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一汽富晟物流5G“數智雲艙”建設經驗分享

作者:物流文視界

一、項目背景

富晟物流成立于2000年,中國物流采購聯合會汽車物流分會副會長機關,是國家“AAAAA”級物流企業。公司員工2000餘人,經營業務範圍覆寫汽車物流供應鍊各環節。目前為一汽-大衆旗下奧迪品牌/大衆品牌/捷達品牌、一汽紅旗、一汽解放、一汽奔騰(一汽馬自達)等多品牌提供售後備件全供應鍊服務,為紅旗、奔騰提供新能源電池産前配送業務;全國倉儲總面積超70萬平米,幹線運輸線路60餘條,區域配送線路超800餘條,自有及可控運力1500餘台,服務2600餘家終端門店,在汽車備件物流領域的綜合實力居國内前列,年備件吞吐額約350億元,服務内容涵蓋産前、産中、售後的零部件調達、入庫接收、儲存管理、出庫分撥、運輸服務、物流包裝、物流裝備、資訊服務等全供應鍊一體化專業服務。

随着國家以及吉林省陸續釋出《關于推動物流高品質發展促進形成強大國内市場的意見》、《吉林省制造業數字化發展“十四五”規劃》等内容,不難看出整個政策導向對工業4.0智能物流的重視,加之近年來5G商用逐漸成為主流,物流倉儲行業正在向5G化、協同化、數字化、智能化、透明化轉型,智慧高效的數智倉儲已然成為趨勢。

而紅旗作為國内汽車高端自主品牌,其整車銷量逐年遞增,備品銷量呈高速增長态勢。但高标準庫房與業務營運數智化建設仍未達到理想效果,難以支撐紅旗高端·精緻主義服務的要求。恰逢富晟集團明确數智化轉型變革之必要性,樹立“科技引領未來”的戰略要求。加之富晟物流經過多年倉儲行業的深耕,完成數智物流技術架構的搭建,具有形成供應鍊物流一體化解決方案能力,自身亦具備紅旗業務核心競争力護城河發展需要。是以富晟物流将為紅旗高端·精緻主義量身建設專屬“數智雲艙”,助推紅旗打造“中國第一、世界著名”“新高尚品牌”的新紅旗品牌戰略。“數智雲艙”集管理方式、營運模式,标準化、極緻服務、技術驅動,資訊系統、智慧物流、智能裝備多元素為一體,打造物流行業标準,樹立數智倉儲标杆,實作數字化、智能化、精益化的管理,展現紅旗備品社會影響力,展現“富晟物流”核心品牌競争力。

故秉承領先的數智技術、一流的物流效率、先進的營運模式的設計理念,2021年富晟物流于吉林省公主嶺經濟開發區騰飛大街0618号一汽富晟物流園完成當年規劃、當年建設、當年落成的2.4萬平方米、吞吐額80億元的“數智雲艙”5G智能倉庫項目。“數智雲艙”的建設以滿足紅旗備品業務未來三至五年發展及支撐富晟物流自身數智化轉型更新為整體戰略目标,通過數字化、智能化手段,實作從計劃下達到備品傳遞全過程的精益化生産、數字化管理、可視化監控、智能化決策。

“數智雲艙”配以5G專網,實作全庫5G覆寫,共計包含智能倉儲可視化數字孿生系統、SCV營運駕駛艙、WMS倉儲管理系統、多穿智能存儲等11項智慧物流技術,同時輔以現具備的TMS運單管理系統、PMS包材管理系統、備件檢視系統、旗晟跟單APP等,實作倉儲入、存、出全流程,倉儲、運輸、包裝三大技術的全面數智化賦能更新。

一汽富晟物流5G“數智雲艙”建設經驗分享

二、建設規劃

資料分析

依據富晟物流“物流規劃設計模型”,在整個建設規劃中,第一步便是資料的抽取與處理。對入庫資料、出庫資料、WMS主檔資料、人員資料以及裝置資料分别導出,通過資料轉換關系,将各種原始資料轉化成業務需求特征分析所用的分析用表。

通過分析用表,提取分析所用的分析内容,而後使用不同的分析方法來完成不同子產品的資料分析。在“數智雲艙”中,通過資金占用、出庫頻次以及出庫量等基礎資料采用物料、客戶、供應商分析方法,實作ABC分類子產品的分析;通過EN、EQ、IQ、IK四項基礎資料,使用EIQ分析法,對訂單物料分析子產品進行了資料分析;通過訂貨模型與安全庫存的資料内容來實作訂貨系統分析子產品;通過PCB-EN、PCB-EQ、PCB-資金占用情況、PCB-IQ、PCB-IK五項基礎資料,采用PCB分析法、PCB-EIQ分析法、PCB-ABC分析法三種分析方法,實作了對儲運機關的資料分析。

存儲方式

對于庫内備品存儲,大件備品由于重量、體積以及搬運難度原因,采用貨架進行存儲、智能化裝置進行出入庫,實作成本過高且具備安全隐患,并且出入庫效率與傳統叉車作業相較不大,是以規劃采用地堆區存儲。中小件備品則首先需要根據ABC分類法、EIQ分析法的分析結果對不同種類的中小件備品進行按出庫頻次、備品價值等參數的分類,明确流速流量,将不同的備品放置于距入庫區、出庫區不同距離的位置上。根據可使用面積、備品SKU、要求出庫時限等内容使用MTM測算方法明确具體貨位數量等精确資訊,判定出可以使用的存儲方式,在這一環節的計算中需要考慮未來幾年内的業務增長。而後,經過投資回報期等相關經濟名額計算後,選擇出最為合适的中小件備品存儲方式。

流程制定

“數智雲艙”依據實際倉儲作業的不同模式來對不同作業内容進行流程制定優化。如入庫模式,針對卸貨以及上架内容,通過部署重力式包裝半自動滑軌與WMS系統的接入,來實作卸貨以及上架的流程制定與優化;物料儲位模式,通過區分ABC類結合WMS系統以實作最優儲位的設計,滿足物料儲位模式的流程制定與優化;儲區配置與面積測算模式,通過前期的資料分析及“數智雲艙”搭載的四向多穿立體庫實作了對地堆區、大件區、小件區的流程制定與優化;通過資料測算以及堆垛機、AGV等裝置的搭載,以實作對分揀模式諸如摘果式、播種式的流程制定與優化;通過智能裝置RFID傳輸分揀線與WMS倉儲管理系統實作對出庫模式的流程制定與優化。

庫内布局

“數智雲艙”的規劃布局首先對現場業務進行流程梳理,通過業務量(日、周、月收貨、發貨量)的資料輸入,來計算相應所需人員數量、人員活動面積、車輛月台數量、使用作業面積等内容。在以上内容計算完畢後,結合庫房形狀即長、寬來進行整體布局規劃,選擇采用U型,I型或其它布局方式,而後結合相關國家消防政策要求采用SLP布局分析法進行内部入庫區、出庫區、倉儲區等分區的劃分,以及人員、車輛、智能裝置動線的明确。

模拟仿真

在庫記憶體儲方式、作業流程以及布局方案規劃設計完成後,“數智雲艙”通過FlexSim模拟仿真軟體,針對設施使用率、裝置忙閑比、人員忙閑比等内容,實作對倉儲資源投入與經濟性的評估;通過對成本以及資源使用率的計算,采用名額評估法,以為最後的方案決策提供資料支撐。

三、5G技術應用——沖破資訊邊界

對于自動化立體倉庫而言,最重要的便是網絡。每一個智能裝置、每一位員工的手持終端的調試應用需要網絡,不同裝置之間的關聯需要網絡,資訊系統的搭建應用也需要網絡。可以說從倉庫的建設實施階段開始,便展現出了網絡的重要性。而對于倉儲行業而言,5G網絡的普及應用為自動化立體倉庫帶來了一個新的上限。

一汽富晟物流5G“數智雲艙”建設經驗分享

高效傳輸

“數智雲艙”是吉林省内第一家5G企業專網全庫覆寫,全庫享受5G帶來的高速率、高穩定、低延遲時間,傳輸速率就傳統倉庫而言提高10倍以上,基于正常需求60毫秒,大幅提高到13毫秒,響應速度根據鍊路大幅提升30%-500%。以實際使用為例,在速率延時不變的情況下,支援AGV搬運車數量從10台增加至1000餘台,且不限制業務,支援多種終端。與5G專網部署同步配套建設的MEC邊緣雲運算中心,也通過硬體資源虛拟技術進行池化,實作了與傳統伺服器和公有雲架構相比的網絡延時降低30%,運算響應率提高30%,滿足未來五年内呈五倍大幅增長的業務需求。

通訊安全

“數智雲艙”5G專網的搭建可以有效防止商業間諜現象,由于5G專網中的資料與公共5G網絡分開進行隔離和處理,能夠確定對作業流程相關資料完全受隐私保護,同時對終端采用sim卡式識别技術,使被黑客攻擊的可能性為0。“數智雲艙”在5G網絡部署的同時,同步建設MEC邊緣雲運算中心,實作資料流量不出園區,資料外流風險降低至0%,且提供提供虛拟伺服器鏡像、快照功能,伺服器故障資料可快速還原不丢失,保障了裝置資訊安全,讓裝置運作更加可靠。

布局未來

“數智雲艙”實作企業内部獨立發售5G卡,每一個裝置均可自主發夾,為園區内萬物互聯,實作第五代移動通信網絡打下基礎,讓千台裝置聯網通訊,成為可能。在未來的建設當中“萬物互聯”也将從“數智雲艙”逐漸向智慧園區發展,實作由全庫5G網絡覆寫向全園區5G網絡覆寫的更新。

四、數智技術應用——打破空間壁壘

所謂“數智雲艙”,“數”,5G為核心的數字化營運;“智”,無人倉為代表的智能化作業;“雲”,關注資料安全與共享的基礎設施雲與快展雲;“艙”,着重存儲功能的全景化、科技感,賦予廣博的立體空間。顧名思義,“數智雲艙”內建5G環境下的多種數字化系統與智能化裝置,搭建科技化、現代化的5G智能倉庫。

卸貨環節—重力式包裝半自動滑軌

在車輛到達卸貨區域後,通常會面臨作業需要一塊作業人員場地以及一塊車輛卸貨場地,在占用兩部分面積的同時卻無法完全實作人車分流的問題。具備安全隐患的同時兩部分場地間的搬運結束後也需要專門的叉車用以對卸貨至作業人員區域的備品進行貨位擺放,産生人員裝置投入。

“數智雲艙”部署重力式包裝半自動滑軌代替傳統叉車作業,實作按備品緊急順序進行投放,減少作業人員二次尋找操作,大幅提升作業效率。同時,徹底解決了人員與車輛交叉的問題,實作了人車分流,保障了現場作業安全。通過重力式包裝半自動滑軌的建設減少一塊場地,直接減少包裝作業區面積1000㎡,每年直接減少租金35萬元;減少叉車投入,每年減少成本近10萬元;提升作業效率的同時也保障了作業安全。

入庫環節—AGV

在包裝作業人員完成二次包裝後,傳統倉庫采用叉車将包好的備件進行入庫存儲。點對點叉車搬運往複作業浪費人力、裝置資源的同時工作效率低下。

在“數智雲艙”中,引進AGV無人搬運車來代替傳統叉車搬運,操作人員可以通過PAD發出指令,調用AGV小車實作由包裝區域到多穿立體庫區域、閣樓區域的自動搬運。在“數智雲艙”中,采用的AGV小車為5G環境下潛伏頂升式AGV,單車速度可達1.5m/s,每小時可以處理60托貨物的搬運,直接提升中小件入庫搬運效率50%,間接提升包裝效率提升30%。減少搬運作業人數,每年預計節省人工成本35萬,同時實作了搬運無人化與入庫階段的人車分流。

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倉儲環節—四向多穿立體庫

在傳統倉庫中,多使用傳統貨架進行備品存儲。機關面積存儲備品數量少的同時庫房面積使用率也較低。在面臨備品倉儲物流品類逐年增多的情況下也會出現管理難度提升,揀選效率降低的現象。

“數智雲艙”中對于中小件備品的存儲選擇應用配以四向穿梭車的多穿立體庫。整個區域區域占地800平,共16排、8個巷道、60列13層12480個6433标準箱,滿足3.6萬餘貨位使用,可實作每小時出入600箱作業效率。裝置采用立體密集、多層穿梭技術及8對5分揀技術,通過自主研發的庫區級WMS系統和WCS排程系統,具備入庫檢測、分級存儲、自動盤點等功能,實作了上下架作業自動貨到人。

通過四向多穿立體庫的建設,倉儲高度由6米提升至8米,巷道由1.2-3.2米降低至0.8米,機關面積容量率提高2.8倍,節約有效庫存面積2000平,每年直接減少租金70萬元;揀選效率從30行/h提高到300行/h,中小件揀貨人員數量降低62%。減少物流裝置10台,揀貨物流人員10人,每年減少物流成本近200萬元;通過掃碼入庫、智能裝置提貨、掃碼出庫實作中小件作業準确率100%,零部件揀選準确度提升至100%,物流準确率達到100%。

同時,“數智雲艙”還在其中進行了适應于企業特性的改進以及更好的輔助裝置的研發,如因汽車後市場行業備品過多,“數智雲艙”将每個備品料箱進行分區處理,并進行系統改進更新,适配一個料箱中包含多種備品的情況。“數智雲艙”為了更好的便于多穿智能存儲員工的操作,還進行了相關實用新型專利——便于使用的人工揀選位研發,通過對人體力學的研究來對操作人員的操作效率及作業安全進行了優化提升。

出庫環節—RFID傳輸分揀線

在出庫環節中,物流行業具備對應目标客戶多、備件種類多的兩大特點。是以庫内搬運距離長、搬運頻次高,分揀耗時、分揀準确率低成為整個行業的共性痛點。

“數智雲艙”采用集合WCS排程系統、RFID技術、二維碼識别技術的RFID傳輸分揀線,實作按目的地的區域進行分派操作人員的按址配置設定,出庫分揀效率可達每小時1800箱,整體作業效率提高200%,中小件分揀準确率提升100%,較傳統作業人工分揀提升傳遞準确度30%。一次性為企業減少搬運揀貨人員及叉車的投入,每年減少成本近150萬。實作搬運、分揀無人化的同時減少了人車交叉的情況,提高了出庫作業安全。

一汽富晟物流5G“數智雲艙”建設經驗分享
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數字化營運—WMS倉儲管理系統

如果對“數智雲艙”業務流程進行梳理的話,不難發現WMS倉儲管理系統的重要性,收貨、入庫、上架、盤點、下架、出庫的倉儲全流程都離不開WMS系統的支援。相比較之下,傳統倉庫如果沒有這樣一套系統支撐,在失去市場競争力的同時,還将面對實物流與資訊流時差較大、業務過程管理不透明、無沉澱資料支撐決策、勞動負荷無法自動統計、工作效率無法資料量化等多項核心痛點。

在紅旗業務翻倍攀升的前提下,因WMS系統的使用,使得現場作業未增加人員投入也滿足了出庫生産節拍要求,每年量化節約50萬營運費用。同時通過WMS倉儲管理系統的建設,使得現場收貨、上架、揀貨、複核業務準确率達到100%,較系統部署前審單時效提升230%,揀貨時效提升78%,裝箱效率提升31%。在其他隐含價值方面WMS系統的建設對于波次邏輯、批次管理、有效期管理以及ABC分類提供資料支援;對于備品進、銷、存等環節管理做到有據可查,提升追溯性;對于庫存差異做到及時發現,出現差異後可大幅縮小查詢範圍;對于各項精益管理改善,提供精确資料依據。

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可視化管理—SCV營運駕駛艙

基于行業資料分散在多個系統以及本地檔案,傳統報表在展現資料趨勢,問題追溯資料逐層鑽取方面表現差強人意,無法滿足資料分析要求以及資料收集工作量大時效性低,資料檔案無法做到統一管理,安全性低和資料報表制作不便的痛點,“數智雲艙”開發搭載SCV營運駕駛艙。

SCV營運駕駛艙是基于資料抽取技術的數字化決策支撐系統,将紅旗全國9倉的營運狀态資料由傳統人工采集轉變為數字化系統實時自動采集,并将報表實施展示在大屏、PC、手機終端中,使得資料分析工作可以下沉到資訊員無需專門設定資料分析員崗位,資料分析效率提升90%,資料收集準确率達到100%,量化每年節約營運成本28萬元。SCV營運駕駛艙的部署讓營運可視、讓資料可信、讓決策更智能,實作從經驗式管理到數字化管理的轉變,為營運評價和資源調配決策,提供真實數字支撐。

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控制中樞—智能倉儲可視化數字孿生系統

對于傳統倉庫或者是已經逐漸進行數智化轉型的自動化立體倉庫而言,都會面對各業務系統相對獨立,形成資料孤島且無直覺的全場景可視化綜合展示平台的問題。并且這一問題将随着數智化轉型的進行而愈發加重,随着各種智能裝置的投入,各式各樣的系統将會越來越多,再加之企業自身的倉儲、運輸、包裝、監控等系統,管理人員的工作會越來越複雜。對此,“數智雲艙”提供了智能倉儲可視化數字孿生系統的解決方案。

數字孿生系統通過資料采集與智能感覺方式,接入AGV、多穿立體庫、傳輸分揀線、WCS、WMS、UWB、攝像監控等各系統資料,上接應用、下控裝置,解決資料孤島問題,實作物流全環節資料采集、全系統資料融合、全場景數字孿生。通過數字孿生系統的部署,智能裝備運維模式由被動轉變成主動運維模式,裝置使用率提高30%,運維效率提升50%,管理人員減少節省人力成本每年20萬元,節省裝置損壞維修成本每年10萬元;通過全要素可視化展示平台,實作人員、裝置排程管理效率提升50%;通過預測模型,态勢感覺,資料分析效率較原有人工統計模式提高100%,直覺反映倉儲業務動态,為企業決策提供資料支撐。為管理者和客戶提供了“上帝視角”,為流程精益優化,提供可視工具支撐。

未來探索—智能裝備實驗室

着眼未來,“數智雲艙”為了保障未來的“數智領航”,建設了5G智能裝備實驗室,以5G-SA企業專網為基礎,智能裝備+智慧物流實際應用為落地場景,圍繞智能互動、智能感覺、智能生産、智能管理,進行數智課題攻關研究,支撐“數智雲艙”數智技術的孵化和應用。對于行業内各種尖端技術,采用通過智能裝備實驗室模拟庫房内部現場作業環境的方法,判斷技術的落地實施可行性以及對于企業的經濟效益,決策出最适合于企業發展的“數智領航”技術。

一汽富晟物流5G“數智雲艙”建設經驗分享

五、項目建設管理

有了合理的規劃也需要一套配套的良好項目管理體系才能保證項目的完美實施。在“數智雲艙”的建設過程中,提出了四層級管理模式的項目管理體系,即戰略層、戰術層、實施層和沉澱層。

戰略層

從戰略層面将項目做整體把控,按照先後順序将整體項目“數智雲艙”劃分成9大關鍵“戰役”,對每個“戰役”制定了責任人、工期和戰略傳遞成果預期,并且每月複盤。

同類的物流庫房建設項目可以參考本項目的九大“戰役”,用以對整體項目流程進行把控:項目規劃;建築施工;手續辦理;智能裝置招采;智能裝置調試;聯合調試;倉儲裝置招采;倉儲裝置安裝;庫房搬遷。

戰術層

針對每一場“戰役”,按照項目類型,進行專業人員比對,并對子項目進度進行分項把控,每半月點檢。

對于同類的物流庫房建設項目,可以将每一場“戰役”分為與“數智雲艙”相同的三類“戰術”:土建施工類;智能裝置類;庫房搬遷類。

實施層

針對每個任務擔當者,從具體實施層面,采用Project項目管理軟體和專業的項目管理系統,對每項任務按照關鍵節點進行精确進度管控,每周跟蹤。

以“數智雲艙”中的智能裝置項目為例,可以分為具體以下幾個實施步驟:需求分析;技術論證;廠商收集;廠商篩選;廠商考察;技術任務書編制;商務采購;産品生産;入場前準備;安裝調試;驗收;運維追蹤。

沉澱層

針對整個項目過程所産生的文檔、照片,采取檔案夾樹形結構進行實時歸檔儲存,友善進行模式沉澱和項目複盤。

整個項目完成後,“數智雲艙”項目組按照以下步驟進行複盤分析,為下一個“數智雲艙”做準備:文檔收集;文檔整理;問題歸納;分析複盤;模式沉澱;效果驗證;改進更新。

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六、雲艙開啟

經過近幾個月的資料分析、方案規劃、物流仿真與方案論證後,在所有項目的有序進行下,為期一年的“數智雲艙”于今天正式落成。紅旗“數智雲艙”作為長春紅旗備品中心庫,專屬紅旗,服務全網,開創了富晟物流可持續發展與數智化轉型的嶄新篇章,也必将成為助力紅旗品牌戰略發展的重要力量。

“數智雲艙”通過十一項數智技術賦能,有效節約倉儲面積6791平方米、實作整體效率提升70%、節約作業管理人員20%、達成出庫量翻一倍且倉儲面積與作業人員不額外增加。在未來三年,“數智雲艙”年吞吐能力可達到4500萬件,将為全國34個地區共計315家紅旗經銷商、700餘家供應商,提供低成本、高成效、低消耗、高收益的數智供應鍊服務,并将數智雲艙成熟的數智化營運體系,輸出在更多汽車備品供應鍊中,進一步加速智慧物流的發展。

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文章來源:一汽富晟物流

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