轨道交通车辆制造企业的数字化车间物流管理系统建设

　　生产物流是制造企业生产活动中必不可少的活动环节，是企业实现利润增长的重要“利润源”。所以，如何优化生产物流，降低物流成本，提高企业利润是制造企业不容忽视的战略决策。杭州中车车辆有限公司作为轨道交通高端装备制造企业，充分利用物联网及RFID等信息技术手段打造了地铁车辆组装的数字化生产车间，实施了过程控制、异常触发及作业人员动作追踪等信息化的关键技术，从而实现了仓储管理、配送管理、异常管理、现场管理、质量管理的自动化与信息化，使得车间的生产物流成本大大降低，年增经济收益达1000万元，取得了良好的社会效应与经济效益。

 

　　随着人力成本不断上升，制造业的生产成本频频上涨，加之消费者对商品多样化与个性化的需求不断增加等因素，制造企业的利润越来越低，如何增加利润成了制造企业最为关心的话题。在工业发展进程中，曾作为“第一利润源”的资源领域与“第二利润源”的人力领域，经过长期的发展与应用后，这两个领域所能创造的利润已所剩无几，寻找新的利润增长点迫在眉睫。1970年，日本西泽修教授在其著作《流通费用——不为人知的第三利润源》中，认为物流可以为企业提供大量直接或间接的利润。此后，物流领域的潜力越来越受到众多企业管理者的重视。相关研究表明，在产品生产过程中，加工和制造的时间占比仅为5%～9%，其余90%多的时间都消耗在存储与运输等生产物流环节中，物流费用占到生产总成本的50%[1]。

 

　　根据国家发改委发布的《2015年全国物流运行情况通报》中显示，2015年度的物流成本占全国GDP的16%，而同期欧美发达国家的这一数据仅为10%。

 

　　抛开高速收费、税费过高等因素之外，国内企业在物流，尤其是生产物流领域中的技术管理水平与国际先进水平存在差距也是其中一个重要的原因。因此，目前越来越多的国内制造企业开始重视生产物流，并把生产物流管理作为企业战略管理的一个新的着眼点，同时积极采取物流优化策略，来寻找新的利润空间，从而增强企业竞争力。

 

　　梳理文献发现，国外学者在生产物流方面的研究起步较早，主要集中在物料搬运设备的选择[2]、作业排程[3]以及物料搬运设计与设施布局之间的相互影响[4-5]等方面。而国内学者主要从生产物流计划模式[6]、厂内物料配送[7]、供应链环境下的生产物流[8]以及物流技术装备与信息系统的运用[9]等四个方面展开了相关的研究。地铁车辆是城市交通迈向现代化的一个重要标志，也是城市基础设施建设和形象建设的重要组成部分。各个城市的地铁车辆大多融合当地城市特色及相关业主需求，是一种典型的定制化生产产品。地铁车辆制造过程中，零部件众多，结构复杂，工序繁琐，这些特点使得离散定制生产的管理实践具有一定的复杂性。在针对离散制造企业生产物流的研究中，学者们主要是生产物流系统设计[10～11]、优化[12～13]及发展状况[14]来进行研究的。但是如何利用当今的信息技术来优化生产物流，同时降低成本并将其运用到具体的制造企业中，特别是轨道交通行业的研究则很少。本文将以杭州中车车辆有限公司的地铁车辆总装车间为研究对象来阐述如何利用数字化来提升工作效率、降低企业的生产物流成本，并对实施与应用之后的效益进行了分析。

 

　　1 项目背景

 

　　杭州中车车辆有限公司作为轨道交通高端装备制造行业的地铁车辆总装集成企业，自2013年8月建成投产以来，先后承接了杭州地铁1号线、2号线、4号线车辆的生产制造任务。由于地铁整车技术复杂，安全性要求高，交货期紧，而地铁车辆的零部件达数千种之多，物料零散，生产制造车间内部管理非常繁杂。虽然公司已经实施了ERP系统、PLM系统、OA系统等，并对供应链管理也采用了信息化进行管理，但是生产制造的过程仍然出现了很多不利因素。比如，第一，采购到货后待检区物料积压比较多，没有统一管理，经常发生货到不能及时入库影响生产的情况;第二，仓储管理未能实现模拟工位化，从而经常出现物料摆放错误与发放错误;第三，运料工装没有实现套餐化，工作效率不高，物料配送常常脱节;第四，缺件拉动的效应不明显，未能实现联动机制;第五，车间的剩余用料没有建立良好的回收机制，导致出现浪费，造成生产成本上升;第六，工时的管理与质量的管控没有实现数字化、实时化，进而导致成本测算出现偏差;第七，地铁车辆的生产周期长，交货时间紧，生产过程的影响因素众多且不可控。在这种情况下，如何通过信息化技术手段，打造数字化工厂，提升总装车间的物流管理水平，提高生产效率，确保生产系统的平稳运行、促进产品质量的提升，降低物流成本和费用，是摆在生产管理者面前一个刻不容缓的问题，实施数字化车间物流管理系统显得尤为重要。

 

　　2 项目实施

 

　　2.1关键技术

 

　　本项目采用的互联网、RFID及形码扫描的信息化手段对物流管理流程进行固化，按照工位节拍进行仓储管控，实现对各个工位的配料及送料的信息化动态跟踪。实现实物流与信息流双流同步、信息化与工业化两化融合，具体技术如下。

 

　　1)过程信息化控制。物流仓储配送全过程实现了条形码管理，货位、物料、物料包、配送车、作业人员、工位现场地面、交接单据都有对应的条形码。指派任务、进车备料、备料完成、扫描检查出库、配送发出、送至车间工位、空车及单据回收等每个步骤都通过扫描条形码触发。实现了配送任务网络管理，工作进度量化管控。

 

　　2)异常自动触发。信息系统会对生产计划进行节拍式管控，任何一个节点没有按照计划执行，屏幕显示会进行颜色变化提醒，同时根据异常等级分别向相关领导及责任人自动触发短信提醒。出现异常的责任人将会纳入工作量化考核，工作状态也可以像10086查话费一样，进行实时查询。

 

　　3)动态的电子任务看板。通过在生产现场布置一些电子任务看板，并与管理信息系统同步实现总体进度跟踪、反向物料跟踪处理、工位配送状态跟踪、套餐式配送状态跟踪等功能。

 

　　4)可实现作业人员动作追踪，随时随地掌握作业人员去向与工作动态。

 

　　5)可实现条形码电子动态盘点，实时掌握帐卡、帐物的准确性。

 

　　6)可实现对各个节拍的工时管理，并能进行质量问题的追踪。

 

　　7)可实现与ERP系统的高度耦合与集成，并确保各信息系统数据的实时性、准确性和共享性。

 

　　8)支持多种客户端移动办公。可支持电脑、IPAD、智能手机、车载终端的移动应用，满足人员异地办公、频繁出差的管理需求。

 

　　2.2系统功能

 

　　本项目的数字化车间物流管理系统的功能主要如下：

 

　　1)仓储管理：到货管理、入库管理、出库管理、帐卡物管理、 工位库管理、货位管理。

 

　　2)配送管理：配送计划、配送模型、生产模型、过程控制、信息采集、实时监控、实时统计。

 

　　3)异常管理：管理异常、生产异常、安东灯。

 

　　4)现场管理：工时定额、工时管控、质量跟踪。

 

　　5)短信平台：基本管理、授权管理、信息触发。

 

　　6)质量管理：供应商管理、到货质量管理、过程质量管理、售后质量管理、质量信息统计、供应商评价。

 

　　3 项目效益

 

　　自轨道交通产业数字化车间物流管理系统项目的实施后，实现了企业的制度流程化、流程表单化、表单信息化，打造了数字化地铁车辆制造车间，实现全生产过程的数字化管控，同时产生良好的社会效应与经济效益。

 

　　3.1经济效益

 

　　1)采购入库实时化。建立到货三天存货制，并进行表单管理。以三天时间为计划区间，仓库管理部门根据ERP系统里的生产计划，综合考虑仓库的物料存储情况，列出采购清单，拉动采购工作，保证物料及时入库，让待检区井然有序，降低了资金成本，释放了被占用的资金。

 

　　2)仓储管理工位化。根据工位制的要求在仓储库区，推行物料按按项目与工位来进行存储。物料入库之后，货架是按照生产工位划分设置，并建立模拟工位，同时将每个项目的物料存储按照车间对应的工位分区摆放，从而提高拣选效率，减少差错。届时，物料上架和拣选都由同一人负责，职责明确 。

 

　　3)物流配送套餐化。根据物料属性、各工位工艺文件和物料清单及物料形状开展目视化管理，为每一辆转运车制作物料存放平台，并按照工艺文件和车型制作标志进行区分，使物料过目成数;仓储配料过程在自己所管工位区域内完成，每个配送车内都有物料标识，配料时只需要按照标识编号对号入座，这大大提高了工作效率。

 

　　4)缺件拉动规范化。按照生产计划提前72小时循环模拟缺件情况，对采购员实现点对点式的拉动管控。

 

　　5)物料配送精细化。采用条码扫描方式登记拣选的工位物料，并和工位的物料BOM进行比对，交接物料和未交接的物料系统会自动进行筛选，确保送入车间的每个台位物料都是准确与齐全的。

 

　　6)电子看板目视化。生产现场布置一些电子任务看板，可以实现配送总体进度跟踪、反向物料跟踪处理、工位配送状态跟踪、套餐式配送状态跟踪等功能。

 

　　自系统正式上线运行一年后，生产车间物流管理水平有了明显的提升，产生了良好的经济效益。第一，由于实现了三天存货制，仓库中原料的积压现象明显下降，释放了被占用的资金额高达600多万;第二，生产物料配送错误事件的发生率由原来的30%下降到0.02%，大大提升了设备运转率及员工的工作效率，节省了单列地铁车辆生产制造的工时额到816.33个小时，根据目前规定的时薪是12.25元/小时和年产量300列车来计算，可节省300万元左右(816.33*12.25*300≈300万元);第三，伴随着生产工时的减小，则生产车间的管理费用(包括风、水、气、电等能源及物耗)也大大下降了100余万元。综上所述，该系统的成功实施上线可给企业带来年增经济效益1000万元左右。并且，杭州中车车辆有限公司作为中国中车众多轨道交通高端装备制造企业之一，系统的成功实施上线具有典范效应和标杆作用，在条件成熟时把该系统面向中国中车下属各子公司推广，带来的经济效益将在数十亿元，同时还能提升整个轨道交通高端装备制造行业的生产组织与管理水平，具有十分重要的意义。

 

　　3.2社会效益

 

　　在公司积极实施推进轨道交通产业数字化车间物流管理系统项目的后，有效地提高企业的劳动生产率，降低了生产成本，提升了产品质量管控水平，并在地铁车辆的交货进度及列车运行的安全性方面提供了强有力的保障，为浙江省打造了最便捷的绿色出行交通方式，带来显著的社会效应。

 

　　4 结束语

 

　　生产物流是制造企业实现利润增长的“第三利润源”。伴随着当今信息技术的快速发展，充分利用信息技术手段来优化企业的生产物流，降低物流成本，提高企业竞争力是制造企业刻不容缓的战略决策。杭州中车车辆有限公司作为轨道交通产业的制造企业正在积极利用并发挥先进的信息技术来助推企业生产制造过程的顺利升级，从而实现企业的数字化生产，打造智能化生产模式，从而响应国家智能制造2025的战略部署，紧跟工业4.0的步伐，全面提升企业的经营管理水平，提高企业的市场竞争力。

 

　　作者：朱海洋　毕秀霞　葛明明　田召勇　施奇超 来源：电脑知识与技术 2016年23期

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