汽车行业全域物流自动化建设的探索与实践
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2025-07-24 12:50:37
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摘要: 全域物流自动化是汽车主机厂物流发展的战略方向,本文主要介绍了赛力斯汽车有限公司(以下简称“赛力斯”)不断提升物流自动化水平,构建全域物流自动化的探索实践。本文重点介绍了赛力斯物流团队建立的全新物流自动化能力评价标准,通过该标准识别出全域自动化率提升的改善空间,并不断迭代先进技术和应用,实现了综合自动化率的持续提升和物流体系成熟度能力达到四级的实践经验。同时,赛力斯通过该标准明确了进一步科学有序构建全域物流自动化的发展方向,如持续加大智能算法、AI人工智能、AIoT人工智能物联网以及生态体系的建设等,以此构建端到端的物流全域价值链,实现由点状传统物流向网链智慧物流发展,进而推进物流业务全面智慧化。

关键词:汽车物流;物流自动化;自动化评价模型;物流能力;智慧物流

一、物流自动化态势及赛力斯探索

1.物流自动化现状及发展态势

在“中国制造2025”的战略下,我国依靠制度优势,突出创新驱动,发展高端制造业,打造中国品牌,完成从“制造大国”向“制造强国”的转变。同期,第四次工业革命以数字化、智能化、网络化为核心特征,正在重塑全球制造业格局。在此背景下,全球制造业正加速向数字化、智能化方向转型,叠加新能源汽车行业的白热化竞争态势,汽车主机厂对“机器助人”技术存在迫切需求。

在价值链运营环境下,物流已经成为主机厂运转的核心要素,工厂以物流规划和运营为主线、以工厂有效运营为导向进行规划,来实现所有规划和资源要素的联动和贯通,物流运营的好坏直接决定工厂运营的效率。为应对市场竞争压力并实现可持续发展,汽车主机厂物流积极引入智能仓储系统、小件立体库、AMR等先进物流信息系统和智能设备,着力提升仓储、运输、配送等环节的自动化水平,以此提升企业的运营效率,优化成本管控。这些措施也是“智能制造”与“绿色制造”目标的具体实践,推动了产业链上下游的协同创新,为实现高质量发展和提升全球竞争力奠定了坚实的技术基础。

但目前行业中缺少对物流自动化的评价体系,无法通过科学的评估方法和技术手段衡量物流自动化技术的应用效果。本文以赛力斯物流自动化实践为案例,提出一种物流自动化的评价方法,旨在为企业全面了解物流自动化在收货、存储、拣选、配送等环节的实际应用情况,为全面认识物流全域自动化水平提供参考方案,同时也为企业后续的技术优化和战略调整提供方法支撑。

2.赛力斯物流自动化探索

赛力斯物流团队以“引领世界级新豪华汽车的智慧物流”为愿景,通过构建端到端的物流全价值链,实现可视、精准、敏捷、智能的全链条物流管理,以及从点状物流到网链物流的跃迁,推进物流业务全面智慧化,建立了赛力斯智慧物流体系(Seres Intelligent Logistics System,SiLS),并发布智慧物流战略3.0,如图1所示。

图1 智慧物流战略3.0

赛力斯智慧物流体系坚持以客户为导向,全面提升物流标准化、自动化、信息化、数智化能力,坚持数智赋能一切价值创造活动,提升全价值链决策的精度和效率,从收货、仓储、拣选、配送等业务场景全面提升自动化水平。物流业务将全域自动化能力作为实现该目标的关键支柱,致力于打造行业领先的智慧物流体系。

赛力斯智慧物流战略中的自动化实施路径分为三个阶段,1.0阶段实现局部业务场景自动化,2.0阶段实现关键业务场景自动化,3.0阶段实现全业务场景自动化,如图2所示。按照自动化分级定义,赛力斯物流业务自动化能力已达到L3、L4级,现基于L5级推进自动化能力进一步提升。

图2 物流自动化策略

二、物流自动化能力评价

对于汽车主机厂来说,想要实现全域自动化,首先就是要正确评价自己现有物流自动化水平,并在此基础上找到物流自动化水平进一步提升的方向,因此构建物流自动化能力评价标准至关重要。赛力斯在实现全域物流自动化的过程中,对汽车主机厂物流自动化能力评价体系进行了深入研究,发现行业中有从物流自动化设备类型以及使用范围对自动化水平定性分析,得出自动化水平分级。这虽然可以帮助企业初步了解自动化水平,但该评价无法对每一个等级内的自动化设备使用率进行定量计算。因此,在此基础上,赛力斯提出了全新物流自动化率评价标准,并通过该体系评价出收货、仓储、拣选、配送环节以及全域的物流自动化率,识别物流自动化建设过程中的薄弱环节。

1.赛力斯物流现状分析

赛力斯是以新能源汽车生产为核心业务的科技型汽车企业,并在智能制造领域树立了行业新标杆,其关键生产环节已实现100%自动化。赛力斯超级工厂配备了创新领先的物流智能集成管理系统(Logistics Management System,LMS),实现了收货、仓储、拣选、配送等环节的智能感知、高效协同、空间优化与动态调度,推动物流全流程的标准化、信息化和数字化,显著提升了物流效率与管理能力。

在收货场景下,赛力斯超级工厂采用视觉门自动验收和自动移动机器人(Autonomous Mobile Robot,AMR),实现物料的自动搬运、入库。以智能仓储管理系统(Warehouse Management System,WMS)与机器人调度控制系统(Robotic Control System, RCS)为支撑,实现收货任务动态分配与异常预警,整个过程减少人工干预,提升作业效率。仪表、座椅等外排零部件采用机运链配送上线,机运链的进货装置与送货车对接,并通过托盘上的RFID码进行扫描识别,实现信息传递和防错。

图3 智慧物流港

在仓储场景下,赛力斯超级工厂智慧物流港革命性的将集装箱立体仓储技术和无人卡车配送技术运用到生产场景中,依托堆场管理系统(Yard Management System, YMS)、自动起吊抓取和自动移载等技术,实现集装箱的动态存储、先进先出、按需取用,是全球首创智慧工厂集装箱立体库物流方案,如图3所示。小件立体库替换了现有小件地面存储模式,实现千余种零件智能化存储,结合自动化仓储设备和智能管理系统,实现物料的精准存储、高效检索和快速配送,如图4所示。

图4 小件立体库

在拣选场景下,赛力斯超级工厂通过智能仓储系统的深度整合与技术创新,实现了动态优化与精准执行的闭环管理。自动亮灯拣选系统(Pick to Light, PTL)与高级计划与排程系统(Advanced Planning and Scheduling, APS)联动,以电子化指示取代传统纸质单据,货架亮灯引导操作人员快速定位目标物料,显著降低人工拣选错误率,实现小件物料的打包拣选。机械臂采用视觉、磁性自适应抓手和动态路径规划算法等技术,广泛应用在冲压自制件的装框、总装大件(如天窗)、玻璃等自主抓取和排序,人形机器人通过智能感知与高精度关节设计,实现对标件的识别、定位、拣选。

图5 AMR实现大件物料上线

在配送场景下,赛力斯超级工厂基于精确定位与导航技术的自主移动机器人(AMR/AGV),采用机器人调度控制系统(RCS),实现了运送过程中行驶路径的规划和运输过程自动避障,保障车间物料的上线、返空等全流程无人化操作,如图5、图6所示。园区供应商通过将供应商系统与赛力斯制造运营系统(Manufacturing Operations Management,MOM)对接,保障零部件根据MOM生产顺序和节拍,通过无人集卡与智慧物流港对接自动按需精准配送至仓库,实现物料供应的高效、精准衔接及供应链一体化管理,如图7所示。

图6 AGV实现小件打包上线

图7 无人集卡厂内调度

2.自动化分级定义

物流自动化是指在物流作业过程中,利用各种机械和运输的自动化设备、计算机系统和综合作业协调等技术手段,快速、精准、可靠地完成物流的过程,使物流的作业省力化、效率化、合理化。可从收货、仓储、拣选、配送等环节投入自动化设备,以此提升自动化能力水平[2],各环节中可投入的物流自动化设备如图8所示。

图8 物流环节自动化设备

物流自动化的发展经历了从机械化到自动化,再到智能化的过程。本文参考行业内外对物流自动化的定义及分级,从完成物流活动采用的设备、信息系统在过去几十年的变化历程,将离散制造企业的物流自动化划分为五个等级[1]。各物流自动化等级的特征如表1所示。

表1 物流自动化等级划分

L1:物流过程人工手动。其特点是物料无包装、流程断点多、物料搬运灵活性低,搬运过程依靠人工手动,无法借助省力的工具;

L2:物流过程工具辅助。其特点是物料包装和盛具部分导入标准化、带轮化,搬运过程采用带轮但非动力性工具辅助,人工劳动强度相较L1降低;

L3:物流过程机械作业。其特点是物料包装和盛具实现了标准化和单元化,可以使用机械化设备,如带动力的叉车和拆垛设备;

L4:物流过程局部自动。其特点是具备信息化导入,利用自动化工具和机器代替人工,场景流程实现点对点自动化,局部消除对人力的依赖;

L5:物流过程全域自动。其特点是物料智能化,能够实现自组织、自决策、自循环,流程作业互通互联、目标场景能与其他场景自动对接,整个生产物流经营过程都不需要人工直接参与。

L1至L3为非自动化阶段,L4为局部自动化阶段,L5为全域自动化阶段,即智能化阶段。当前,随着人工智能、物联网等技术的快速发展,物流自动化正朝着更加智能、高效的方向迈进。

基于赛力斯物流现状,在收货、仓储、拣选和配送中投入了大量物流设备,已经实现了物流过程局部自动化。赛力斯物流在2024年前投入了AGV、AMR、机运链等物流配送自动化设备,通过定性分级可以发现其处于物流过程局部自动化阶段(L4)。2024年起,赛力斯基于物流过程全域自动化(L5)要求,加大对物流自动化的投入,增加智慧物流港、无人牵引车、小件立体库、人形机器人等项目,提升全域自动化能力。为了进一步定量衡量赛力斯在物流全域自动化(L5)的实施水平,本文构建定量自动化评价模型。

3.赛力斯自动化评价模型构建

基于赛力斯智慧物流3.0,赛力斯物流将在2028年实现全业务场景自动化,打造行业领先的黑灯工厂。因此,现阶段亟需定义物流自动化率指标,构建物流自动化评价体系,着眼于评价全域、全链路的综合自动化水平评估,识别出物流系统中的发展薄弱环节。

首先对全域物流场景开展价值流分析,将物流分为收货、仓储、拣选、配送四个大环节(以下简称收、存、拣、配),分别对收、存、拣、配的自动化率进行计算,并对收、存、拣、配设置不同的权重,综合计算物流自动化率。基于均衡性需求,汽车主机厂的物流系统的整体效率依赖于各环节的协同运作,各环节的资源投入与技术应用需要保持平衡,以避免某一环节的过度优化导致其他环节的效率下降。因此,结合赛力斯物流的实际情况,各环节权重平均。

选取零件对象的物流PFEP数据(包含总装和焊装件)作为物流自动化率的计算数据,以投入无人自动化设备或装备的零件种类占比计算自动化率,计算公式如下:

——R综合为工厂综合自动化率,

分别为收、存、拣、配的自动化率;

——

分别为收、存、拣、配阶段的权重系数;

——

分别为收、存、拣、配阶段投入无人自动化设备或装备的零件种类数量,M总为零件种类总数。

三、自动化评价结果分析

1.赛力斯自动化率评价分析

基于赛力斯实际投入的物流自动化设备和装备,结合各生产基地的产量占比计算公司物流整体的自动化水平。在实施智慧物流2.0前,在物流过程局部自动化过程中,赛力斯投入的物流自动化设备有AGV、AMR、机运链。以PFEP表零件数量为基线,计算物流自动化提升前各环节及整体自动化率,如表2所示。在收货、仓储、拣选环节,物流自动化率均为16.3%,该阶段自动化设备主要为机运联和AMR。配送环节的自动化程度最高,达到43.63%,主要集中在AGV和机运联。

表2 物流自动化率计算

基于评价结果,清晰地辨识出需要重点投入的领域,在智慧物流战略2.0阶段要在收货、仓储、拣选环节重点导入自动化项目,在配送环节针对未实现配送自动化的零部件引入新型配送技术,从而为物流体系的持续优化开辟新的发展路径和创新突破点。

表3 物流新增智能项目及自动化率

鉴于此,从2024年开始,赛力斯物流团队引入小件立体库、无人牵引车、无人叉车、智慧物流港等物流设备及设施,减少在收、存、拣、配环节的人工投入,将这部分零件向无人自动化物流设备迁移。预测2025年正式上线使用后,智慧物流港、小件立体库、无人牵引车、人形机器人项目在收、存、拣、配环节的自动化率合计如表3所示。全域自动化率将达到60.13%,各环节自动化率,如表4所示。

表4 物流自动化率计算

2.自动化持续引领

未来,赛力斯汽车物流将围绕全链、全域持续提升物流自动化,减少人工牵引车的使用,推动物流作业任务从传统人工作业向自动化作业转换。另外,为实现物流业务领先式成长,物流团队加大在库存管理、物流运营方面的投入,减少人力成本投入,提升运营准确性、高效性,未来将大力推广人形机器人、人工智能和算法模型的应用,具体工作如下:

(1)具身智能人形机器人自动拣选和搬运。通过模仿学习算法,掌握拣选流程,实现端到端智能化操作,并与无人牵引车协同完成末端物流拣配任务,提升可靠性。

(2)人工智能(AI)。AI驱动物流调度系统,综合路况、货物类型、配送优先级等因素,规划路线和任务,实现入厂物流和厂内物流的智慧化决策,提升配送效率。

(3)算法模型。算法模型为物流运营提供智能决策,为无人设备处理任务、AMR和无人集卡协作提供支持,实现仓储、拣选、配送的无缝衔接和全链条智能升级。

四、总结

随着制造业全球化加速,电动化、智能化、全球化成为新趋势。智能制造、碳达峰、碳中和推动新能源汽车发展。物流自动化技术的深度应用与评价,助力供应链优化,促进物流技术创新,提升国产品牌竞争力,更好支撑产业全球化发展。本文提出物流自动化率的定义与赛力斯提升策略,基于评价体系识别物流自动化洼地,并在收货、仓储、拣选环节重点导入自动化项目,赛力斯物流自动化率达到60%以上水平。未来将加强AI、人形机器人、算法模型的应用,提升物流自动化与数智化水平,实现物流业务领先成长,实现“引领世界级新豪华汽车的智慧物流”的物流愿景。

参考文献:

[1] 邱伏生.智能工厂物流构建—规划、运营与转型升级[M].第1版.北京:机械工业出版社出版,2022.

[2]中国智能制造发展研究报告:能力成熟度[R].北京:中国电子技术标准化研究院.2022.https://www.digitalelite.cn/h-nd-5449.html?fromMid=3&groupId=-1

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