11.23 「探秘」听说汽车工厂很炫酷,汽车物流呢?

物流贯穿汽车工厂整个生产及流通过程,随着新能源汽车与智能网联汽车的出现以及互联网企业的入局、共享经济日新月异的变化等都对未来汽车工厂及其物流模式提出新要求。未来,汽车工厂将会变成什么样?与之配套的汽车物流又会有怎样的发展?

“工业4.0”自德国弗劳恩霍夫协会于2013年率先提出后,智能制造、智能工厂、智慧物流的热浪席卷全球。加之《中国制造2025》规划的出台,中国各地也掀起了智能制造热潮,智慧物流随之越来越受关注。

汽车工厂五大发展方向

现阶段,越来越多的制造企业正在以“工业4.0”为目标,建设专属于自己的智能工厂和与之相匹配的智慧物流。伴随着不断的深入研究,加之未来工厂的物流模式越来越清晰,笔者从5个方面展开讨论汽车工厂的发展方向。

第一,柔性化生产,订单内容可实时更新。现代汽车业属于传统的制造业,汽车工厂的生产计划完全按照自己根据市场调研做出的分析后制定,车型、配置、颜色等在生产前就已经确定,汽车零部件的供应商则是根据汽车工厂的生产计划进行配合生产。整个生产过程是大规模、批量化的生产,生产计划轻易不做调整。在汽车生产过程中,绝大多数整车厂虽宣称实现了“零库存”,但零部件供应商的仓库却很“饱满”。所以,随着物联网、AI、大数据、云计算等技术的飞速发展,步入“工业4.0”阶段的车企订单式生产即将到来。

第二,虚拟化生产,设计生产数字化。未来,汽车工厂的生产将转变为全流程的数字化、信息化生产,包括整个工厂生产流程及整个汽车生产供应链中所包含的所有内容。而虚拟制造技术因其原则上不消耗任何实际资源,同时能够在计算机上对产品的设计、加工、物流、装配、运行乃至测试提供相应的结论,所以这项技术在越来越多的行业及产品上得到应用。

当然,虚拟制造技术本身具备的优势不言而喻。利用虚拟设计技术,产品的开发过程不再或少量需要制造样件、样机来进行测试产品的可制造性和装配的可行性,且可以动态地演示设计产品各种工作状况及相关的测试性能,使设计周期显著变短,节约企业研发成本。例如,一汽物流有限公司为某项目设计研发的无人机盘点系统,项目研发设计时间短、要求高、任务重,通过虚拟设计技术反复校核设计尺寸、流程,最终经现场测试验证项目产品性能优异,完全满足设计要求。

「探秘」听说汽车工厂很炫酷,汽车物流呢?

第三,订单式生产,生产装备智能化。进入“工业4.0”时代,智能汽车工厂将越来越多地使用智能设备,生产流程的柔性也将发生翻天覆地的变化。一直以来,汽车生产都是大规模流水装配线生产,生产模式则按照库存生产模式运行。未来,作为“工业4.0”的重要组成部分,订单式生产将成为汽车工厂的主要生产模式,多品种、小批量、多批次、生产重复性低等则将是订单式汽车制造企业的主要特点。

第四,信息共享,供应链自适应化。基于工业4.0技术,在客户订单产生之时,其定制汽车的所有数据信息会一并产生,即整个生产销售供应链条产生。即便汽车订单中的原料供应商、零配件供应商、物流运输提供商等组成产业链中的每一个环节发生变化,甚至客户的定制需求有改变,“工业4.0”中的供应链自适应技术都能解决这些问题。

第五,资源共享、体验升级,智能工厂共享化。随着物联网技术、AI、大数据、5G、工业云、3D打印技术及智能工厂的快速发展,智能设备的能力越来越强,社会生产力也在大幅提高。未来,汽车工厂只需负责客户需求产品的设计与生产工艺的制定,产品的生产则完全可以由“云生产”中的本地“云工厂”完成。

汽车工厂融合智慧

物流对制造业物流来说,智能制造对物流的需求与过去已大为不同。以汽车制造为例,汽车工厂里与物流环节相关的业务比例占整个汽车制造过程的60%,组装车间的组装线已经完全拆除,以AGV为载体的移动式生产线取而代之。这种移动式生产线的最大好处是柔性化,再加上柔性化的智能生产线几乎避开了所有障碍物,所以对安装工具的配置就很灵活,这是传统生产线所无法比拟的。

在国家推动“工业4.0”和“中国制造2025”战略背景下,未来的汽车工厂柔性生产体系和生产物流体系应该至少经历“数字化制造+物流”“网络化制造+物流”“数字化、网络化、智能化制造+物流”和“生态化制造+物流”4个发展阶段。

“数字化制造+物流”即大量应用数字化装备、数字化设计、数字化建模与仿真等技术进行数字化能力构建,实现从自动化、信息化向数字化、智能化的迈进,与之匹配的物流关键技术、物流场景、物流关键装备也需要向数字化、智能化转型升级。

“网络化制造+物流”即推动互联网和物流业深度融合,人、流程、数据和事物等过去相互孤立的节点被网络连接起来,通过企业内、企业间的协同以及各种社会资源的集成与优化,重塑物流业的价值链,并推动物流业从数字化制造发展到数字化、网络化制造阶段。以汽车业为例,在“工业4.0”的作用下,汽车业的生产全过程将逐渐实现全程数字化,对于实际生产中订单包含的信息云平台都可以实时进行调节。汽车工厂、零部件供应商、三方物流服务商产生的数据也一并存储于云平台,任意端客户都可以实时更新查询。这种生产全程的数字化跟踪优化和数据存储查询在之前的生产过程中是无法想象的,随之带来的还有工厂也将发生翻天覆地的变化。

“数字化、网络化、智能化制造+物流”即在互联网、云计算、大数据、区块链和物联网等新一代信息技术快速发展形成群体性突破的推动下,以大数据智能、跨媒体智能、人机混合增强智能、群体智能等为代表的新一代人工智能技术加速发展,为物流业实现战略性突破提供了技术保障。以汽车行业为例,“工业4.0”中的供应链自适应技术将完美地解决供应链中数据改变这种问题。对于消费者下达的订单,在云平台中汽车生产厂、零部件供应商及三方物流服务商共同拥有订单数据信息,而对于消费者中途改变的订单内容,主机厂和零部件供应商及三方物流服务商可以通过平台对生产任务以及物流运输的货物进行优化调整,实现整个产业链的零库存生产。计算改变所涉及的巨大的信息访问量、运算量等则由云技术完成。

“生态化制造+物流”即未来新一代智能制造工厂将为制造业的设计、制造、服务等各环节及其集成带来根本性变革,新技术、新产品、新业态、新模式也将层出不穷,深刻影响和改变社会的产品形态、生产方式、服务模式,极大推动社会生产力的发展。新一代智能制造将给制造业带来革命性的变化,将成为制造业未来发展的核心驱动力。

“云共享生产”将汽车工厂原有规模经济生产模式转变为区域生态经济生产模式,将智能工厂原本属于自己企业可供使用的富余生产制造能力转变为具备区域优势、可以服务于全球共享的生产能力。在“云共享生产”的使用过程中,免去了原本只属于某地、某工厂的大规模的原料采购、成品运输的成本及时间消耗。这种产品生产本地化的区域生态经济生产模式将大幅降低物流运输成本,尤其是远距离的跨国项目,是未来智能工厂的一种发展趋势。

未来,汽车工厂很可能形成一种模式,即假设某个红旗或者奔腾的智能工厂分享富余的生产力作为“云工厂”后,生产线上可能生产着大众、奔驰、宝马、沃尔沃等各大企业各种款式的车型(生产数字信息加密处理)。对于消费者来讲,享受到的是快捷的定制化服务,而对于不同品牌汽车工厂来讲,则省掉了大笔的运输费用和时间成本。

物流模式转变成定局

“工业4.0”给很多行业带来巨大改变,这既是机遇也是挑战。当前,数字化和智能化已成物流业转型发展的方向。未来,通过运用物联网、大数据、云计算等智能制造的关键技术,可帮助汽车工厂实现由传统物流模式向数字化、智能化和共享化的物流模式转变,实现与智能制造的合理匹配,让人、设备、物料围绕车辆运转,形成不同要素的互联互通,使智慧物流在实现降低成本、提高效率的同时,保证汽车工厂具有满足高度柔性化和大量定制化生产的能力。

例如,物流AGV可自行根据通行优先权和智能选择的行走路线,提升运输效率;RFID(无线射频技术)与AGV协同,能实现物流路线指引和调度的智能化;高架立体库的自由存储方式,可有效利用存储空间,降低物流的运营成本……

当然,以上这些还仅仅是我们关于未来汽车工厂与物流发展的畅想,但是传统制造向智能制造转变及物流模式数字化、智能化、共享化的趋势已成必然,并且越来越多的业内人士也意识到智慧物流将会重构未来汽车工厂的制造模式。技术驱动物流,智慧赋能未来,让我们拭目以待吧。

文│王鹏

作者系一汽物流有限公司技术部主任师,一汽物流有限公司高跃峰、祁英、李智昊对本文也有贡献。


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