上汽通用的智能製造與智能物流探索

上汽通用在向智能製造轉型方面走在了行業前列，智能物流作為智能製造的關鍵組成部分，更是戰略規劃清晰、路徑明確。上汽通用在打造全局物流數字化體系的基礎上，對部分物流業務環節進行智能化改造並取得了顯著效果。

上汽通用汽車有限公司（以下簡稱“上汽通用”）成立於1997年6月12日，由上海汽車集團股份有限公司、通用汽車公司共同出資組建而成，現有浦東金橋、煙臺東嶽、瀋陽北盛和武漢分公司四大生產基地，共9個整車生產廠、4個動力總成廠，擁有三大品牌、二十多個系列的強大產品陣容，覆蓋了從高端豪華車到經濟型轎車各梯度市場，以及MPV、SUV、混合動力和電動車等細分市場，同時面向未來全面開啟新能源車戰略。

2016年，在中國宏觀經濟仍處於L型底部、市場競爭更趨激烈的背景下，上汽通用以“卓越‘精’營”驅動“2020戰略”全速啟航，全年完成銷售1887071輛，同比增長7.7%，旗下別克、雪佛蘭和凱迪拉克三大品牌分別銷售1230203輛、538852輛和118016輛。歷經20年的發展，上汽通用始終是中國汽車行業的領跑者，不但業務規模以幾何級數增長，經營範圍不斷擴大，在技術創新和模式變革的探索方面也走在行業前列。隨著智能製造在全球興起，上汽通用在業內率先開始對智能製造的積極探索和嚴密佈局，智能物流作為其中核心板塊之一大膽嘗試，穩步推進。

上汽通用生產控制與物流部業務開拓與發展經理倪斌

在上汽通用20歲生日之際，本刊記者採訪了上汽通用生產控制與物流部業務開拓與發展經理倪斌，請他分享了上汽通用智能製造體系下的智能物流規劃與實施情況。可以說，智能製造與智能物流建設總體戰略規劃清晰、路徑明確、實施有效，該體系的成功打造將會是上汽通用未來繼續領跑中國汽車行業的強大驅動力。

一、智能物流建設背景

1.智能製造是轉型方向

近年來，汽車製造行業面臨產能過剩，客戶需求產品多樣化與個性化，原材料成本和勞動力成本上升，利潤空間減小等諸多挑戰，傳統的管理手段和運行模式明顯已經遇到了瓶頸。

智能製造的興起，無疑為汽車製造業的轉型發展帶來了新的機遇。在互聯網高速發展的當下，人們的思維模式發生顛覆性轉變；同時各種新技術的發展與成熟應用，會推動商業智能走向一個新的高度，也使人工智能的實現成為可能。這些對汽車產業的影響已經從汽車產品向整個汽車工業延伸，全球很多汽車企業都在積極完成轉型，上汽通用作為中國汽車行業領軍者更不例外。

其實在公司成立初期，上汽通用就建立在一個先進工藝和高自動化率的基礎上，具有完善的信息化系統支持業務高效運作。公司在發展過程中也不斷創新，持續引入先進的生產技術和工藝，增加自動化、數字化、智能化設備的投入，不斷鞏固製造領先的優勢。可以說，20年的積累為上汽通用實施智能製造打下了堅實基礎。

上汽通用整個智能製造體系由智能系統、智能產品、智能研發、智能設計、智能生產、智能質量、智能銷售、智能服務以及智能物流等多個板塊組成，覆蓋了產品研發、製造工藝及設備工程開發、生產製造、物流運作與管理、質量管控、市場營銷及售後服務等方面。上汽通用在上述各個業務環節中均部署了全局性的數字化、智能化應用實踐，將分階段穩步推進。

2.智能物流發展時機已到

物流作為汽車製造中的核心一環也面臨著諸多壓力。傳統模式下的物流效率提升已接近瓶頸，需要尋求突破；市場需求與產品供給需要更精準、更快速對接，對供應鏈及物流提出更高要求；勞動力成本上升、土地資源稀缺及價格不斷提高等因素，導致物流成本大幅提高；新興產業公司擁有得天獨厚的互聯網資源優勢，汽車物流面臨跨界競爭的威脅。在此背景下，汽車物流被越來越多地植入“智能”的訴求。

加上近年來，自動化設備、智能機器人、新控制技術的不斷湧現，物聯網、視覺識別、大數據分析、雲計算、機器學習等先進技術的不斷髮展成熟，都給智能物流的發展提供了良好契機。

對於上汽通用而言，物流智能化轉型是企業保持優勢、持續前進的目標，同時也是支撐公司智能製造順利推進的重要組成部分。另一方面，上汽通用作為汽車產業鏈的龍頭，通過智能物流戰略的推進，也將協同並帶動汽車上下游產業鏈的共同發展。

上汽通用智能物流的發展主線將圍繞模塊化、自動化、數字化、網聯化、智能化五個方向展開，數字化的實現被視為智能化改造的基礎。2015年，基於公司智能製造發展戰略，上汽通用制定了供應鏈與物流數字化發展規劃，在物流全過程中對傳統業務流程進行全局數字化改造；同時，依託自動化物流設備、感知技術、物/務聯網、大數據、智能優化算法等先進技術，對部分物流業務和系統進行智能化改造嘗試，挖掘和尋找傳統業務的突破點和新的效益增長點，為智能物流轉型升級打下堅實基礎。

上汽通用數字化戰略全景

1.把握汽車供應鏈特點，推進物流數字化

（1）業務鏈長、環節多、範圍廣

上汽通用的供應鏈與物流管理運作由生產控制與物流部負責，其業務覆蓋生產計劃、物料準備、入廠物流、工廠物流、一直到出廠物流等一整條業務鏈；包含生產計劃管理、零件計劃管理、庫存控制、供應鏈管理、物料運輸管理、倉儲管理、料箱料架管理、包裝設計、整車發運等各個業務環節；業務範圍在公司內涉及到幾乎所有部門（市場、採購、財務、工程、製造、質量等），公司外涉及到零部件供應商（包括國內、國外）與物流服務供應商（包括陸運、海運、空運等）。

（2）系統數量多、互聯互通性差

基於供應鏈的複雜性，上汽通用的信息系統建設和應用也較為複雜。具體表現在：一是公司業務部門眾多，各部門所涉及和應用的系統多達30多種；二是以往各業務部門的系統單獨開發，互聯互通性不強，導致各系統效率不同；三是各個系統並不是從同一數據池、在同一時間抓取數據，造成信息不對稱。

2. 構建互聯互通的數字化信息系統

為實現供應鏈上下游高效銜接，上汽通用需要從兩個方面入手，推進傳統業務流各環節的數字化改造：一是疏通整個業務鏈，二是打通整個信息流。為此，上汽通用採用了企業架構方法，對業務架構、應用架構、數據架構等內容，通過梳理、分解設計、構建、集成、擴展，形成端到端全局性規劃，確保各數字化信息系統符合部門戰略和業務、技術發展要求，互相之間實現互聯互通；同時，在IT架構設計中採用了數據模塊化設計，保證相關係統未來再改動時只需改動特點模塊即可，不對其他系統造成任何影響。

倪斌以上汽通用汽車凱迪拉克工廠為例，介紹了智能工廠的整體架構佈局。該工廠應用工業以太網技術，為底層生產設備提供高帶寬的網絡化接入。設備層的傳感器、執行器等設備均通過工業以太網接入系統；在控制層，使用PLC產品實現工藝過程和安全設備的一體化控制，在現場部署大量基於PC或面板型的HMI產品，實時獲取生產設備運行狀態信息和工藝過程信息，並能進行遠程控制；在車間層，部署了MES系統，具備了生產過程監控、設備監控、生產計劃調度、物流運作管理、質量信息收集和追溯等功能，並向上和企業ERP系統貫通；在企業層，按照業務鏈及功能分工，部署了基於ERP系統以及其他的相關係統，實現全業務鏈的系統功能覆蓋。

未來，該工廠隨著物聯網建設不斷投入，在設備層和控制層將接入更多傳感器和設備，需採集並傳輸更多的數據供處理分析；在車間層和企業層，將推進大數據分析和可視化工具應用，幫助識別業務運行環節的優化機會，利用數字化建模分析、智能算法等技術，探索智能排產、智能調度、智能優化等高級應用；在各個層級上，將結合具體項目需求，開展通信網絡的性能升級，部署相關業務應用。

據倪斌介紹，基於成本控制與風險可控的考慮，上汽通用智能物流系統建設的推進，並不是集中在某一個生產基地或者某一個工廠，而是利用全局資源，選取合適的項目在不同的工廠分頭試點，待取得成功之後再在四地工廠全面推廣。智能物流戰略推行兩年以來，上汽通用已就數字化技術和智能物流裝備等進行了分頭試點，為全面實現智能物流轉型升級打下堅實基礎。

1.數字化技術應用及探索

上汽通用在生產計劃排產、入廠物流、工廠物流、供應鏈延伸管理等環節，不斷引入數字化技術應用，推進物流的數字化及智能化轉型。

（1）數字化排產技術

2016年，上汽通用在國內汽車行業首次在衝壓業務領域應用數字化排產技術。衝壓車間的排產是典型的小批次、多邊界條件、多約束條件的數學模型，同時在換模時間長、次數多、庫位不確定等多種因素下，人工考慮的約束條件有限，排產效率低。上汽通用將傳統的手工排產轉變為數字化排產，可以大幅縮短排產所需時間，快速響應生產需求變化；縮減物料緩存區面積，提高場地利用率，實現精益庫存管理；合理安排和配置人員，提升計劃員工工作效率、設備利用率及生產效率，並能調和產能溢缺，減少公用動力，降低各項物流運作費用。

數字化排產在浦東金橋衝壓工廠取得經驗並進一步優化算法後，上汽通用將會在2018年把該技術逐步推廣到動力總成工廠、整車裝配廠，進而在四地工廠全面採用。

（2）室內定位技術

上汽通用在汽車製造業工廠物流領域首次應用室內定位技術，配合自動化掃描等各類先進感知技術，實現人、機、料數字化跟蹤分析，優化送料路徑，提升人員效率，最大化設備利用率，精益廠內庫存，有效支撐數字化工廠的構建。

（3）智能調度技術

在行業內首次嘗試應用智能調度算法，通過入廠物流、工廠物流等環節的全局資源調度，高效匹配物料需求與物流資源，實現物流整體效率的大幅提升。

（4）模擬仿真技術

目前，模擬仿真軟件多用於工廠規劃或產品開發，對於整個流程中所有自動化設備的結合運作仿真技術還屬於空白。上汽通用正在探索在物流系統整體規劃方面採用模擬仿真軟件，仿真整個物流過程中的瓶頸、預知風險，模擬更多的方案，從而找出最優方案。

（5）窄帶技術在料箱、料架追蹤中的應用

上汽通用利用中國移動窄帶技術，集成了GPS模塊，只要手機有信號的地方都能追蹤並傳送料箱、料架的位置、狀態等信息，實現料箱、料架的全生命週期管理。目前該技術應用處於探索階段。

2.智能物流設備應用及探索

在智能物流體系建設過程中，上汽通用圍繞入廠、接收、倉儲、分揀、上線、下線、發運、出廠等八大運作環節，持續推進物流自動化水平。目前主要應用的自動化物流系統如下：

（1）自動化立體庫

上汽通用已經在四個基地多個工廠分頭試點了穿梭車、堆垛機等在內的不同形式立體庫，用於包括髮動機、變速箱在內的多種標準化大型零部件及總成件的自動化存儲，提升了倉儲面積利用率和物流作業效率。

自動化立體庫

自動化立體庫目前在汽車行業應用較少，主要是因為汽車零部件規格、尺寸差異大，實現高效率應用比較難。但隨著土地成本、人工成本的上升，自動化立體庫的應用成為趨勢。

（2）智能新型AGC

上汽通用率先試點引入國際先進的智能新型AGC完成自動運送物料上線作業。有別於傳統磁軌式導航AGC，智能AGC可以360度原地旋轉，幾乎沒有轉彎半徑，可以不用限制線旁零部件密集堆放，提高了上線效率。

目前，智能新型AGC在快遞物流行業應用較多，而在汽車物流行業應用較少。同時，上汽通用在AGC應用過程中也發現，由於汽車行業有些零部件整體包裝重達一噸以上，而目前AGC舉升力有限，還不能勝任所有零部件的自動上線。上汽通用正在與新鬆、海康威視、極智嘉等行業領先的公司溝通，希望未來在技術上有所突破。

（3）無人叉車

上汽通用在浦東金橋、武漢分公司應用了激光導航無人叉車，實現物料的自動出入庫，使倉庫局部實現無人化運作，物流效率明顯提升，未來還將會加大投入。

（4）智能揀選機器人

上汽通用在汽車行業首次引入智能揀選機器人完成天窗零件自動揀選，提高了分揀效率。在柔性化生產現場，物料需要排序。上汽通用採用智能揀選機器人自動抓取天窗放在料架上，並按照生產計劃排好順序，最後由AGC將料架拖至線邊，實現了天窗揀選及上線無人化。

天窗智能分揀機器人

除此以外，上汽通用還運用自動化設備，實現整托盤物料的自動掃描、自動打包、自動短駁；自主研發無人拖車，在發運端實現廠際間物料無人自動駁運；通過機運鏈的大規模應用，提高物料接收端作業效率；運用自動掃描、整車立體庫、自動洗車等技術，提升整車物流操作效率；此外，還通過建立硬件控制系統，實現對不同自動化設備的統一管理與控制，初步實現無人化倉庫的運作。

倪斌表示，在上汽通用智能物流的推進過程中，許多新技術、新模式在部門、公司甚至行業內都是首次嘗試，無成熟方案可供借鑑，面臨諸多困難與挑戰。針對這些技術難點，一方面，上汽通用在部門內部成立了相應的平臺化組織，集成部門各類專家對技術難點進行集中攻關；另一方面，通過戰略供應商協同、產學研合作等方式，借用各類外部資源的幫助來進行項目推進。

此外，受到企業資源和人力條件的限制，不可能所有物流系統和作業環節一起推進智能化，如何尋求技術與成本之間的平衡，找準突破口，也是智能物流建設過程中必須考慮的。上汽通用所追求的是精益的智能物流，用最低的成本來實現最優的解決方案，所有新技術新模式的應用都是為了最終能產生效益。因此，上汽通用在做好智能物流發展全局規劃後，梳理整個業務流程中哪些業務有系統，找到最關鍵的環節先試先行。例如，入廠物流和出廠物流最複雜，所佔物流成本也最多，即使取得哪怕1%的改善，都將帶來可觀的效益，所以成為智能物流建設的重點。還有一些相對來說比較簡單易行的業務也可以率先嚐試。簡單來講，物流智能化改造的步驟就是，高收益、高回報及能夠快速產生效益的業務先推進；一些規模比較大、難度也大的環節採用“小步快跑，快速迭代”的理念去推進。

最後值得一提的是，在新技術的試點與驗證過程中難免會走一些彎路，但上汽通用公司管理層對於創新一直抱著容錯的態度，允許試錯，這使相關人員放下包袱，大膽嘗試，使改善項目得以快速進展。

對於智能物流體系建設給上汽通用帶來的價值，倪斌表示，上汽通用原來的物流體系基礎紮實，在智能物流體系建設過程中，每提升一小步都是一次大的突破，目前的探索達到了預期效果。上汽通用智能物流的不斷推進，能夠精準對接需求與資源兩端，全面對接產品設計、製造執行及市場銷售等關鍵環節，支持快速精準的產品個性化、柔性生產，打造了公司的智能製造核心競爭力。

上汽通用智能物流生態圖願景

談及未來在智能物流方面的發展規劃，倪斌告訴記者，上汽通用的目標是要打造一個互聯、智能的多元物流生態圈，並以平臺化組織的形式來推進生態圈的建立。當生態圈形成以後，不同生態層、不同元素之間將產生更多的化學反應，更好地實現相互促進。

例如，對智能物流的實踐，上汽通用將拉動零部件供應商生產及物流運作能力的提升，同時，零部件供應商也可以借鑑上汽通用的智能物流管理模式，並應用到自己的管理體系當中，從而能進一步降低成本、提升效率。

再如，在校企合作方面，上汽通用與上海交通大學在2016年簽署了《智能製造技術研發應用合作框架協議》，雙方將在智能製造、智能物流方面進行合作。一方面，上汽通用可以借用上交大的學術資源，在前瞻技術的研究和應用方面實現集中攻關；另一方面，也支持上交大建立智能製造/智能物流應用人才培訓基地，加速培養一批跨學科、複合型、具有實際操作技能的人才，為本企業、也為中國製造業的轉型發展提供人才。

在與國家機構對接方面，2016年，上汽通用已經和工信部以及電子工業標準化研究院進行了合作交流，將以主機廠的身份，助力國家智能製造領域相關標準、規範的研究與制定。

未來，上汽通用希望通過智能物流生態圈的建立，攜手零部件供應商、物流服務提供商等共同實踐智能製造及智能物流，拉動整個汽車產業鏈的轉型發展，並進一步在國內製造業轉型升級、提質增效的過程中起到引領推動作用，開拓新模式，建立新生態。