min内各岗位作业人员工作量少；二是开班后30min内配送车辆集中发运，导致开班后2-2.5h时间段配送车辆使用紧缺并在班次中出现车辆间歇性紧缺。研究配送过程发现在2h配送供货前提下（主机厂要求），下游生产线停止电子看板要货时，物流中心作为上游要先于生产线停止发运、装车、备货，才能保持同步物流供应节拍，而出现开班后30min内作业人员的工作量少、劳动负荷低的主要原因是上一班次人员作业过量（超前作业），导致下一班次开班集中发运。

分析配送数据制定了入厂物流单循环作业时间的标准划分，见表3。

表3 单循环作业时间标准推算

得到交接班时段三条作业标准：

（1）配送车辆发运标准：单班结束前45min不发运车辆，发运车辆最晚发运时间≥④+⑤+⑥+⑦，生产车间才具备零部件接收/入库条件；

（2）看板拣选/备货标准：单班结束前30min处理完成的电子看板不进行拣选作业；

（3）配送车辆装车标准：单班结束前30-60min内处理的备货看板完成拣选后不装车，留到下班次作业，在交接班之间的空档时间段停止物流作业，避免提前作业导致波动。

通过上述改善实现了交接班前后作业有序平稳衔接。通过日均各时段看板备货作业量来观察改善前后情况，如图6、图7所示。

图6 改善前各时段看板备货量波动情况

图7 改善后各时段看板备货量波动情况

二、电子看板自动化处理

研究优化前，物流中心WMS系统（仓库管理系统）接收到看板后，每隔数分钟凭经验手工打印看板，然后由作业人员拣选料箱放入备货拣选车，再将备货拣选车装上卡车进行配送。

在看板处理环节，因人为看板打印分割和看板备货分割，导致每次看板分割量不同，造成等待、操作浪费及失误问题。为规避此问题，通过建立拣选车模型，基于WMS开发备货拣选车满载系统，实现看板自动分割。

2.1 标准料箱选定与备货拣选车最大满载量计算

料箱包装的零部件占入厂物流零部件65%以上，提升规定要货时间内料箱包装零部件单次配送量成为决定配送时效、物流成本的关键。由于每一块电子看板代表一个不同规格料箱零部件的需求，所以首先需选定标准料箱并基于标准料箱进行不同规格料箱系数换算，以便进行系统处理。

在单个备货拣选车码放更多的料箱，并在配送卡车上装载更多的备货拣选车是提升单次配送量的主要因素。本文研究涉及的料箱共计41种，单次配送将根据厂内不同要货地需求备货、配送多种规格料箱包装零部件。因此各种料箱在拣选车中的组合、摆放最大数量需进行最优计算，确定备货拣选车最大极限的标准料箱装载量。

以最小料箱T1为最小标准单元在备货拣选车上进行极限码放测试。考虑T1料箱码放操作空间、朝向等因素，堆码实验输出结果为：拣选车单层平面放置料箱18个、拣选车单层可堆码2层料箱、拣选车单层共计堆码料箱36个、T1料箱在拣选车（4层）上极限堆码箱数为144个。拣选车与标准料箱基础数据见表4。

表4 拣选车与标准料箱基础数据

2.2 不同规格料箱基于标准料箱的系数换算

设置标准料箱换算系数为2，可得单个拣选车最大料箱满载系数为288，采取极限堆码方法，分别码放其他40种料箱单独在备货拣选车上最大极限装载情况，得出每种料箱最大装载量。从各种料箱尺寸满足相对的整数倍关系，可实现组合摆放。将所有料箱依次换算成对应的标准料箱，计算出对应的换算系数关系。为便于系统数据设计，将所有换算系数（即满载系数）取整，部分数据见表5。

表5 料箱规格（部分）

2.3 基于满载和时间的电子看板自动分割

系统根据备货线路自动计算该线路，设置满载率（即满载系数）和看板累计时间两个约束条件，达到预定满载率或看板累计时间中的任一条件，系统即自动打印出该线路的看板。具体如图8、图9所示。

图8 备货拣选车满载系统实现原理

图9 满载累计原理

采取电子看板自动化处理以后，在作业效率，备货拣选车满载率、作业准确率和作业成本方面实现了改善，见表6。

表6 电子看板自动分割带来的改善

三、可追溯性实现

汽车生产企业为缩小锁定问题车辆范围，降低问题处理成本，需要零部件信息从供应商、仓储配送、工厂生产物流等环节实现全程可追溯。研究优化前，电子看板与零部件实物生产批次信息关联的缺失，追溯过程中断。

为解决上述问题，需在零部件到货时获取生产批次信息，以电子看板接收环节为起点，在WMS系统中增加物流数据采集点，确保从到货至电子看板响应环节批次信息的精确记录和传递，具体包括以下改进。

3.1 收货入库、上架

采集并关联零部件生产批次信息，实现零部件生产批次信息与实物的绑定和同步流转。WMS系统指导上架，实物零部件投货后系统确认，确保此环节零部件信息流和实物流完全同步。

3.2 存储下架、转换包装

WMS系统运行自动补货功能。转包时WMS系统精准控制零部件实物所在位置，确保实时账实相符，确保零部件信息流与实物流同步。

3.3 投货、备货

将零部件转运至拣选区库位，扫描入库标签及拣选区库位标识上的补货条码确认投货。实现系统账目与实物在同一时间转移至拣选区，保证系统管理精确性并通过投货库位的扫描操作，校验投货作业正确性。拣选备货时，WMS系统打印看板，打印的要货看板粘贴至实物零部件料箱进行信息与实物传递。

3.4 出库、在途跟踪

扫描看板完成装载完成系统出库。在WMS系统支持完成库内作业基础上，在配送卡车上安装RFID标签及GPS设备，其数据与车控系统相关联，实现运单在物流中心及配送途中受控。

电子看板响应环节可追溯性优化实施前后效果对比，见表7。

表7 可追溯性优化前后对比

通过在物流中心入口提前采集零部件生产批次信息，生成入库标签并与零部件绑定，实现在物流中心信息流与实物流时时精准同步流转，最终将信息传递至工厂的要货看板，并与对应零部件同步配送至工厂，实现入厂物流更好的可追溯性。

四、总结

本文基于F公司实践，从入厂物流电子看板响应环节出发，着眼于均衡化、自动化、可追溯性三个关键要素优化，构建物流均衡化管理技术体系，改善了物流均衡性和经济性；研究基于标准料箱的料箱系数换算模型，开发了基于满载率和时间约束的电子看板自动分割系统，提高了看板处理效率、降低了差错率和成本；实现了提前采集零部件信息，仓储配送过程零部件实物流动与信息传输完全同步，达到精确追溯。

通过管理技术和信息技术的有效结合，强化了入厂物流电子看板响应环节的功能，实现了在效率、可靠性、成本以及信息传递方面的优化。本研究可对汽车入厂物流和其他物流领域波动需求下的均衡化改善、订单自动化分割处理、追溯体系建设提供一定的参考。

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作者：一汽物流（成都）有限公司向先文/隋艳辉/谢孟汐/王博/姜立恒/张庭

来源：《物流技术》

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