汽車總裝配車間低成本物流系統研究

曾清林（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西柳州，545116）

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汽車總裝配車間低成本物流系統研究

曾清林
（柳州柳新汽車沖壓件有限公司，廣西柳州，545116）

物流成本占汽車生產企業總成本約18%，研究低成本物流系統，對企業非常重要。本文分析了原物流系統的成本構成，疏理了中間物流關鍵環節存在的問題，在引進AGV（自動導航運輸車）基礎上，提出了在汽車總裝配車間采用減少庫存、優化硬件與作業人員投入結構、改善物流管理質量等建議，并設計出低成本運行結構體系。為企業降低庫存和人力成本，最終節約物流運營費用有借鑒作用。

低成本；物流系統；AGV（自動導航運輸車）

引言

據不完全統計，物流成本占汽車生產企業總成本約18%。在當前汽車市場競爭加劇的背景下，各大汽車企業在提升柔性化生產能力時，紛紛研究低成本生產物流模式，并提升產品競爭力。在企業物流成本中，最主要的就是庫存成本。如何削減零部件庫存，也是決定制造成本最核心的問題。日本豐田汽車公司的“豐田生產方式”的核心思想就是通過“準時制”（Just In Time準時制，簡寫JIT）物流模式降低庫存，甚至實現零庫存的目標。因此，如何削減制造過程中的庫存，也是制造企業最核心、最急迫的課題。

豐田JIT準時制生產及物流方式：是在需要時，按照后工序需要的數量，提供所必須的產品。其核心理念在于追求庫存無限降低，甚至零庫存。在傳統的生產方式看來，保持一定數量的庫存，是制造過程必不可少的緩沖。豐田JIT的理念就是努力降低中間生產、物流過程的庫存［2］，從而降低物流成本。保持最低限度的庫存，還必須保持在生產過程中的物流精確就位，其核心工具就是利用看板的形式，將下一道工序所需要的零件，準時提供給下一工序［3］。對生產線的設計，也強調精確、及時的物流形式［4］。

1　物流系統成本構成

物流系統的成本主要來自兩個方面：一是庫存持有成本（Carrying Costs）；二是缺貨成本（Out-of-Stock Costs ）［5］。其中庫存持有成本所占比重最大；缺貨成本（Out-of-Stock Costs ）是指所保管的物資或商品無法滿足客戶需求所產生的資金損失［8］。

1.1庫存持有成本

庫存持有成本有以下幾個方面組成：

（1）場地占用成本（Space Costs）。該部分成本是指因存儲物資或商品所需占用建筑物空間所需要支付的費用。該部分費用還包含所占用建筑物內部的照明等其他費用。

（2）資金占用成本（Capital Costs）。該部分成本是指所存儲物資或商品的資金價值。該部分成本的準確估值還存在爭議，因為利率有一定的優惠幅度，且資金的機會成本無法準確估計。但是不可否認的是，該成本占總庫存持有成本的比重最大，約占80%［6］。部分企業使用資金成本的平均值，也有企業認為用最低資金回報率（Hurdle Rate）來評估資金占用成本會更準確［7］。

（3）物流服務成本（Inventory Service Costs）。該部分成本是指為保管、配送所存儲的商品和物資，所支付的人工、稅收等費用。

（4）庫存風險成本（Inventory Risk Costs）。該部分成本是指商品損壞、短少或報廢所產生的損失。

物流成本及相關性分析如表1所示。

表2　物流成本及相關性分析

物流系統的成本中最主要的就是資金占用成本。而這部分成本與庫存量強相關。因此，要想降低物流成本，首要就要從庫存管理上展開。

1.2總裝配工作中存在的問題

在汽車制造企業，總裝配車間的人員成本約占制造體系人員的40%左右。在沖壓、焊裝、涂裝都大規模實現自動化、無人化的情況下，總裝配車間因為零件數量多，裝配工藝復雜，所以還保留了較多的技能人員來實現生產。在當前勞動力成本急劇上升時候，如何減少作業人員成為汽車制造企業都面臨的難題。因此，在零件繁多，配送路線復雜的情況下，如何削減總裝配車間物流作業人員，也是制造企業最為關注的課題。

2　低成本物流系統的實現方法

根據以往研究測算，工廠生產總運營成本中的20%～50%是與物料搬運和布置有關的成本，合理有效的布置方法，可以使得廠內物流成本降低。豐田的準時制物流模式，明確了在上下工序之間如何保持最小庫存的方法。這種方法只是給了一個基本的原則［9］。如何在這種方法的指導下，貫徹豐田提倡的在設計時著手消除浪費的思想，更進一步和最大限度的減少庫存，需要依賴創新物流技術予以實現。下文將以某汽車企業總裝配車間為例，對低成本物流系統的進行研究。

2.1某汽車企業總裝配車間低成本物流系統的設計

在某汽車總裝配車間，零部件庫存主要包含線邊庫（LOC）暫存庫存，待發區庫存、集配區庫存、線邊庫存。該傳統集配模式即現行很多采用集配汽車生產廠家總裝所采用的內部物流方式，物料流轉環節為如圖1所示。

圖1　傳統物流流程圖

因此，如果要降低物流成本，必須從如何減少庫存、如何對人員硬件投入進行優化、如何改善物流管理質量這三個方面展開設計。

（1）減少庫存的設計

根據系統布置設計的基本要素，路線的設置直接影響到各個單位之間的聯系［10］，要盡可能實現近距離原則。根據傳統的物流集配圖，從零件到貨——生產線上線之間，存在兩個多余的環節。根據準時制物流模式“計劃和安排環節的簡化”［11］的原則以及阿克曼（Ackerman）和拉隆德（LaLonde）提出的縮短運輸距離降低物料搬運成本的思想［12］，應該盡可能簡化中間環節，減少物料的運輸次數。因此，在規劃時，應考慮取消待發區和集配區。但是物流管理過程中，揀貨是一項基本服務。因此，該功能必須予以保留。在基于準時制模式的集配方法下，可以通過集配方法的改進將集配區和線邊暫存區進行整合。

綜合以上分析，在基于傳統準時制物流模式下，本文提出以下庫存削減的改善方案（如圖2所示）。按照這種方式進行改善，進一步取消中間環節，將基于準時制物流模式的集配直接向前推移，提前到線邊暫存區。以削減內部庫存。此外，以前的待發區直接取消，物流作業只剩下：到貨后的卸貨——放料進集配區——集配上線。這種創新模式大幅減少物流中間環節，削減庫存。但是，對分揀作業（集配）提出了更高要求，需要使用不同于傳統的方式進行集配的管理。

圖2　改進的低成本物流模式流程圖

（2）改善物流管理質量的設計

由上文可知，基于集配區前移，中間庫存減少，意味著不確定性增大。基于準時制物流模式的原理，必須要消除不確定性。而在現代內部物流系統中，必須滿足在正確的時間、按照正確的順序將正確數量的物料，配送至正確的地點的要求［13］。完善的質量控制體系也是準時化的基本條件［14］。

在以往的內部物流分揀系統中，這些要求全憑人工實現，出錯率非常高。隨著信息系統技術的發展，應用信息系統進行管理，能大幅提高配送效率和準時性。此外，低成本物流模式也需要依靠“軟件”能力來實現其模式［15］。現有的集配指示系統可以確保達成需求。

集配指示系統是一種信息系統，根據車輛上線順序和車型BOM表，指示各集配區揀料人員所需揀料的零件。最大程度上給予員工精確的作業指示，確保其不撿錯零件。同時，也實現了準時制生產中同步化的理想狀態——具備零件按照順序、按臺份配送至生產線的功能。

（3）優化人員與設備投入的設計

根據圖2改善后的物流流程，庫存削減已經處于較優狀態。物流作業只剩下卸貨、分揀備料、配送上線三個環節。在這三個環節中，占成本比重最大的還是人力成本和設備成本。先對這三個環節的可能優化方案進行分析（見表2）。

根據懷特（White）提出的物料搬運系統發展的五個階段［16］，用自動化取代以大量人力活動為特征的人工物料搬運是一個大趨勢。通過分析國內外先進物流技術，可知AGV技術可以取代人工作業。按照目前的勞動力成本和AGV設備成本，可以進行以下對比（見表3）。

表2　物流作業環節優化方案分析

表3　AGV成本對比表

由上表3可知，用AGV取代人工在成本上是非常經濟的，如果人工成本節省的費用大于設備折舊和后期維護保養的費用，那么肯定可以降低物流運營費用。此外，AGV能通過料車的組合實現成組運輸，一次完成多臺車的物料配送，符合物料搬運的基本原則——物料搬運的經濟程度與貨物規模成正比［13］。使搬運的經濟型和成本優勢得到進一步凸顯。

因此，投入AGV無人配送系統，在理論上能有效降低物流運營成本。

綜合以上分析，在基于準時制的傳統集配模式上，可以進一步創新，采用改進的低成本物流系統。該改進的低成本物流系統利用準時制模式朝前移動以進一步消除中間庫存、利用集配指示系統確保準時制模式得以實行并穩定可靠、利用AGV無人配送系統降低物流運營成本，最終實現成本最優的物流系統。

2.2低成本物流系統的成本

經測算，按照以上方案的物流系統比傳統物流模式在運營成本上可以降低12%。此外，采用AGV配送后，物流現場更加有序、整潔。采用了集配指示系統后，使物流配送具備防錯能力，物流配送出錯率直接降低為零。

3　結束語

針對目前國內汽車企業總裝配車間的特點，低成本物流系統在人工設備成本削減和庫存降低方面有很大改善空間。在人工設備成本削減方面，采用AGV無人配送系統可大幅降低物流人員，減少物流運營成本。采用集配指示系統可以簡化過程管理，減少出錯概率，提高物流的準確度。有了AGV和集配指示系統的支持和配合，可以削減物流過程，從而減少過程物流庫存和物流運作成本，最終實現成本最優的物流系統。

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曾清林，男，湖南邵東人，碩士研究生，助理工程師。研究方向：豐田生產模式；主要從事的工作：生產物流、生產制造、制造技術。

E-mail: qinglin2012@163.com

Research on Low Cost Logistics System in the Automobile Assembly Workshop

Qinglin Zeng
（Liuzhou Liuxin Auto Stamping Co.，LTD.， LiuZhou， GuangXi， 545116， China）

The logistics cost accounted for more than 18% of the total cost of automotive enterprises. Study on the low cost of logistics system is very important for the automobile OEM. This thesis analysis the cost structure of the original logistics system， reorganizing the logistics center is the key link existing problems， and puts forward the automobile assembly plant in the reduce inventory， hardware and operating personnel input structure optimization， improve the quality of logistics management and so on， the introduction of AGV （automated guided vehicle）， and to the design of low cost operation structure system. For enterprises to reduce inventory， reduce labor costs， and ultimately reduce logistics operating expenses as a reference.

Low Cost； Logistics System； Automated Guided Vehicle

U468.2+1

A

2095-8412 （2016） 03-401-05