智造升級｜車企數字化供應鏈升級之道
發布日期：2022-06-16
科箭數鏈空中沙龍第十五期
5月27日，科箭聯合新創融媒舉辦制造業專場分享會“智造升級 加數前行—制造業數字化供應鏈升級之道”，上實交通電器IT總監曹俊先生受邀分享車企數字化供應鏈升級之道，本文根據曹俊先生直播演講整理而成。
上海實業交通電器有限公司是上汽集團旗下汽車零部件企業，主要產品是汽車用電動玻璃升降器、喇叭、遙控鑰匙、油泵電機等車用電器。上實交通有著悠久的歷史，中國第一輛汽車上海牌汽車的汽車喇叭、電器開關就是我們這樣一家曾經的街道小廠制造的。目前。上實交通成為年銷售額幾十億的汽車零部件企業。近幾年，上汽集團加大了零部件企業的整合力度，讓我們和中國第一大汽車零部件企業延鋒合并，希望我們能夠借助延鋒的全球平臺在未來進入一個快速發展期。
#1
汽車制造企業供應鏈現狀
2020年的疫情讓很多人見證了上汽的制造能力，上汽五菱用短短幾個月時間準備了大量的口罩，成就了人民需要什么我們就制造什么的口號。但是這樣的豪言壯語需要強大的供應鏈規劃、整合的能力，在短暫的缺口罩的危機后，如果還是覺得疫情的影響是短暫的，那么只能說，我們還是太單純。在接下來的時間里，整個供應鏈都在為缺芯片而發愁，某些整車廠甚至有汽車先銷售，等芯片到達再拉回4S店補裝的情況。所以汽車爆發式增長這么多年之后讓我們有機會放緩腳步，在更多的細節上重新審視我們的工業4.0，重新定義數字化工廠的意義。我們就像一個武俠劇中的楊過，被砍斷了雙臂，打得體無完膚摔下了懸崖，才有機會獲得修煉絕活武功的機會。
上汽和延鋒集團對我們提出了新的要求。如圖是整個汽車行業對汽車零部件企業供應商做的一個供應鏈情況和摸底調查。
我們可以看到，上汽整車廠的核心零部件企業以合資和獨資企業居多，在被調查的808家企業中，我們遴選了46家進行調研，這些零件供應商涵蓋了電器，車身，外銷，底盤，動力總成，內飾，空調等各個方面具有很強行業代表性的企業。在表中可以看到，這些企業有合資、外資、民企、國企。他們的運輸方式有拉動，而且以拉動居多。從這張表中的供應鏈現狀分析中可以看到，上汽供應商在系統能力上已經達到了一定的高度，對于庫存及計劃的管理能力等有很強的把控能力，一半以上的供應商初步實現了供應鏈數據的對接，沒有能力做數據對接的供應商不超10%。這些供應商除了給上汽，其實也給沃爾瑪、寶馬、福特等車廠供貨。
在被調研的汽車零部件供應商中，60%以上的企業使用了SAP、QAD，大多數企業對于自己的供應鏈成品庫存，原材料庫存和生產計劃及二級三級供應鏈是愿意開放數據的，其中愿意開放接口占比46%，也就是說數字化供應鏈的數據打通問題是有需求、有意愿的。
作為第一梯隊，延鋒實業交通的信息系統及數字化能力是比較靠前的，但是供應鏈在延伸管理以及供應鏈數據打通方面，還是有很多問題，對于整車企業，我們需要有更精準的計劃以及中長期的預測計劃，希望對第三方庫存自運的貨品有更為快捷的、精準的了解。對于供應鏈，我們需要對交付、備貨、產能數據等有即時的掌握。在疫情下，我們需要補充一點新的需求，那就是——供應商、承運商是不是有疫情，人員核酸數據能不能共享，我相信這也是絕大多數零部件企業目前遇到的困境和問題。舉個小例子，我們需要車企開放精確到小時的實時總裝需求，希望車企的供應鏈管理系統能夠更智能，能夠做到防錯和提醒。對物流狀態，我們希望能看到像電商那樣實時的位置狀態信息跟蹤，讓我們能更好地對訂單進行跟蹤。
我們的入廠物流現狀。我們從車企預測計劃開始準備，一直準備至我們獲得較為精準的滾動計劃，SAP系統會根據WMS的庫存情況及MRP策略跑生產計劃和物流計劃，計劃員會根據自己的經驗轉化成采購訂單。其實，這樣的人為調整越來越少。但是，這次疫情又導致了超負荷運行，需要大量人為干預。在這之后，供應商在EDI中完成對采購計劃的確認，隨后進行制造配送。WMS在收到貨品后，開始入場物流的操作，這里有一個零部件企業的供應特點，就是我們要對包裝器具，就是空箱進行管理，以最精益的方式重復利用這些包裝器具。目前，這個流程缺的是在途貨品、第三方庫存貨品及實時庫存的管理。所以在缺芯片的這段時間，我們在難得的產能富裕的情況下，對WMS，AGV，MES, EDI等系統做了一個重大的升級，將WMS和EDI徹底云化，將在途，廠內物流，委外庫存，第三方庫存等全部納入系統的管理范圍，重新和供應商確認框架協議，將實時庫存的錄入與接口作為我們的合同標的之一。科箭協助我們升級了WMS、TMS，云化后的系統支持多租戶，解決了很多原本困擾我們的信息安全問題，很適合我們這樣擁有龐大供應商群，在全國各地租借了很多第三方倉庫的企業。
#2
汽車企業數字化供應鏈的需求
下圖是我們入廠物流的一個業務場景，主要是原材料入庫的一個場景，SAP系統通過定時接口將原材料采購訂單同步到WMS系統，作為倉庫和對供應商送貨收貨的依據，供應商到貨后倉庫進行檢驗、收貨及上架，我們結合AGV做了物料超時緩存區的一個流程，物流AGV是我們這次改造的一個重點。由于我們的WMS上的時間比較悠久，也比較強大，我們將大量的MES觸發動作即時傳遞到WMS，由WMS計算調度AGV的系統，我們采購了幾十臺海康的AGV，這是因為海康的AGV標準型號可二次開發和定制的難度比較高，所以價格十分低廉，但由于我們的WMS的精準計算和調度，讓整個AGV的系統的實施成本降低了三分之一，所以成本是一切改進和優化的前提。
同樣的事情也發生在MES系統，由于以前我們公司報工一直是調用WMS接口，這件事情的起因是我們公司的物權責任是在報工階段發生轉移的，現邊的生產階段制造中心是所有產品的物權所有者，產品下線報工后，物流部就接管了物權，所以報工成為了一個關鍵控制節點。以前物流部掃描入庫報工是在成品物流倉庫的這一刻，現在提前到MES確認成品下線的那一刻，這將成品庫的實時性提前了一個多小時，但是由于WMS的報工接口實在是太好用了，經過那么多年的考驗，而且AGV同時又是WMS做調度的，所以原本MES應做的報工任務我們還是用WMS去完成。所以，我們再一次證明了很多事情存在即合理。
我們可以看到，前面一張表中紅色指定的區域是發生AGV呼叫指令出庫的地方，AGV指令出庫以后，待檢配的工人會將部分任務交給配料車綁定，在屏幕顯示的任務中WMS告知AGV到哪個地方去接貨，AGV系統會詢問WMS出庫現在具體哪個位置，調度空閑的位置以及空閑的AGV車，以提高效率，這就是我們與眾不同的存在即合理的WMS報工流程。報工方式還是保留了原本WMS接口，當MES呼叫AGV成品完工后AGV就會來取整包裝的成品，成品被AGV承接后立即呼叫WMS接口，完成報工，跳過了原先成品緩沖區、成品短駁區、成品倉的上架掃描，提前完成了成品報叫。
我們的物料超市入庫流程。基于商品的最少最大的安全庫存，當物料超市的貨物少于安全庫存時促發補貨，WMS生成補貨任務，補貨任務會定時執行，一至兩小時執行一次，按托盤生成任務，配料工將整托盤的東西移到超市的入庫接駁位，搬運工通過搬運物料到Dolly，然后呼叫AGV向現邊區輸送。
接下來簡單介紹下我們的一些成品出庫指令，由SAP創建后通過接口向WMS創建銷售出庫類型的訂單，倉庫通過訂單進行備貨，揀貨，發貨，這些就不一一介紹了。
對于零部件企業來說，經過多年的努力，我們對供應鏈的管理自動化，供應鏈智能化，已經初步覺醒。高度自動化，智能化以及供應鏈的協同成為共識，這樣的共識是建立在系統，用戶以及設備，產品互聯的基礎上，我們已經看到在產業鏈數字化，智能化讓我們能在更多的成本上得到控制，能夠給我們更大的利潤空間，所以我們會義無反顧地沿著這條路繼續走下去。
#3
數字化供應鏈打造行動
包裝器具的全生命周期管理
再此回到我們的老問題，就是空箱問題。我曾經多次因為缺供應商的料箱導致無法下線，無法供貨的情況，也就是因為這些成品料箱的缺貨，導致報工無法進行。汽車零部件行業有個特點，就是包裝器具特別昂貴，一個包裝器具可能上千，需要重復利用，有時一個包裝體就是箱子，如果帶IoT和RFID，它的價值可能是數千元。所以我們的料箱也經歷多次進化，從最初的一個不可折疊的鐵箱到后來的可折疊鐵箱，到現在的圍板箱。圍板箱的發明顯著降低了成本，而且降低了把空箱運過來的物流成本，因為可以通過折疊，可以大量節約空間，空箱的很容易收納。隨之而來的一個問題就是包裝器具可以能有了成套的問題，因為料箱有天地蓋和圍板幾個部件形成，原來折疊箱沒有這樣的問題。所以我們就要讓這些需要成套管理的產品能夠繼續管理起來，有時運輸可能天地蓋和圍板箱不是同一車輛運輸的，運過來的不能同時用，成套運輸過來才能在現邊去使用。
所以，我們和科箭研發人員一起開發了一套包裝器具全生命周期的系統。
首先要了解汽車行業對物料狀態的一些定義，我們的包裝器具也是具有良品、待檢品、不良品以及報廢品這樣一個概念。對于很多不良品來說，和報廢品的區別在于，不良品是可以再搶救下，也就是通過返修，維修來修復成良品，我這里畫了張類似芯片的一張圖，主要講的是物料的轉換，一方面表達整個物流狀態可以轉換關系，另一方面也表達出我們整個汽車行業對芯片的一個渴望。
對于包裝器具，為了便于數字化管理，我們在很多年前把數以百計的普通包裝變換成了幾種標準的包裝。通過不同集合來區分這些包裝物，來進行分類管理。包裝器具的管理分類方案從投入開始，要計算整個物流環節的數據。這些數據的維護環節、流轉路徑以及拉動節點規劃，在周轉期間我們還要考慮流轉的賬務，存貨管理，包裝物的更新維護信息，還需要考慮很多管理流轉，賬務流轉，賬務管理，包裝器具的維修，個體的追溯以及優化退出信息的這些維護，這里退出包括維修，報廢，置換的一些操作。這些大量的數據，包括包裝物流的重量、尺寸的信息維護，對我們來說，管理維護成本是十分巨大的。原來我們是通過Excel和簡單的表單來管理類這個方法，他的傳遞性、交接性、協同性都很差，所以我們利用科箭的WMS開發了一套，增強了包裝器具的出入庫管理以及對這些包裝器具的物料狀態管理，并配合生產計劃制定出空箱計劃。因為沒有把包裝器具包含到BOM中，所以這樣一個計劃是游離在MRP之外去跑的空箱計劃。可以讓管理者和生產計劃人員可以更精確的了解到包裝器具目前的情況，在一定時間內，預測空箱計劃做出及時預警，讓部門做出響應。我們在系統策劃中，也考慮了特殊包裝器具的問題，比如，二次成套問題，兩套圍板箱如果是不同的部件損壞是可以拼湊出另一套，部分包裝器具的損壞也是可以通過修理來改變，延長了整個包裝器具的生命周期。
#4
車企數字化供應鏈升級
從上云開始
最后我想講一下最重要的，在整個系統的防范中改變了原先的部署方式——部署到云端。以前的那些信息安全和宕機問題都交給專業的供應商做這樣的事，減輕了我們IT維護人員的工作量。未來，我們可以繼續擴展，通過應用優化計算引擎，通過對于包裝器具和物流狀態的多種約束條件和約束模式，包括對于第三方的多物料代碼管理，以及多倉管理，通過系統進行代碼轉換。這些包裝管理的屬性和代碼轉換以及狀態的一些管理，是基于科箭目前開發的一個WMS庫存管理和多倉位管理的方式中的。這是整個包裝管理器具的一個關鍵點，我們對于多批次收貨以及二次成套問題也在系統中進行了優化，這部分不是WMS原來的功能，是我們在整個優化過程中優化出來的一些功能。對于料箱的出庫管理，這里列了一些管理關鍵點，庫存周轉，多次處理，分配規劃以及揀貨方式方面一些配置。最后對包裝器具添加了比較多的特殊屬性，比如，包裝器具的使用壽命、循環次數、維修次數、以及長寬高，體積面積承重，堆疊高度等，未來可以為智能化倉儲做一個前期的數據準備。包括材質，是鐵還是木或塑料的，我們都在系統做了定義，這是目前使用到產品的一些庫存管理屬性。
最后談一下系統高可用的部署。云部署和SaaS化是未來的高可用方式低成本部署的方式，在這套系統里完全云原生，客戶端是基于安卓系統，支持專用掃描器和安卓系統手機，特別是手機支持，讓我們降低了在第三方庫存以及一些信息化程度比較低的供應商的部署成本。這個系統在科箭和我們上汽集團的行業云帆一尚行的努力下成為集團第一批在建的SaaS系統，目前在上汽的鄭州，上海，南京等地都已建設了中心，未來可能在云南等地建一些數據中心。
他山之石可以攻玉。相信未來會有更多的優秀國產軟件在我們的行業云中完成部署，成為汽車行業打造數字化服務的基礎之一。
演講嘉賓 | 曹俊 上實交通電器IT總監