智造升级｜车企数字化供应链升级之道
发布日期：2022-06-16
科箭数链空中沙龙第十五期
5月27日，科箭联合新创融媒举办制造业专场分享会“智造升级 加数前行—制造业数字化供应链升级之道”，上实交通电器IT总监曹俊先生受邀分享车企数字化供应链升级之道，本文根据曹俊先生直播演讲整理而成。
上海实业交通电器有限公司是上汽集团旗下汽车零部件企业，主要产品是汽车用电动玻璃升降器、喇叭、遥控钥匙、油泵电机等车用电器。上实交通有着悠久的历史，中国第一辆汽车上海牌汽车的汽车喇叭、电器开关就是我们这样一家曾经的街道小厂制造的。目前。上实交通成为年销售额几十亿的汽车零部件企业。近几年，上汽集团加大了零部件企业的整合力度，让我们和中国第一大汽车零部件企业延锋合并，希望我们能够借助延锋的全球平台在未来进入一个快速发展期。
#1
汽车制造企业供应链现状
2020年的疫情让很多人见证了上汽的制造能力，上汽五菱用短短几个月时间准备了大量的口罩，成就了人民需要什么我们就制造什么的口号。但是这样的豪言壮语需要强大的供应链规划、整合的能力，在短暂的缺口罩的危机后，如果还是觉得疫情的影响是短暂的，那么只能说，我们还是太单纯。在接下来的时间里，整个供应链都在为缺芯片而发愁，某些整车厂甚至有汽车先销售，等芯片到达再拉回4S店补装的情况。所以汽车爆发式增长这么多年之后让我们有机会放缓脚步，在更多的细节上重新审视我们的工业4.0，重新定义数字化工厂的意义。我们就像一个武侠剧中的杨过，被砍断了双臂，打得体无完肤摔下了悬崖，才有机会获得修炼绝活武功的机会。
上汽和延锋集团对我们提出了新的要求。如图是整个汽车行业对汽车零部件企业供应商做的一个供应链情况和摸底调查。
我们可以看到，上汽整车厂的核心零部件企业以合资和独资企业居多，在被调查的808家企业中，我们遴选了46家进行调研，这些零件供应商涵盖了电器，车身，外销，底盘，动力总成，内饰，空调等各个方面具有很强行业代表性的企业。在表中可以看到，这些企业有合资、外资、民企、国企。他们的运输方式有拉动，而且以拉动居多。从这张表中的供应链现状分析中可以看到，上汽供应商在系统能力上已经达到了一定的高度，对于库存及计划的管理能力等有很强的把控能力，一半以上的供应商初步实现了供应链数据的对接，没有能力做数据对接的供应商不超10%。这些供应商除了给上汽，其实也给沃尔玛、宝马、福特等车厂供货。
在被调研的汽车零部件供应商中，60%以上的企业使用了SAP、QAD，大多数企业对于自己的供应链成品库存，原材料库存和生产计划及二级三级供应链是愿意开放数据的，其中愿意开放接口占比46%，也就是说数字化供应链的数据打通问题是有需求、有意愿的。
作为第一梯队，延锋实业交通的信息系统及数字化能力是比较靠前的，但是供应链在延伸管理以及供应链数据打通方面，还是有很多问题，对于整车企业，我们需要有更精准的计划以及中长期的预测计划，希望对第三方库存自运的货品有更为快捷的、精准的了解。对于供应链，我们需要对交付、备货、产能数据等有即时的掌握。在疫情下，我们需要补充一点新的需求，那就是——供应商、承运商是不是有疫情，人员核酸数据能不能共享，我相信这也是绝大多数零部件企业目前遇到的困境和问题。举个小例子，我们需要车企开放精确到小时的实时总装需求，希望车企的供应链管理系统能够更智能，能够做到防错和提醒。对物流状态，我们希望能看到像电商那样实时的位置状态信息跟踪，让我们能更好地对订单进行跟踪。
我们的入厂物流现状。我们从车企预测计划开始准备，一直准备至我们获得较为精准的滚动计划，SAP系统会根据WMS的库存情况及MRP策略跑生产计划和物流计划，计划员会根据自己的经验转化成采购订单。其实，这样的人为调整越来越少。但是，这次疫情又导致了超负荷运行，需要大量人为干预。在这之后，供应商在EDI中完成对采购计划的确认，随后进行制造配送。WMS在收到货品后，开始入场物流的操作，这里有一个零部件企业的供应特点，就是我们要对包装器具，就是空箱进行管理，以最精益的方式重复利用这些包装器具。目前，这个流程缺的是在途货品、第三方库存货品及实时库存的管理。所以在缺芯片的这段时间，我们在难得的产能富裕的情况下，对WMS，AGV，MES, EDI等系统做了一个重大的升级，将WMS和EDI彻底云化，将在途，厂内物流，委外库存，第三方库存等全部纳入系统的管理范围，重新和供应商确认框架协议，将实时库存的录入与接口作为我们的合同标的之一。科箭协助我们升级了WMS、TMS，云化后的系统支持多租户，解决了很多原本困扰我们的信息安全问题，很适合我们这样拥有庞大供应商群，在全国各地租借了很多第三方仓库的企业。
#2
汽车企业数字化供应链的需求
下图是我们入厂物流的一个业务场景，主要是原材料入库的一个场景，SAP系统通过定时接口将原材料采购订单同步到WMS系统，作为仓库和对供应商送货收货的依据，供应商到货后仓库进行检验、收货及上架，我们结合AGV做了物料超时缓存区的一个流程，物流AGV是我们这次改造的一个重点。由于我们的WMS上的时间比较悠久，也比较强大，我们将大量的MES触发动作即时传递到WMS，由WMS计算调度AGV的系统，我们采购了几十台海康的AGV，这是因为海康的AGV标准型号可二次开发和定制的难度比较高，所以价格十分低廉，但由于我们的WMS的精准计算和调度，让整个AGV的系统的实施成本降低了三分之一，所以成本是一切改进和优化的前提。
同样的事情也发生在MES系统，由于以前我们公司报工一直是调用WMS接口，这件事情的起因是我们公司的物权责任是在报工阶段发生转移的，现边的生产阶段制造中心是所有产品的物权所有者，产品下线报工后，物流部就接管了物权，所以报工成为了一个关键控制节点。以前物流部扫描入库报工是在成品物流仓库的这一刻，现在提前到MES确认成品下线的那一刻，这将成品库的实时性提前了一个多小时，但是由于WMS的报工接口实在是太好用了，经过那么多年的考验，而且AGV同时又是WMS做调度的，所以原本MES应做的报工任务我们还是用WMS去完成。所以，我们再一次证明了很多事情存在即合理。
我们可以看到，前面一张表中红色指定的区域是发生AGV呼叫指令出库的地方，AGV指令出库以后，待检配的工人会将部分任务交给配料车绑定，在屏幕显示的任务中WMS告知AGV到哪个地方去接货，AGV系统会询问WMS出库现在具体哪个位置，调度空闲的位置以及空闲的AGV车，以提高效率，这就是我们与众不同的存在即合理的WMS报工流程。报工方式还是保留了原本WMS接口，当MES呼叫AGV成品完工后AGV就会来取整包装的成品，成品被AGV承接后立即呼叫WMS接口，完成报工，跳过了原先成品缓冲区、成品短驳区、成品仓的上架扫描，提前完成了成品报叫。
我们的物料超市入库流程。基于商品的最少最大的安全库存，当物料超市的货物少于安全库存时促发补货，WMS生成补货任务，补货任务会定时执行，一至两小时执行一次，按托盘生成任务，配料工将整托盘的东西移到超市的入库接驳位，搬运工通过搬运物料到Dolly，然后呼叫AGV向现边区输送。
接下来简单介绍下我们的一些成品出库指令，由SAP创建后通过接口向WMS创建销售出库类型的订单，仓库通过订单进行备货，拣货，发货，这些就不一一介绍了。
对于零部件企业来说，经过多年的努力，我们对供应链的管理自动化，供应链智能化，已经初步觉醒。高度自动化，智能化以及供应链的协同成为共识，这样的共识是建立在系统，用户以及设备，产品互联的基础上，我们已经看到在产业链数字化，智能化让我们能在更多的成本上得到控制，能够给我们更大的利润空间，所以我们会义无反顾地沿着这条路继续走下去。
#3
数字化供应链打造行动
包装器具的全生命周期管理
再此回到我们的老问题，就是空箱问题。我曾经多次因为缺供应商的料箱导致无法下线，无法供货的情况，也就是因为这些成品料箱的缺货，导致报工无法进行。汽车零部件行业有个特点，就是包装器具特别昂贵，一个包装器具可能上千，需要重复利用，有时一个包装体就是箱子，如果带IoT和RFID，它的价值可能是数千元。所以我们的料箱也经历多次进化，从最初的一个不可折叠的铁箱到后来的可折叠铁箱，到现在的围板箱。围板箱的发明显著降低了成本，而且降低了把空箱运过来的物流成本，因为可以通过折叠，可以大量节约空间，空箱的很容易收纳。随之而来的一个问题就是包装器具可以能有了成套的问题，因为料箱有天地盖和围板几个部件形成，原来折叠箱没有这样的问题。所以我们就要让这些需要成套管理的产品能够继续管理起来，有时运输可能天地盖和围板箱不是同一车辆运输的，运过来的不能同时用，成套运输过来才能在现边去使用。
所以，我们和科箭研发人员一起开发了一套包装器具全生命周期的系统。
首先要了解汽车行业对物料状态的一些定义，我们的包装器具也是具有良品、待检品、不良品以及报废品这样一个概念。对于很多不良品来说，和报废品的区别在于，不良品是可以再抢救下，也就是通过返修，维修来修复成良品，我这里画了张类似芯片的一张图，主要讲的是物料的转换，一方面表达整个物流状态可以转换关系，另一方面也表达出我们整个汽车行业对芯片的一个渴望。
对于包装器具，为了便于数字化管理，我们在很多年前把数以百计的普通包装变换成了几种标准的包装。通过不同集合来区分这些包装物，来进行分类管理。包装器具的管理分类方案从投入开始，要计算整个物流环节的数据。这些数据的维护环节、流转路径以及拉动节点规划，在周转期间我们还要考虑流转的账务，存货管理，包装物的更新维护信息，还需要考虑很多管理流转，账务流转，账务管理，包装器具的维修，个体的追溯以及优化退出信息的这些维护，这里退出包括维修，报废，置换的一些操作。这些大量的数据，包括包装物流的重量、尺寸的信息维护，对我们来说，管理维护成本是十分巨大的。原来我们是通过Excel和简单的表单来管理类这个方法，他的传递性、交接性、协同性都很差，所以我们利用科箭的WMS开发了一套，增强了包装器具的出入库管理以及对这些包装器具的物料状态管理，并配合生产计划制定出空箱计划。因为没有把包装器具包含到BOM中，所以这样一个计划是游离在MRP之外去跑的空箱计划。可以让管理者和生产计划人员可以更精确的了解到包装器具目前的情况，在一定时间内，预测空箱计划做出及时预警，让部门做出响应。我们在系统策划中，也考虑了特殊包装器具的问题，比如，二次成套问题，两套围板箱如果是不同的部件损坏是可以拼凑出另一套，部分包装器具的损坏也是可以通过修理来改变，延长了整个包装器具的生命周期。
#4
车企数字化供应链升级
从上云开始
最后我想讲一下最重要的，在整个系统的防范中改变了原先的部署方式——部署到云端。以前的那些信息安全和宕机问题都交给专业的供应商做这样的事，减轻了我们IT维护人员的工作量。未来，我们可以继续扩展，通过应用优化计算引擎，通过对于包装器具和物流状态的多种约束条件和约束模式，包括对于第三方的多物料代码管理，以及多仓管理，通过系统进行代码转换。这些包装管理的属性和代码转换以及状态的一些管理，是基于科箭目前开发的一个WMS库存管理和多仓位管理的方式中的。这是整个包装管理器具的一个关键点，我们对于多批次收货以及二次成套问题也在系统中进行了优化，这部分不是WMS原来的功能，是我们在整个优化过程中优化出来的一些功能。对于料箱的出库管理，这里列了一些管理关键点，库存周转，多次处理，分配规划以及拣货方式方面一些配置。最后对包装器具添加了比较多的特殊属性，比如，包装器具的使用寿命、循环次数、维修次数、以及长宽高，体积面积承重，堆叠高度等，未来可以为智能化仓储做一个前期的数据准备。包括材质，是铁还是木或塑料的，我们都在系统做了定义，这是目前使用到产品的一些库存管理属性。
最后谈一下系统高可用的部署。云部署和SaaS化是未来的高可用方式低成本部署的方式，在这套系统里完全云原生，客户端是基于安卓系统，支持专用扫描器和安卓系统手机，特别是手机支持，让我们降低了在第三方库存以及一些信息化程度比较低的供应商的部署成本。这个系统在科箭和我们上汽集团的行业云帆一尚行的努力下成为集团第一批在建的SaaS系统，目前在上汽的郑州，上海，南京等地都已建设了中心，未来可能在云南等地建一些数据中心。
他山之石可以攻玉。相信未来会有更多的优秀国产软件在我们的行业云中完成部署，成为汽车行业打造数字化服务的基础之一。
演讲嘉宾 | 曹俊 上实交通电器IT总监