一汽富晟物流5G“数智云舱”建设经验分享

2022-09-21 10:03
[导读]

一、项目背景富晟物流成立于2000年,中国物流采购联合会汽车物流分会副会长单位,是国家“AAAAA”级物流企业。公司员工2000余人,经营业务范围覆盖汽车物流供应链各环节。目前为一汽-大众旗下奥迪品牌/大众品牌/捷达品牌、一汽红旗、一汽解放、一汽奔腾(一汽马自达)等多品牌提供售后备件全供应链服务,为红旗、奔腾提供新能源电池产前配送业务;全国仓储总面积超70万平米,干线运输线路60余条,区域配送线路超800余条,自有及可控运力1500余台,服务2600余家终端门店,在汽车备件物流领域的综合实力居国

一、项目背景

富晟物流成立于2000年,中国物流采购联合会汽车物流分会副会长单位,是国家“AAAAA”级物流企业。公司员工2000余人,经营业务范围覆盖汽车物流供应链各环节。目前为一汽-大众旗下奥迪品牌/大众品牌/捷达品牌、一汽红旗、一汽解放、一汽奔腾(一汽马自达)等多品牌提供售后备件全供应链服务,为红旗、奔腾提供新能源电池产前配送业务;全国仓储总面积超70万平米,干线运输线路60余条,区域配送线路超800余条,自有及可控运力1500余台,服务2600余家终端门店,在汽车备件物流领域的综合实力居国内前列,年备件吞吐额约350亿元,服务内容涵盖产前、产中、售后的零部件调达、入库接收、储存管理、出库分拨、运输服务、物流包装、物流装备、信息服务等全供应链一体化专业服务。

随着国家以及吉林省陆续发布《关于推动物流高质量发展促进形成强大国内市场的意见》、《吉林省制造业数字化发展“十四五”规划》等内容,不难看出整个政策导向对工业4.0智能物流的重视,加之近年来5G商用逐渐成为主流,物流仓储行业正在向5G化、协同化、数字化、智能化、透明化转型,智慧高效的数智仓储已然成为趋势。

而红旗作为国内汽车高端自主品牌,其整车销量逐年递增,备品销量呈高速增长态势。但高标准库房与业务运营数智化建设仍未达到理想效果,难以支撑红旗高端·精致主义服务的要求。恰逢富晟集团明确数智化转型变革之必要性,树立“科技引领未来”的战略要求。加之富晟物流经过多年仓储行业的深耕,完成数智物流技术架构的搭建,具有形成供应链物流一体化解决方案能力,自身亦具备红旗业务核心竞争力护城河发展需要。因此富晟物流将为红旗高端·精致主义量身建设专属“数智云舱”,助推红旗打造“中国第一、世界著名”“新高尚品牌”的新红旗品牌战略。“数智云舱”集管理方式、运营模式,标准化、极致服务、技术驱动,信息系统、智慧物流、智能装备多元素为一体,打造物流行业标准,树立数智仓储标杆,实现数字化、智能化、精益化的管理,展现红旗备品社会影响力,体现“富晟物流”核心品牌竞争力。

故秉承领先的数智技术、一流的物流效率、先进的运营模式的设计理念,2021年富晟物流于吉林省公主岭经济开发区腾飞大街0618号一汽富晟物流园完成当年规划、当年建设、当年落成的2.4万平方米、吞吐额80亿元的“数智云舱”5G智能仓库项目。“数智云舱”的建设以满足红旗备品业务未来三至五年发展及支撑富晟物流自身数智化转型升级为整体战略目标,通过数字化、智能化手段,实现从计划下达到备品交付全过程的精益化生产、数字化管理、可视化监控、智能化决策。

“数智云舱”配以5G专网,实现全库5G覆盖,共计包含智能仓储可视化数字孪生系统、SCV运营驾驶舱、WMS仓储管理系统、多穿智能存储等11项智慧物流技术,同时辅以现具备的TMS运单管理系统、PMS包材管理系统、备件检视系统、旗晟跟单APP等,实现仓储入、存、出全流程,仓储、运输、包装三大技术的全面数智化赋能升级。

二、建设规划

数据分析

依据富晟物流“物流规划设计模型”,在整个建设规划中,第一步便是数据的抽取与处理。对入库数据、出库数据、WMS主档数据、人员数据以及设备数据分别导出,通过数据转换关系,将各种原始数据转化成业务需求特征分析所用的分析用表。

通过分析用表,提取分析所用的分析内容,而后使用不同的分析方法来完成不同模块的数据分析。在“数智云舱”中,通过资金占用、出库频次以及出库量等基础数据采用物料、客户、供应商分析方法,实现ABC分类模块的分析;通过EN、EQ、IQ、IK四项基础数据,使用EIQ分析法,对订单物料分析模块进行了数据分析;通过订货模型与安全库存的数据内容来实现订货系统分析模块;通过PCB-EN、PCB-EQ、PCB-资金占用情况、PCB-IQ、PCB-IK五项基础数据,采用PCB分析法、PCB-EIQ分析法、PCB-ABC分析法三种分析方法,实现了对储运单位的数据分析。

存储方式

对于库内备品存储,大件备品由于重量、体积以及搬运难度原因,采用货架进行存储、智能化设备进行出入库,实现成本过高且具备安全隐患,并且出入库效率与传统叉车作业相较不大,因此规划采用地堆区存储。中小件备品则首先需要根据ABC分类法、EIQ分析法的分析结果对不同种类的中小件备品进行按出库频次、备品价值等参数的分类,明确流速流量,将不同的备品放置于距入库区、出库区不同距离的位置上。根据可使用面积、备品SKU、要求出库时限等内容使用MTM测算方法明确具体货位数量等精确信息,判定出可以使用的存储方式,在这一环节的计算中需要考虑未来几年内的业务增长。而后,经过投资回报期等相关经济指标计算后,选择出最为合适的中小件备品存储方式。

流程制定

“数智云舱”依据实际仓储作业的不同模式来对不同作业内容进行流程制定优化。如入库模式,针对卸货以及上架内容,通过部署重力式包装半自动滑轨与WMS系统的接入,来实现卸货以及上架的流程制定与优化;物料储位模式,通过区分ABC类结合WMS系统以实现最优储位的设计,满足物料储位模式的流程制定与优化;储区配置与面积测算模式,通过前期的数据分析及“数智云舱”搭载的四向多穿立体库实现了对地堆区、大件区、小件区的流程制定与优化;通过数据测算以及堆垛机、AGV等设备的搭载,以实现对分拣模式诸如摘果式、播种式的流程制定与优化;通过智能设备RFID传输分拣线与WMS仓储管理系统实现对出库模式的流程制定与优化。

库内布局

“数智云舱”的规划布局首先对现场业务进行流程梳理,通过业务量(日、周、月收货、发货量)的数据输入,来计算相应所需人员数量、人员活动面积、车辆月台数量、使用作业面积等内容。在以上内容计算完毕后,结合库房形状即长、宽来进行整体布局规划,选择采用U型,I型或其它布局方式,而后结合相关国家消防政策要求采用SLP布局分析法进行内部入库区、出库区、仓储区等分区的划分,以及人员、车辆、智能设备动线的明确。

模拟仿真

在库内存储方式、作业流程以及布局方案规划设计完成后,“数智云舱”通过FlexSim模拟仿真软件,针对设施利用率、设备忙闲比、人员忙闲比等内容,实现对仓储资源投入与经济性的评估;通过对成本以及资源利用率的计算,采用指标评估法,以为最后的方案决策提供数据支撑。

三、5G技术应用——冲破信息边界

对于自动化立体仓库而言,最重要的便是网络。每一个智能设备、每一位员工的手持终端的调试应用需要网络,不同设备之间的联动需要网络,信息系统的搭建应用也需要网络。可以说从仓库的建设实施阶段开始,便体现出了网络的重要性。而对于仓储行业而言,5G网络的普及应用为自动化立体仓库带来了一个新的上限。

高效传输

“数智云舱”是吉林省内第一家5G企业专网全库覆盖,全库享受5G带来的高速率、高稳定、低时延,传输速率就传统仓库而言提高10倍以上,基于正常需求60毫秒,大幅提高到13毫秒,响应速度根据链路大幅提升30%-500%。以实际使用为例,在速率延时不变的情况下,支持AGV搬运车数量从10台增加至1000余台,且不限制业务,支持多种终端。与5G专网部署同步配套建设的MEC边缘云运算中心,也通过硬件资源虚拟技术进行池化,实现了与传统服务器和公有云架构相比的网络延时降低30%,运算响应率提高30%,满足未来五年内呈五倍大幅增长的业务需求。

通讯安全

“数智云舱”5G专网的搭建可以有效防止商业间谍现象,由于5G专网中的数据与公共5G网络分开进行隔离和处理,能够确保对作业流程相关数据完全受隐私保护,同时对终端采用sim卡式识别技术,使被黑客攻击的可能性为0。“数智云舱”在5G网络部署的同时,同步建设MEC边缘云运算中心,实现数据流量不出园区,数据外流风险降低至0%,且提供提供虚拟服务器镜像、快照功能,服务器故障数据可快速还原不丢失,保障了设备信息安全,让设备运行更加可靠。

布局未来

“数智云舱”实现企业内部独立发售5G卡,每一个设备均可自主发卡,为园区内万物互联,实现第五代移动通信网络打下基础,让千台设备联网通讯,成为可能。在未来的建设当中“万物互联”也将从“数智云舱”逐步向智慧园区发展,实现由全库5G网络覆盖向全园区5G网络覆盖的升级。

四、数智技术应用——打破空间壁垒

所谓“数智云舱”,“数”,5G为核心的数字化运营;“智”,无人仓为代表的智能化作业;“云”,关注数据安全与共享的基础设施云与快展云;“舱”,着重存储功能的全景化、科技感,赋予广博的立体空间。顾名思义,“数智云舱”集成5G环境下的多种数字化系统与智能化设备,搭建科技化、现代化的5G智能仓库。

卸货环节—重力式包装半自动滑轨

在车辆到达卸货区域后,通常会面临作业需要一块作业人员场地以及一块车辆卸货场地,在占用两部分面积的同时却无法完全实现人车分流的问题。具备安全隐患的同时两部分场地间的搬运结束后也需要专门的叉车用以对卸货至作业人员区域的备品进行货位摆放,产生人员设备投入。

“数智云舱”部署重力式包装半自动滑轨代替传统叉车作业,实现按备品紧急顺序进行投放,减少作业人员二次寻找操作,大幅提升作业效率。同时,彻底解决了人员与车辆交叉的问题,实现了人车分流,保障了现场作业安全。通过重力式包装半自动滑轨的建设减少一块场地,直接减少包装作业区面积1000㎡,每年直接减少租金35万元;减少叉车投入,每年减少成本近10万元;提升作业效率的同时也保障了作业安全。


入库环节—AGV

在包装作业人员完成二次包装后,传统仓库采用叉车将包好的备件进行入库存储。点对点叉车搬运往复作业浪费人力、设备资源的同时工作效率低下。

在“数智云舱”中,引进AGV无人搬运车来代替传统叉车搬运,操作人员可以通过PAD发出指令,调用AGV小车实现由包装区域到多穿立体库区域、阁楼区域的自动搬运。在“数智云舱”中,采用的AGV小车为5G环境下潜伏顶升式AGV,单车速度可达1.5m/s,每小时可以处理60托货物的搬运,直接提升中小件入库搬运效率50%,间接提升包装效率提升30%。减少搬运作业人数,每年预计节省人工成本35万,同时实现了搬运无人化与入库阶段的人车分流。

仓储环节—四向多穿立体库

在传统仓库中,多使用传统货架进行备品存储。单位面积存储备品数量少的同时库房面积利用率也较低。在面临备品仓储物流品类逐年增多的情况下也会出现管理难度提升,拣选效率降低的现象。

“数智云舱”中对于中小件备品的存储选择应用配以四向穿梭车的多穿立体库。整个区域区域占地800平,共16排、8个巷道、60列13层12480个6433标准箱,满足3.6万余货位使用,可实现每小时出入600箱作业效率。设备采用立体密集、多层穿梭技术及8对5分拣技术,通过自主研发的库区级WMS系统和WCS调度系统,具备入库检测、分级存储、自动盘点等功能,实现了上下架作业自动货到人。

通过四向多穿立体库的建设,仓储高度由6米提升至8米,巷道由1.2-3.2米降低至0.8米,单位面积容量率提高2.8倍,节约有效库存面积2000平,每年直接减少租金70万元;拣选效率从30行/h提高到300行/h,中小件拣货人员数量降低62%。减少物流设备10台,拣货物流人员10人,每年减少物流成本近200万元;通过扫码入库、智能设备提货、扫码出库实现中小件作业准确率100%,零部件拣选准确度提升至100%,物流准确率达到100%。

同时,“数智云舱”还在其中进行了适应于企业特性的改进以及更好的辅助装置的研发,如因汽车后市场行业备品过多,“数智云舱”将每个备品料箱进行分区处理,并进行系统改进升级,适配一个料箱中包含多种备品的情况。“数智云舱”为了更好的便于多穿智能存储员工的操作,还进行了相关实用新型专利——便于使用的人工拣选位研发,通过对人体力学的研究来对操作人员的操作效率及作业安全进行了优化提升。

出库环节—RFID传输分拣线

在出库环节中,物流行业具备对应目标客户多、备件种类多的两大特点。因此库内搬运距离长、搬运频次高,分拣耗时、分拣准确率低成为整个行业的共性痛点。

“数智云舱”采用集合WCS调度系统、RFID技术、二维码识别技术的RFID传输分拣线,实现按目的地的区域进行分派操作人员的按址分配,出库分拣效率可达每小时1800箱,整体作业效率提高200%,中小件分拣准确率提升100%,较传统作业人工分拣提升交付准确度30%。一次性为企业减少搬运拣货人员及叉车的投入,每年减少成本近150万。实现搬运、分拣无人化的同时减少了人车交叉的情况,提高了出库作业安全。


数字化运营—WMS仓储管理系统

如果对“数智云舱”业务流程进行梳理的话,不难发现WMS仓储管理系统的重要性,收货、入库、上架、盘点、下架、出库的仓储全流程都离不开WMS系统的支持。相比较之下,传统仓库如果没有这样一套系统支撑,在失去市场竞争力的同时,还将面对实物流与信息流时差较大、业务过程管理不透明、无沉淀数据支撑决策、劳动负荷无法自动统计、工作效率无法数据量化等多项核心痛点。

在红旗业务翻倍攀升的前提下,因WMS系统的使用,使得现场作业未增加人员投入也满足了出库生产节拍要求,每年量化节约50万运营费用。同时通过WMS仓储管理系统的建设,使得现场收货、上架、拣货、复核业务准确率达到100%,较系统部署前审单时效提升230%,拣货时效提升78%,装箱效率提升31%。在其他隐含价值方面WMS系统的建设对于波次逻辑、批次管理、有效期管理以及ABC分类提供数据支持;对于备品进、销、存等环节管理做到有据可查,提升追溯性;对于库存差异做到及时发现,出现差异后可大幅缩小查询范围;对于各项精益管理改善,提供精确数据依据。

可视化管理—SCV运营驾驶舱

基于行业数据分散在多个系统以及本地文件,传统报表在展现数据趋势,问题追溯数据逐层钻取方面表现差强人意,无法满足数据分析要求以及数据收集工作量大时效性低,数据文件无法做到统一管理,安全性低和数据报表制作不便的痛点,“数智云舱”开发搭载SCV运营驾驶舱。

SCV运营驾驶舱是基于数据抽取技术的数字化决策支撑系统,将红旗全国9仓的运营状态数据由传统人工采集转变为数字化系统实时自动采集,并将报表实施展示在大屏、PC、手机终端中,使得数据分析工作可以下沉到信息员无需专门设置数据分析员岗位,数据分析效率提升90%,数据收集准确率达到100%,量化每年节约运营成本28万元。SCV运营驾驶舱的部署让运营可视、让数据可信、让决策更智能,实现从经验式管理到数字化管理的转变,为运营评价和资源调配决策,提供真实数字支撑。

控制中枢—智能仓储可视化数字孪生系统

对于传统仓库或者是已经逐渐进行数智化转型的自动化立体仓库而言,都会面对各业务系统相对独立,形成数据孤岛且无直观的全场景可视化综合展示平台的问题。并且这一问题将随着数智化转型的进行而愈发加重,随着各种智能设备的投入,各式各样的系统将会越来越多,再加之企业自身的仓储、运输、包装、监控等系统,管理人员的工作会越来越复杂。对此,“数智云舱”提供了智能仓储可视化数字孪生系统的解决方案。

数字孪生系统通过数据采集与智能感知方式,接入AGV、多穿立体库、传输分拣线、WCS、WMS、UWB、摄像监控等各系统数据,上接应用、下控设备,解决数据孤岛问题,实现物流全环节数据采集、全系统数据融合、全场景数字孪生。通过数字孪生系统的部署,智能装备运维模式由被动转变成主动运维模式,设备利用率提高30%,运维效率提升50%,管理人员减少节省人力成本每年20万元,节省设备损坏维修成本每年10万元;通过全要素可视化展示平台,实现人员、设备调度管理效率提升50%;通过预测模型,态势感知,数据分析效率较原有人工统计模式提高100%,直观反映仓储业务动态,为企业决策提供数据支撑。为管理者和客户提供了“上帝视角”,为流程精益优化,提供可视工具支撑。

未来探索—智能装备实验室

着眼未来,“数智云舱”为了保障未来的“数智领航”,建设了5G智能装备实验室,以5G-SA企业专网为基础,智能装备+智慧物流实际应用为落地场景,围绕智能交互、智能感知、智能生产、智能管理,进行数智课题攻关研究,支撑“数智云舱”数智技术的孵化和应用。对于行业内各种尖端技术,采用通过智能装备实验室模拟库房内部现场作业环境的方法,判断技术的落地实施可行性以及对于企业的经济效益,决策出最适合于企业发展的“数智领航”技术。

五、项目建设管理

有了合理的规划也需要一套配套的良好项目管理体系才能保证项目的完美实施。在“数智云舱”的建设过程中,提出了四层级管理模式的项目管理体系,即战略层、战术层、实施层和沉淀层。

战略层

从战略层面将项目做整体把控,按照先后顺序将整体项目“数智云舱”划分成9大关键“战役”,对每个“战役”制定了责任人、工期和战略交付成果预期,并且每月复盘。

同类的物流库房建设项目可以参考本项目的九大“战役”,用以对整体项目流程进行把控:项目规划;建筑施工;手续办理;智能设备招采;智能设备调试;联合调试;仓储设备招采;仓储设备安装;库房搬迁。

战术层

针对每一场“战役”,按照项目类型,进行专业人员匹配,并对子项目进度进行分项把控,每半月点检。

对于同类的物流库房建设项目,可以将每一场“战役”分为与“数智云舱”相同的三类“战术”:土建施工类;智能设备类;库房搬迁类。

实施层

针对每个任务担当者,从具体实施层面,采用Project项目管理软件和专业的项目管理系统,对每项任务按照关键节点进行精确进度管控,每周跟踪。

以“数智云舱”中的智能设备项目为例,可以分为具体以下几个实施步骤:需求分析;技术论证;厂商收集;厂商筛选;厂商考察;技术任务书编制;商务采购;产品生产;入场前准备;安装调试;验收;运维追踪。

沉淀层

针对整个项目过程所产生的文档、照片,采取文件夹树形结构进行实时归档保存,方便进行模式沉淀和项目复盘。

整个项目完成后,“数智云舱”项目组按照以下步骤进行复盘分析,为下一个“数智云舱”做准备:文档收集;文档整理;问题归纳;分析复盘;模式沉淀;效果验证;改进升级。

六、云舱开启

经过近几个月的数据分析、方案规划、物流仿真与方案论证后,在所有项目的有序进行下,为期一年的“数智云舱”于今天正式落成。红旗“数智云舱”作为长春红旗备品中心库,专属红旗,服务全网,开创了富晟物流可持续发展与数智化转型的崭新篇章,也必将成为助力红旗品牌战略发展的重要力量。

“数智云舱”通过十一项数智技术赋能,有效节约仓储面积6791平方米、实现整体效率提升70%、节约作业管理人员20%、达成出库量翻一倍且仓储面积与作业人员不额外增加。在未来三年,“数智云舱”年吞吐能力可达到4500万件,将为全国34个地区共计315家红旗经销商、700余家供应商,提供低成本、高成效、低消耗、高收益的数智供应链服务,并将数智云舱成熟的数智化运营体系,输出在更多汽车备品供应链中,进一步加速智慧物流的发展。



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文章来源:一汽富晟物流

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