上汽的智能制造与智能物流探索

【案例】上汽通用智能制造与智能物流探索

文I本刊记者王玉上汽通用在向智能制造转型方面走

在了行业前列，智能物流作为智能制造关键组成部分，更是

战略规划清楚、路径明确。上汽通用在打造全局物流数字化

体系基础上，对部分物流业务步骤进行智能化改造并取得了

显著效果。上汽通用汽车有限企业（以下简称“上汽通用”）

成立于1997年6月12日，由上海汽车集团股份有限企业、

通用汽车企业共同出资组建而成，现有浦东金桥、烟台东岳、

沈阳北盛和武汉分企业四大生产基地，共9个整车生产厂、

4个动力总成厂，拥有三大品牌、二十多个系列强大产品阵

容，覆盖了从高端豪华车到经济型轿车各梯度市场，以及

MPV、SUV、混合动力和电动车等细分市场，同时面向未来

全方面开启新能源车战略。，在中国宏观经济仍处于L型

底部、市场竞争更趋激烈背景下，上汽通用以"卓越'精'

营”驱动“战略”全速启航,整年完成销售1887071辆，同

比增加7.7%,旗下别克、雪佛兰和凯迪拉克三大品牌分别销

售1230203辆、538852辆和118016辆。历经发展，上汽通

用一直是中国汽车行业领跑者，不但业务规模以几何级数增

加，经营范围不停扩大，在技术创新和模式变革探索方面也

走在行'也前列。伴随智能制造在全球兴起，上汽通用在业内

率先开始对智能制造主动探索和严密布局，智能物流作为其

中关键板块之一大胆尝试，稳步推进。上汽通用生产控制与

物流部业务开拓与发展经理倪斌在上汽通用20岁生日之际,

本刊记者采访了上汽通用生产控制与物流部业务开拓与发

展经理倪斌，请他分享了上汽通用智能制造体系下智能物流

规划与实施情况。能够说，智能制造与智能物流建设总体战

略规划清楚、路径明确、实施有效，该体系成功打造将会是

上汽通用未来继续领跑中国汽车行业强大驱动力。一、智能

物流建设背景1.智能制造是转型方向近年来，汽车制造行业

面临产能过剩，客户需求产品多样化与个性化，原材料成本

和劳动力成本上升，利润空间减小等很多挑战，传统管理伎

俩和运行模式显著已经碰到了瓶颈。智能制造兴起，无疑为

汽车制造业转型发展带来了新机遇。在互联网高速发展当

下，人们思维模式发生颠覆性转变；同时各种新技术发展与

成熟应用，会推进商业智能走向一个新高度，也使人工智能

实现成为可能。这些对汽车产业影响已经从汽车产品向整个

汽车工业延伸，全球很多汽车企业都在主动完成转型，上汽

通用作为中国汽车行业领军者更不例外。其实在企业成立早

期，上汽通用就建立在一个先进工艺和高自动化率基础上，

具备完善信息化系统支持业务高效运作。企业在发展过程中

也不停创新，连续引入先进生产技术和工艺，增加自动化、

数字化、智能化设备投入，不停巩固制造领先优势。能够说,

积累为上汽通用实施智能制造打下了坚实基础。上汽通用整

个智能制造体系由智能系统、智能产品、智能研发、智能设

计、智能生产、智能质量、智能销售、智能服务以及智能物

流等多个板块组成，覆盖了产品研发、制造工艺及设备工程

开发、生产制造、物流运作与管理、质量管控、市场营销及

售后服务等方面。上汽通用在上述各个业务步骤中均布署了

全局性数字化、智能化应用实践，将分阶段稳步推进。2,智

能物流发展时机已到物流作为汽车制造中关键一环也面临

着很多压力。传统模式下物流效率提升已靠近瓶颈，需耍寻

求突破;市场需求与产品供给需要更精准、更加快速对接，

对供给链及物流提出更高要求；劳动力成本上升、土地资源

稀缺及价格不停提升等原因，造成物流成本大幅提升；新兴

产业企业拥有得天独厚互联网资源优势，汽车物流面临跨界

竞争威胁。在此背景下，汽车物流被越来越多地植入“智能”

诉求。加上近年来，自动化设备、智能机器人、新控制技术

不停涌现，物联网、视觉识别、大数据分析、云计算、机器

学习等先进技术不停发展成熟，都给智能物流发展提供了良

好契机。对于上汽通用而言，物流智能化转型是企业保持优

势、连续前进目标，同时也是支撑企业智能制造顺利推进主

要组成部分。另首先，上汽通用作为汽车产业链龙头，经过

智能物流战略推进，也将协同并带动汽车上下游产业链共同

发展。二、稳健数字化物流发展规划上汽通用智能物流发展

根本将围绕模块化、自动化、数字化、网联化、智能化五个

方向展开，数字化实现被视为智能化改造基础。，基于企业

智能制造发展战略，上汽通用制订了供给链与物流数字化发

展规划，在物流全过程中对传统业务流程进行全局数字化改

造；同时，依靠自动化物流设备、感知技术、物/务联网、大

数据、智能优化算法等先进技术，对部分物流业务和系统进

行智能化改造尝试，挖掘和寻找传统业务突破点和新效益增

加点，为智能物流转型升级打下坚实基础。上汽通用数字化

战略全景1.把握汽车供给链特点，推进物流数字化（1）业

务链长、步骤多、范围广上汽通用供给链与物流管理运作由

生产控制与物流部负责，其业务覆盖生产计划、物料准备、

入厂物流、工厂物流、一直到出厂物流等一整条业务链；包

含生产计划管理、零件计划管理、库存控制、供给链管理、

物料运输管理、仓储管理、料箱料架管理、包装设计、整车

发运等各个业务步骤；业务范围在企业内包括到几乎全部部

门（市场、采购、财务、工程、制造、质量等），企业外包

括到零部件供给商（包含国内、国外）与物流服务供给商（包

含陆运、海运、空运等）。（2）系统数量多、互联互通性差

基于供给链复杂性，上汽通用信息系统建设和应用也较为复

杂。详细表现在：一是企业业务部门众多，各部门所包括和

应用系统多达30多个；二是以往各业务部门系统单独开发,

互联互通性不强，造成各系统效率不一样；三是各个系统并

不是从同一数据池、在同一时间抓取数据，造成信息不对称。

2.构建互联互通数字化信息系统为实现供给链上下游高效

衔接，上汽通用需要从两个方面入手，推进传统业务流各步

骤数字化改造：一是疏通整个业务链，二是打通整个信息流。

为此，上汽通用采取了企业架构方法，对业务架构、应用架

构、数据架构等内容，经过梳理、分解设计、构建、集成、

扩展，形成端到端全局性规划，确保各数字化信息系统符合

部门战略和业务、技术发展要求，相互之间实现互联互通；

同时，在IT架构设计中采取了数据模块化设计，确保相关系

统未来再改动时只需改动特点模块即可，不对其余系统迨成

任何影响。倪斌以上汽通用汽车凯迪拉克工厂为例，介绍了

智能工厂整体架构布局。该工厂应用工业以太网技术，为底

层生产设备提供高带宽网络化接入。设备层传感器、执行器

等设备均经过工业以太网接入系统；在控制层，使用PLC产

品实现工艺过程和安全设备一体化控制，在现场布署大量基

于PC或面板型HMI产品，实时获取生产设备运行状态信息

和工艺过程信息，并能进行远程控制；在车间层，布署了

MES系统，具备了生产过程监控、设备监控、生产计划调度、

物流运作管理、质量信息搜集和追溯等功效，并向上和企业

ERP系统贯通；在企业层，按照业务链及功效分工，布署了

基于ERP系统以及其余相关系统，实现全业务链系统功效覆

盖。未来，该工厂伴随物联网建设不停投入，在设备层和控

制层将接入更多传感器和设备，需采集并传输更多数据供处

理分析；在车间层和企业层，将推进大数据分析和可视化工

具应用，帮助识别业务运行步骤优化机会，利用数字化建模

分析、智能算法等技术，探索智能排产、智能调度、智能优

化等高级应用；在各个层级上，将结合详细项目需求，开展

通信网络性能升级，布署相关业务应用。三、智能物流系统

建设探索据倪斌介绍，基于成本控制与风险可控考虑，上汽

通用智能物流系统建设推进，并不是集中在某一个生产基地

或者某一个工厂，而是利用全局资源，选取适宜项目在不一

样工厂分头试点，待取得成功之后再在四地工厂全方面推

广。智能物流战略推行两年以来，上汽通用已就数字化技术

和智能物流装备等进行了分头试点，为全方面实现智能物流

转型升级打下坚实基础。1.数字化技术应用及探索上汽通用

在生产计划排产、入厂物流、工厂物流、供给链延伸管理等

步骤，不停引入数字化技术应用，推进物流数字化及智能化

转型。（1）数字化排产技术，上汽通用在国内汽车行业首次

在冲压业务领域应用数字化排产技术。冲压车间排产是经典

小批次、多边界条件、多约束条件数学模型，同时在换模时

间长、次数多、库位不确定等多个原因下，人工考虑约束条

件有限，排产效率低。上汽通用将传统手工排产转变为数字

化排产，能够大幅缩短排产所需时间，快速响应生产需求改

变；缩减物料缓存区面积，提升场地利用率，实现精益库存

管理；合理安排和配置人员，提升计划员工工作效率、设备

利用率及生产效率，并能调和产能溢缺，降低公用动力，降

低各项物流运作费用。数字化排产在浦东金桥冲压工厂取得

经验并深入优化算法后，上汽通用将会在把该技术逐步推广

到动力总成工厂、整车装配厂，进而在四地工厂全方面采取。

（2）室内定位技术上汽通用在汽车制造业工厂物流领域首

次应用室内定位技术，配合自动化扫描等各类先进感知技

术，实现人、机、料数字化跟踪分析，优化送料路径，提升

人员效率，最大化设备利用率，精益厂内库存，有效支撑数

字化工厂构建。（3）智能调度技术在行业内首次尝试应用智

能调度算法，经过入厂物流、工厂物流等步骤全局资源调度,

高效匹配物料需求与物流资源，实现物流整体效率大幅提

升。（4）模拟仿真技术现在，模拟仿真软件多用于工厂规划

或产品开发，对于整个流程中全部自动化设备结合运作仿真

技术还属于空白。上汽通用正在探索在物流系统整体规划方

面采取模拟仿真软件，仿真整个物流过程中瓶颈、预知风险,

模拟更多方案，从而找出最优方案。（5）窄带技术在料箱、

料架追踪中应用上汽通用利用中国移动窄带技术，集成了

GPS模块，只要手机有信号地方都能追踪并传送料箱、料架

位置、状态等信息，实现料箱、料架全生命周期管理。现在

该技术应用处于探索阶段。2.智能物流设备应用及探索在智

能物流体系建设过程中，上汽通用围绕入厂、接收、仓储、

分拣、上线、下线、发运、出厂等八大运作步骤，连续推进

物流自动化水平°现在主要应用自动化物流系统以下：（1）

自动化立体库上汽通用已经在四个基地多个工厂分头试点

了穿梭车、堆垛机等在内不一样形式立体库，用于包含发动

机、变速箱在内多个标准化大型零部件及总成件自动化存

放，提升了仓储面积利用率和物流作业效率。自动化立体库

自动化立体库现在在汽车行业应用较少，主要是因为汽车零

部件规格、尺寸差异大，实现高效率应用比较难。但伴随土

地成本、人工成本上升，自动化立体库应用成为趋势。（2）

智能新型AGC上汽通用率先试点引入国际先进智能新型

AGC完成自动运输物料上线作业。有别于传统磁轨式导航

AGC,智能AGC能够360度原地旋转，几乎没有转弯半径,

能够不用限制线旁零部件密集堆放，提升了上线效率。现在,

智能新型AGC在快递物流行业应用较多，而在汽车物流行

业应用较少。同时，上汽通用在AGC应用过程中也发觉，

因为汽车行业有些零部件整体包装重达一吨以上，而现在

AGC举升力有限，还不能胜任全部零部件自动上线。上汽通

用正在与新松、海康威视、极智嘉等行业领先企业沟通，希

望未来在技术上有所突破。（3）无人叉车上汽通用在消东

金桥、武汉分企业应用了激光导航无人叉车，实现物料自动

出入库，使仓库局部实现无人化运作，物流效率显著提升，

未来还将会加大投入。（4）智能拣选机器人上汽通用在汽车

行业首次引入智能拣选机器人完整天窗零件自动拣选，提升

了分拣效率。在柔性化生产现场，物料需要排序。上汽通用

采取智能拣选机器人自动抓取天窗放在料架上，并按照生产

计划排好次序，最终由AGC将料架拖至线边，实现了天窗

拣选及上线无人化。天窗智能分拣机器人除此以外，上汽通

用还利用自动化设备，实现整托盘物料自动扫描、自动打包、

自动短驳；自主研发无人拖车，在发运端实现厂际间物料无

人自动驳运；经过机运链大规模应用，提升物料接收端作业

效率；利用自动扫描、整车立体库、自动洗车等技术，提升

整车物流操作效率；另外，还经过建立硬件控制系统，实现

对不一样自动化设备统一管理与控制，初步实现无人化仓库

运作。四、难点及处理路径倪斌表示，在上汽通用智能物流

推进过程中，许多新技术、新模式在部门、企业甚至行业内

都是首次尝试，无成熟方案可供借鉴，面临很多困难与挑战。

针对这些技术难点，首先，上汽通用在部门内部成立了对应

平台化组织，集成部门各类教授对技术难点进行集中攻关；

另首先，经过战略供给商协同、产学研合作等方式，借用各

类外部资源帮助来进行项目推进。另外，受到企业资源和人

力条件限制，不可能全部物流系统和作业步骤一起推进智能

化，怎样寻求技术与成本之间平衡，找准突破口，也是智能

物流建设过程中必须考虑。上汽通用所追求是精益智能物

流，用最低成原来实现最优处理方案，全部新技术新模式应

用都是为了最终能产生效益。所以，上汽通用在做好智能物

流发展全局规划后，梳理整个业务流程中哪些业务有系统，

找到最关键步骤先试先行。比如，入厂物流和出厂物流最复

杂，所占物流成本也最多，即使取得哪怕1%改进，都将带

来可观效益，所以成为智能物流建设重点。还有一些相对来

说比较简单易行业务也能够率先尝试。简单来讲，物流智能

化改造步骤就是，高收益、高回报及能够快速产生效益业务

先推进；一些规模比较大、难度也大步骤采取“小步快跑，

快速迭代”理念去推进。最终值得一提是，在新技术试点与

验证过程中难免会走一些弯路，但上汽通用企业管理层对于

创新一直抱着容错态度，允许试错，这使相关人员放下包袱,

大胆尝试，使改进项目得以快速进展。五、价值分析及未来

展望对于智能物流体系建设给上汽通用带来价值，倪斌表

示，上汽通用原来物流体系基础扎实，在智能物流体系建设

过程中，每提升一小步都是一次大突破，现在探索达成了预

期效