上汽通用的智能制造与智能物流探索

王玉

上汽通用在向智能制造转型方面走在了行业前列，智能物流作为智能制造的关键组成部分，更是战略规划清晰、路径明确。上汽通用在打造全局物流数字化体系的基础上，对部分物流业务环节进行智能化改造并取得了显著效果。

智能物流建设背景

近年来，汽车制造行业面临产能过剩，客户需求产品多样化与个性化，原材料成本和劳动力成本上升，利润空间减小等诸多挑战，传统的管理手段和运行模式明显已经遇到了瓶颈。智能制造的兴起，无疑为汽车制造业的转型发展带来了新的机遇。在互联网高速发展的当下，人们的思维模式发生颠覆性转变;同时各种新技术的发展与成熟应用，会推动商业智能走向一个新的高度，也使人工智能的实现成为可能。这些对汽车产业的影响已经从汽车产品向整个汽车工业延伸，全球很多汽车企业都在积极完成转型，上汽通用也不例外。

在公司成立初期，上汽通用就建立在一个先进工艺和高自动化率的基础上，具有完善的信息化系统支持业务高效运作。公司在发展过程中也不断创新，持续引入先进的生产技术和工艺，增加自动化、数字化、智能化设备的投入，不断巩固制造领先的优势。可以说，20年的积累为上汽通用实施智能制造打下了坚实基础。

上汽通用整个智能制造体系由智能系统、智能产品、智能研发、智能设计、智能生产、智能质量、智能销售、智能服务以及智能物流等多个板块组成，覆盖了产品研发、制造工艺及设备工程开发、生产制造、物流运作与管理、质量管控、市场营销及售后服务等方面。上汽通用在上述各个业务环节中均部署了全局性的数字化、智能化应用实践，将分阶段稳步推进。

物流作为汽车制造中的核心一环也面临着诸多压力。传统模式下的物流效率提升已接近瓶颈，需要寻求突破;市场需求与产品供给需要更精准、更快速对接，对供应链及物流提出更高要求;劳动力成本上升、土地资源稀缺及价格不断提高等因素，导致物流成本大幅提高;新兴产业公司拥有得天独厚的互联网资源优势，汽车物流面临跨界竞争的威胁。在此背景下，汽车物流被越来越多地植入“智能”的诉求。

加上近年来，自动化设备、智能机器人、新控制技术的不断涌现，物联网、视觉识别、大数据分析、云计算、机器学习等先进技术的不断发展成熟，都给智能物流的发展提供了良好契机。

稳健的数字化物流规划

上汽通用智能物流的发展主线将围绕模块化、自动化、数字化、网联化、智能化五个方向展开，数字化的实现被视为智能化改造的基础。2015年，基于公司智能制造发展战略，上汽通用制定了供应链与物流数字化发展规划，在物流全过程中对传统业务流程进行全局数字化改造;同时，依托自动化物流设备、感知技术、物联网、大数据、智能优化算法等先进技术，对部分物流业务和系统进行智能化改造尝试，挖掘和寻找传统业务的突破点和新的效益增长点，为智能物流转型升级打下坚实基础。

上汽通用的供应链与物流管理运作由生产控制与物流部负责，其业务覆盖生产计划、物料准备、入厂物流、工厂物流、一直到出厂物流等一整条业务链;包含生产计划管理、零件计划管理、库存控制、供应链管理、物料运输管理、仓储管理、料箱料架管理、包装设计、整车发运等各个业务环节;业务范围在公司内涉及到几乎所有部门（市场、采购、财务、工程、制造、质量等），公司外涉及到零部件供应商（包括国内、国外）与物流服务供应商（包括陆运、海运、空运等）。

基于供应链的复杂性，上汽通用的信息系统建设和应用也较为复杂。具体表现在：一是公司业务部门众多，各部门所涉及和应用的系统多达30多种;二是以往各业务部门的系统单独开发，互联互通性不强，导致各系统效率不同;三是各个系统并不是从同一数据池、在同一时间抓取数据，造成信息不对称。

为实现供应链上下游高效衔接，上汽通用需要从两个方面入手，推进传统业务流各环节的数字化改造：一是疏通整个业务链，二是打通整个信息流。为此，上汽通用采用了企业架构方法，对业务架构、应用架构、数据架构等内容，通过梳理、分解设计、构建、集成、扩展，形成端到端全局性规划，确保各数字化信息系统符合部门战略和业务、技术发展要求，互相之间实现互联互通;同时，在IT架构设计中采用了数据模块化设计，保证相关系统未来再改动时只需改动特点模块即可，不对其他系统造成任何影响。

以上汽通用汽车凯迪拉克工厂为例，该工厂应用工业以太网技术，为底层生产设备提供高带宽的网络化接入。设备层的传感器、执行器等设备均通过工业以太网接入系统;在控制层，使用PLC产品实现工艺过程和安全设备的一体化控制，在现场部署大量基于PC或面板型的HMI产品，实时获取生产设备运行状态信息和工艺过程信息，并能进行远程控制;在车间层，部署了MES系统，具备了生产过程监控、设备监控、生产计划调度、物流运作管理、质量信息收集和追溯等功能，并向上和企业ERP系统贯通;在企业层，按照业务链及功能分工，部署了基于ERP系统以及其他的相关系统，实现全业务链的系统功能覆盖。

未来，该工厂随着物联网建设不断投入，在设备层和控制层将接入更多传感器和设备，需采集并传输更多的数据供处理分析;在车间层和企业层，将推进大数据分析和可视化工具应用，帮助识别业务运行环节的优化机会，利用数字化建模分析、智能算法等技术，探索智能排产、智能调度、智能优化等高级应用;在各个层级上，将结合具体项目需求，开展通信网络的性能升级，部署相关业务应用。

智能物流系统建设探索

基于成本控制与风险可控的考虑，上汽通用智能物流系统建设的推进，并不集中在某一个生产基地或者某一个工厂，而是利用全局资源，选取合适的项目在不同的工厂分头试点，待取得成功之后再全面推广。智能物流战略推行两年以来，上汽通用已就数字化技术和智能物流装备等进行了分头试点，为全面实现智能物流转型升级打下坚实基础。

上汽通用在生产计划排产、入厂物流、工厂物流、供应链延伸管理等环节，不断引入数字化技术应用，推进物流的数字化及智能化转型。

2016年，上汽通用在国内汽车行业首次在冲压业务领域应用数字化排产技术。冲压车间的排产是典型的小批次、多边界条件、多约束条件的数学模型，同时在换模时间长、次数多、库位不确定等多种因素下，人工考虑的约束条件有限，排产效率低。上汽通用将传统的手工排产转变为数字化排产，可以大幅缩短排产所需时间，快速响应生产需求变化;缩减物料缓存区面积，提高场地利用率，实现精益库存管理;合理安排和配置人员，提升计划员工工作效率、设备利用率及生产效率，并能调和產能溢缺，减少公用动力，降低各项物流运作费用。

上汽通用在汽车制造业工厂物流领域首次应用室内定位技术，配合自动化扫描等各类先进感知技术，实现人、机、料数字化跟踪分析，优化送料路径，提升人员效率，最大化设备利用率，精益厂内库存，有效支撑数字化工厂的构建;在行业内首次尝试应用智能调度算法，通过入厂物流、工厂物流等环节的全局资源调度，高效匹配物料需求与物流资源，实现物流整体效率的大幅提升。

目前，模拟仿真软件多用于工厂规划或产品开发，对于整个流程中所有自动化设备的结合运作仿真技术还属于空白。上汽通用正在探索在物流系统整体规划方面采用模拟仿真软件，仿真整个物流过程中的瓶颈、预知风险，模拟更多的方案，从而找出最优方案。