王 娜，趙宏鵬，陸 明

(天津一汽豐田汽車有限公司 天津300457)

1 研究背景和現(xiàn)狀說明

1.1 研究背景

筆者所在整車廠是某個(gè)日產(chǎn)量超 1000臺(tái)的主力工廠，實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍不到 1min。目前生產(chǎn) 3個(gè)車型，零部件點(diǎn)數(shù)將近 5000點(diǎn)。由于節(jié)拍快、產(chǎn)量大、貨量高、空間小，對(duì)零部件的物流提出了很高的要求，建廠以來十幾年間持續(xù)進(jìn)行的作業(yè)和流程改善，已經(jīng)消除了大部分浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了少人化、效率化的工廠內(nèi)物流，成為了國(guó)內(nèi)工廠內(nèi)物流領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)桿。

隨著各種浪費(fèi)的不斷消除，改善的空間逐步縮小，改善的難度逐漸增大，再通過傳統(tǒng)的作業(yè)分析和流程分析等方法很難繼續(xù)遞減人工，同時(shí)考慮到新車型的導(dǎo)入、零部件點(diǎn)數(shù)的增加帶來的作業(yè)增加，未來人工遞減的目標(biāo)很難達(dá)成。因此，生產(chǎn)管理部近幾年來開始大力推進(jìn)工廠內(nèi)物流自動(dòng)化項(xiàng)目，通過自動(dòng)化設(shè)備的引入逐步提高作業(yè)效率，減少作業(yè)人員。筆者所在生產(chǎn)線作為工廠內(nèi)物流自動(dòng)化的試點(diǎn)，開始了相關(guān)項(xiàng)目的企劃與實(shí)施，本文將從現(xiàn)狀分析、項(xiàng)目企劃、實(shí)施進(jìn)度和實(shí)際效果方面進(jìn)行介紹。

1.2 現(xiàn)狀說明

1.2.1 工廠內(nèi)物流概述

零部件內(nèi)物流管理的范圍是零部件自卸裝到工廠開始一直到供給至生產(chǎn)線側(cè)的全過程，同時(shí)還包括空箱從生產(chǎn)線返還至空箱置場(chǎng)再裝載到卡車上的空箱返回過程(圖1)。

①裝卸貨區(qū)主要有2個(gè)功能：一是將按時(shí)納入的零部件及時(shí)卸到驗(yàn)收區(qū)；二是將下一個(gè)循環(huán)的空箱在卡車預(yù)定出發(fā)前全部裝入卡車。

②檢收區(qū)有2個(gè)功能：一是確認(rèn)到貨訂單同預(yù)定到貨訂單是否一致；二是確認(rèn)到貨訂單中的零部件信息是否和實(shí)際到貨一致，主要確認(rèn)零部件的番號(hào)和箱數(shù)。

圖1 工廠內(nèi)物流運(yùn)用模式Fig.1 In-plant logistics application mode

③P-lane有 3個(gè)功能：一是進(jìn)度供給，結(jié)合生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行供給，原則是每下線一臺(tái)車供給一臺(tái)份的零部件；二是多回分割，綜合每日貨量和鏈數(shù)制定訂單數(shù)，根據(jù)訂單數(shù)對(duì)每日納入量進(jìn)行多回分割，實(shí)現(xiàn)小批量供給；三是進(jìn)度吸收，當(dāng)生產(chǎn)線停線而外物流無法停止時(shí)，P-lane可以吸收此部分的差異以滿足生產(chǎn)。

④分揀區(qū)為線側(cè)供給前的準(zhǔn)備，將每一條 P-lane的零部件從訂單單位轉(zhuǎn)換成供給路線單位。

⑤在庫區(qū)是調(diào)整納入量和線側(cè)需求量的場(chǎng)所。

⑥大物切替區(qū)是按照供給計(jì)劃將從 P-lane出來的大物按照供給路線進(jìn)行臺(tái)車切替。

⑦大小物 B-lane的功能，牽引車于此按照指示將零部件運(yùn)送至線側(cè)。

⑧空箱 B-lane的功能，線側(cè)回收回來的空箱同空箱作業(yè)區(qū)交接，從線側(cè)回收回來的空箱臺(tái)車放置在此區(qū)域，之后由空箱作業(yè)人員進(jìn)行作業(yè)。

⑨小物空箱分揀區(qū)，從線側(cè)回收回來的空箱(除零部件棚對(duì)象零部件空箱)會(huì)按照貨垛標(biāo)準(zhǔn)在此區(qū)域進(jìn)行多退少補(bǔ)的作業(yè)，而零部件棚的對(duì)象零部件空箱則會(huì)全部卸到空箱分揀場(chǎng)，待零部件棚供給完成后作業(yè)者帶著零部件棚對(duì)象供應(yīng)商的托盤到空箱分揀區(qū)進(jìn)行空箱收斂作業(yè)?？障浔淮a放成一個(gè)貨垛以后進(jìn)入空箱捆包區(qū)。

⑩大小物空箱置場(chǎng)是以供應(yīng)商為單位的空箱在庫放置場(chǎng)所，待裝上卡車返回供應(yīng)商。

1.2.2 物流流程及作業(yè)說明

以小物為例，按照運(yùn)用的流程劃分為 2個(gè)部分，一是零部件搬運(yùn)，二是空箱返卻。零部件搬運(yùn)包括從裝卸貨區(qū)卸貨開始到線側(cè)供給的整個(gè)過程，而空箱返卻則是從線側(cè)回收空箱開始一直到裝上卡車的過程。

按照作業(yè)種類劃分為4個(gè)部分：一是叉車循環(huán)作業(yè)，包括從卡車→檢收?qǐng)觥鶳鏈→AGV臺(tái)車鏈以及空箱置場(chǎng)→空箱待發(fā)區(qū)→Dock的整個(gè)作業(yè)；二是人工循環(huán)作業(yè)，即零部件分揀工程；三是電瓶車循環(huán)作業(yè)，包括 AGV臺(tái)車鏈→B-lane以及 B-lane→空箱置場(chǎng)的整個(gè)作業(yè)；四是電瓶車+人工復(fù)合作業(yè)，包括 B鏈→線側(cè)以及線側(cè)→B-lane的過程(圖2)。

圖2 小物作業(yè)流程Fig.2 Small parts operation process

1.2.3 當(dāng)前運(yùn)作模式存在的主要問題

目前的物流運(yùn)作模式是基于豐田生產(chǎn)方式，基于豐田的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工廠的實(shí)際情況考慮多方因素，權(quán)衡利弊后最終建立起來的，但是無論什么樣的運(yùn)作模式都可能會(huì)存在浪費(fèi)，需要在之后的運(yùn)行過程中不斷進(jìn)行問題的發(fā)現(xiàn)和改善。

①停工等待的浪費(fèi)。物流環(huán)節(jié)中，發(fā)生作業(yè)等待的情況還是比較多的，比如在卸貨區(qū)，可能會(huì)出現(xiàn)作業(yè)者在一定時(shí)間段內(nèi)沒有裝卸貨的作業(yè)可做，因?yàn)檫@段時(shí)間沒有卡車進(jìn)入裝卸區(qū)。而這種現(xiàn)象可能發(fā)生在和外物流相關(guān)的每一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，改善的方法則是讓卡車進(jìn)入裝卸區(qū)的時(shí)間更加平準(zhǔn)化。再比如線側(cè)零部件供給組，也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別路線由于安排不合理或者基準(zhǔn)時(shí)間設(shè)定偏差造成實(shí)際作業(yè)出現(xiàn)等待的現(xiàn)象，故需對(duì)供給路線或基準(zhǔn)時(shí)間重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)量。

②搬運(yùn)的浪費(fèi)。除去準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)所必須的搬運(yùn)，其他的任何一種搬運(yùn)都是浪費(fèi)。例如一些零部件在最開始企劃階段滿足進(jìn)入零部件棚的標(biāo)準(zhǔn)，就將這些零部件設(shè)置成為零部件棚對(duì)象品。但隨著每年每月產(chǎn)量的變化，零部件的使用量也發(fā)生了變化，那么有可能就不滿足進(jìn)入零部件棚的標(biāo)準(zhǔn)了，但是由于檢證時(shí)間不足等原因就會(huì)存在在一定期間內(nèi)還需要作為零部件棚的零部件進(jìn)行運(yùn)用，這樣就造成了零部件棚搬運(yùn)和零部件棚取出等相關(guān)作業(yè)的浪費(fèi)。為了改善這種情況就需要在之后的檢證中注意變化點(diǎn)的出現(xiàn)，及時(shí)了解變化點(diǎn)的內(nèi)容并對(duì)變化點(diǎn)帶來的影響進(jìn)行確認(rèn)和處理。

③庫存的浪費(fèi)。由于零部件在物流環(huán)節(jié)中設(shè)定的在庫過多而導(dǎo)致的浪費(fèi)，比如線側(cè)必要安全時(shí)間為 1h，但由于種種原因?qū)嶋H設(shè)定了 2h，那么多出來的 1h就是庫存的浪費(fèi)，而為多出的 1h所產(chǎn)生的人力、物力、財(cái)力就構(gòu)成了系列浪費(fèi)。再比如零部件可以不經(jīng)過分揀區(qū)直接供給到交接區(qū)，但實(shí)際狀況是經(jīng)過了分揀區(qū)，那么在分揀區(qū)前后的搬運(yùn)以及在分揀區(qū)的在庫就造成了搬運(yùn)的浪費(fèi)和庫存的浪費(fèi)。

④動(dòng)作的浪費(fèi)。在實(shí)際的搬運(yùn)過程標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)中規(guī)定了應(yīng)該怎么去完成一項(xiàng)工作，但是規(guī)定的步驟有可能同實(shí)際作業(yè)不一致，這樣就可能造成動(dòng)作的浪費(fèi)。需要修改作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書來達(dá)到改善的目的。

實(shí)際上，在正常的生產(chǎn)活動(dòng)中，浪費(fèi)是肯定存在的，所以我們要不斷地發(fā)現(xiàn)身邊的浪費(fèi)，不斷地進(jìn)行改善，以實(shí)現(xiàn)PDCA這個(gè)循環(huán)。PDCA循環(huán)法的4個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣緊密相關(guān)，在項(xiàng)目的管理中起著重要的作用。項(xiàng)目管理人員在工作中應(yīng)認(rèn)清這 4個(gè)階段的具體工作職能，通過對(duì)項(xiàng)目的循環(huán)管理，提高項(xiàng)目管理的水平，保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。

2 打造工廠自動(dòng)化物流的預(yù)想

2.1 物流自動(dòng)化改造方向分析

根據(jù)當(dāng)前物流模式的現(xiàn)狀和存在的問題，結(jié)合當(dāng)前的物流自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一項(xiàng)分類進(jìn)行了總結(jié)(圖3)。

圖3 工廠自動(dòng)化物流改造方向分析Fig.3 Analysis on transformation of factory automation logistics

2.2 物流自動(dòng)化改造實(shí)施步驟

通過上一節(jié)對(duì)各工程物流自動(dòng)化改造方向的分析，綜合考慮成本、效果、技術(shù)能力、緊急度等問題，按照：長(zhǎng)距離搬運(yùn)自動(dòng)化→分揀作業(yè)自動(dòng)化→裝卸貨自動(dòng)化→線側(cè)投入自動(dòng)化這 4個(gè)階段推進(jìn)工廠物流自動(dòng)化項(xiàng)目。

2.2.1 長(zhǎng)距離搬運(yùn)自動(dòng)化

目前構(gòu)內(nèi)物流中長(zhǎng)距離的搬運(yùn)都是由人開著牽引車或者叉車來進(jìn)行的，但是本身此工作只實(shí)現(xiàn)了零部件在空間上的位置移動(dòng)，并無其他附加價(jià)值，并且市場(chǎng)上能夠使用的自動(dòng)化設(shè)備能夠滿足原有的需求，因此長(zhǎng)距離搬運(yùn)的自動(dòng)化成為了首先要解決的問題。目前通過AGV、托舉AGV可以實(shí)現(xiàn)此功能，技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛、價(jià)格較低，因此確定第一階段自動(dòng)化改造的重點(diǎn)是長(zhǎng)距離搬運(yùn)作業(yè)。

2.2.2 分揀作業(yè)自動(dòng)化

目前構(gòu)內(nèi)物流中還存在著完全依靠人去分揀的作業(yè)環(huán)節(jié)，此過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)人的行走、動(dòng)作，也會(huì)因此而產(chǎn)生一定的安全隱患。當(dāng)前可以通過貨到人的方式解決人的行走及安全問題，對(duì)于面積也會(huì)有一定的節(jié)省，所以將此步驟作為第二步實(shí)施的內(nèi)容。

2.2.3 裝卸貨自動(dòng)化

目前雖然有自動(dòng)叉車，但是對(duì)運(yùn)搬前后工程的位置精度要求很高，而實(shí)際的操作中很難保證這樣的精度，所以應(yīng)用范圍很窄。同時(shí)自動(dòng)叉車的速度也比人工作業(yè)的速度低，因此技術(shù)水平還有待提高。

2.2.4 線側(cè)投入自動(dòng)化

以當(dāng)前的運(yùn)用模式來說，自動(dòng)投棚需要完成識(shí)別、拿取、調(diào)整、舉升、投入、確認(rèn)等一系列的動(dòng)作，非常復(fù)雜。所以當(dāng)前的技術(shù)水平的應(yīng)用度較低，且成本較高。

3 實(shí)施進(jìn)度和效果

3.1 小物構(gòu)內(nèi)物流運(yùn)搬的自動(dòng)化

3.1.1 項(xiàng)目背景

之前小物 P-lane→B-lane→空箱 B-lane→空箱卸下的整個(gè)過程的運(yùn)轉(zhuǎn)是分散化人工駕駛牽引車作業(yè)和叉車作業(yè)，改造后變更成為全部使用 AGV進(jìn)行牽引，通過 AGV將整個(gè)作業(yè)變更成一個(gè)大循環(huán)，并用AGV代替原始的人工駕駛牽引車。這樣就達(dá)到了人工遞減的效果(圖4)。

3.1.2 項(xiàng)目效果

人工牽引車從原來的5工程遞減至0工程，車輛交叉的情況大幅遞減，提高了人工叉車作業(yè)密集度，物流現(xiàn)場(chǎng)的布局也更加簡(jiǎn)潔有秩序。

3.2 大物空箱返卻運(yùn)搬的自動(dòng)化項(xiàng)目

3.2.1 項(xiàng)目背景

大物在空箱返卻的過程中從空箱切替到大物置場(chǎng)，再從大物置場(chǎng)到內(nèi)場(chǎng)使叉車進(jìn)行遠(yuǎn)距離的搬運(yùn)，由于搬運(yùn)距離非常長(zhǎng)，且沒有附加價(jià)值的作業(yè)，是階段改善的重點(diǎn)方面。采用 AGV代替叉車作業(yè)的方式進(jìn)行空箱的運(yùn)搬，削減人工作業(yè)，消除空載搬運(yùn)，減少浪費(fèi)，從而達(dá)到遞減人工提高效率的目的(圖5)。

3.2.2 項(xiàng)目效果

完全消除車輛交叉情況(從每值 1467回遞減至0)，人車交叉遞減了 80%(從每值 880回遞減至176回)，工程數(shù)遞減了 4個(gè)(從 20個(gè)工程遞減至16個(gè)工程)。不僅實(shí)現(xiàn)人工了遞減，還確保了作業(yè)的安全性(圖6)。

圖4 小物構(gòu)內(nèi)物流運(yùn)搬的自動(dòng)化Fig.4 Internal logistics automation of small parts

圖5 大物空箱運(yùn)搬的自動(dòng)化Fig.4 Empty box logistics automation of big parts

圖6 大物空箱運(yùn)搬自動(dòng)化的效果Fig.6 Empty box logistics automation improvement effect of big parts

4 結(jié) 語

隨著人力成本的持續(xù)提升，在精益物流發(fā)展到一定程度后，物流自動(dòng)化改造可能是降低運(yùn)營(yíng)成本的唯一選擇。在項(xiàng)目企劃過程中，我們要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，考慮自身痛點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的水平，制定適合自身特性的自動(dòng)化改造方案，且隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，能夠根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及時(shí)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，提升單位成本產(chǎn)出的效益，保證自動(dòng)化改造可以切實(shí)地降低運(yùn)營(yíng)成本，提高物流效率。