1、物联网技术对汽车制造业供应链物流流程优化的研究 3 一、绪论汽车制造业在21世纪正经历着一场深刻的战略性跨越转移，许多汽车制造企业在内外部组织结构和服务等方面正在进行全方位的重新组合，以适应汽车制造市场中激烈竞争的需要。汽车制造企业的传统制造模式也在现代化进程的今天发生了巨大的变化。互联网技术的涌现、信息技术有使用以及自动化技术的普及，促进了汽车企业制造与管理方法的日益精细【1】。虽然汽车制造业实施供应链物流管理能为汽车企业带来巨大的好处与利润，但是汽车制造业不仅要涉及到目标不同的许多企业，还应试牵扯到汽车制造业的各各方面，因而我们认这汽车制造业供应链物流体系系统是一个非常复杂的物流流通系统，
2、供应链物流是动态和多变的。我们通过对物联网和射频识别技术的应用，不但可以改变目前汽车企业供应链物流中存在的缺陷，提高汽车零部件供应的方式、整车生产制造的流程和销售速度的效率高低，比如汽车生产线采用了机器人，机器人就承担了在装载零部件事件中的具体活动内容，基于此项事件中我们不仅需要供应链的技术这其中还需要优化生产流程和控制软件。在通常的汽车零部件的供应、整车生产制造的环节和销售管理中的售后服务中，供应链物流流程就是信息与产品(零部件和整车)的流动机制，整个供应链运营的保证机制就是控制软件。一方面，业务流程所出现的不合理现象，这其中出现的差错就可能被高效率的系统化作业无限放大，造成了其中的更大危害
3、。而从另外一方面不讲【2】。在信息化与智能化的进程中，汽车企业都必须在不断的与实时地优化其本身的业务流程。这对于整个汽车制造业供应链物流来说，物联网系统要在其企业中成功运用并且能生产效益，就必须得到汽车制造业供应链上其它管理系统的统一协调与配合；也需要在物联网和射频识别技术现有的技术条件下，不断优化供应链物流现有流程，使供应链物流流程变得合理化，使其在各项新技术的应用下，将企业的日常工作变得更加便捷与快速。本文将以汽车制造业为主要研究的对象，通过对汽车制造业中的汽车零部件供应管理、整车生产制造管理、整车销售管理等供应链系统中的各种关键物流流程进行现状描述与研究，发现在当前供应链物流流程中可能存
4、在的问题，并提出有效的建议如何运用物联网和射频识别技术，和运用技术后对其的影响；物联网技术和射频识别技术应用于汽车制造业系统的功能进行分析，并在此新技术的有效运用下，实现对汽车零部件的供应、整车的生产制造和整车的销售等各个状态与环节进行实时的监控、掌握和完全可见性等，对汽车企业物流流程进行优化，从而达到减少人工成本，提高汽车制造业生产制造效率和获得更大的效益。 二、汽车制造业供应链物流流程现状 在全球竞争化格局的大背景下，汽车制造企业的持久竞争的优势和持续发展的能力，单依靠劳动力的低成本来提高企业利润是不够的。汽车企业的创新才是长久发展优势和持续发展的源泉。而供应链的管理创新作为企业创新中重要
5、的一个方面，对汽车制造业发展具有非常重要的意义与现实的构成。 （一）汽车制造业供应链物流系统构成图一、汽车制造业供应链物流系统构成汽车制造业中供应链物流的形成是汽车产业链中各个企业间针对竞争与发展所作出的战略性的选择，作为一种企业间的战略联盟，不是某个企业组织中的个体，也不是集团性企业，这是一种组织形态是基于博弈理论而形成的。因此，企业间如何能获取到更大利益和物流间的竞争优势是供应商的产生和发展的根本原因。它是保证在获得企业间整体绩效协调一致前提下，在互惠互利、平等合作的稳定发展的基础上，介于市场与独立组织中间的经济组织【3】。这种相互协作以彼此间的相互信任为前提、以以信息的共同享有为手段、企
6、业利益为最大化的目标、以相互间的协调与运作为合作方式集合起来的，通过将各种资源进行整合和进行优势互补，而达到各企业间共同应对这其中的困难，并且以共享收益中的成果为目的。但是，产业链中各个企业在不同的发展时期与发展阶段有着不同的策略与目标，因而，如何保持供应链中各成员企业间长期稳定的合作，不符合事物发展的客观规律。为了保证供应链中各企业联合具有持久的竞争力，供应链组织内的优胜劣汰是必需要进行的，所以汽车制造业中的供应链系统也会保持其动态性。汽车制造业供应链讲究的是优势的互补和强强间的联合，供应链各企业之间是存在于合作关系和战略性伙伴关系，供应链核心企业的发展不断处于动态调整的状态。汽车制造业供应
7、链系统是一个非常巨大的集体利益共同体，在供应链中核心企业的领导下，企业用以客户的整体需求拉用来动供应链间的运作，以服从客户需要为全局的总体目的，追求利益的最大化是供应链整体的目标【4】。汽车制造业供应链是一个整体的系统，其供应链是由多个企业间的利益相关体所组成，在这个供应链条上的企业就像一个紧合的链条一样，相互环扣套接，企业间必须协调一致，从而才能更紧密地配合。汽车供应链正是由体系适应、目标相同、产品相关的核心企业以物流运作联系在一起的组织。在利益不一致的时候，为了整个供应链的整体利益，应该以大数为主。汽车供应链的企业经营战略目标应随着核心企业的演变而演变，随着核心企业的产品链演变而演变。汽车
8、制造业供应链是通过控制和协调供应链中各个企业实体及其企业间的行为，最大限度地发挥供应链的整体实力，保证其物流和信息流保持畅通和协调。汽车制造业供应链的目标和原则是满足客户的实际需求，以实现供应链群体利益为目的。 （二）汽车制造企业供应链物流的流程现状汽车制造业的物流系统伴随着汽车企业系统活动的基本结构模式运作，它的基本结构是投入转换产出，并且渗透到各项企业的经营的活动之中。 1.汽车企业采购物流分析汽车制造企业的采购物流从系统的角度来分析属于输入一转换一产出中的输入环节，良好的采购是保证良好产出的基础。一台完整的车应该是由成千上万个零部件组成，而这些零部件中，只有很少一部分是核心企业自制的，而
9、外协件的居多。这些外协件来自世界各地。采购物流所涉及的范围广，难度大，成本也高。据统计，在汽车企业物流中，采购物流环节的物流成本约占物流总成本的2530%。 目前,具有庞大数目的汽车原材料生产、零部件生产和供应企业群组成一个单一的配套体系，这些企业围绕着汽车整车的生产企业，垂直构成一个分布的供应链。每个汽车制造企业都建立了一个相对对立的供应商物流体系，汽车制造整车企业是整个供应链中的核心企业，核心企业要求其他零件供应商在其周围设立中间仓库，其他附加企业需要按照整车厂的需求指令，由汽车物流服务商，按照看板或同歩的方式向汽车生产厂提供零件运输和零件生产线或零件准备区供货【5】。这么数目庞太的汽车零
10、部件供应群体和与之相应的运输和配送环节，就构成了结构复杂层次繁多的汽车制造业采购供应物流体系。而在这中间的每个零件生产企业间的内部管理水平高低不齐、标准化的难以实际推行、配送的质量难以有效保证,加上内部管理体制方面的制约因素等,造成了汽车制造业物流系统工作效率低下、供应链中的物流制造总成本过高、资源浪费严重,造成这些现象的主要原因是由于物流供应商的仓库数量繁多、规模难以成形以及信息化总体投入程度不够。在实施供应链管理的第一步,就是要识别汽车零部件供应物流领域中的管理难点,从系统合理化的角度对这些难点进行预计、分析和解决。 2.汽车制造企业生产物流分析 在市场环境激烈的竞争形势下,汽车制造企业均
11、在其所熟悉的核心业务上都做了很大的努力，即原材料使用上的节约,提高整体生产效率方面来想方设法降低其总成本。然而随着技术的飞速进步和市场需求多样化方面，使得产品的生命周期在不断缩短，汽车生产企业面临着缩短整车交货期,显著提高产品质量,降低企业成本和改进整体服务的压力。所有的这些都要求企业在面对不断变化的市场时候能够做出及时而快速的反应,用各种各样的创新服务手段去满足客户的需求,而快速反应的基础是及时准确可靠所获得的信息,对整车生产过程中的系统进行全程实时的跟踪则显得越来越重要【6】。在汽车制造企业中整车的制造中,车身流的制造是企业最主要的部分,车身流处于汽车制造业供应链中游,属于汽车企业内部的供
12、应链系统。因为汽车制造业制造物流存在于制造企业内部供应链,由汽车制造企业主导和控制,所以其绩效是整个供应链管理水平的体现和整个汽车零部件供应物流的指导。车身流中包含了车身捍装、涂装和总装三大工艺，车身流过程中实物移动的主线流和总成分装机械化输送的辅助流,辅助流还包含了同歩配送零件流。它的主要业务范围包括信息流的正确指导和实物流的有序通过两大部分。车身流领域有两大类工作,第一类属于研究领域。主要是通过对汽车流程进行分析，对工艺进行模拟识别分析汽车在制造流程中遇到的偶然事件中对汽车秩序制造的干扰过程,通过对生产线的设备开动率进行分析来检验工艺设计是否合理,就算保证按序制造的库存需求,提出能够保证按
13、序制造的基本要求。第二类属于制造管理领域,主要内容是设立按序制造的绩效指标和进行持续改善【7】。 3.汽车制造企业销售物流分析 销售物流是指整车从汽车制造企业到用户或分销商之间的物流,销售物流的成功与否是汽车制造企业能否回收资本,实现企业利润的关键。汽车制造企业销售物流体系大致分为:整车从生产流水线下线后,首先要进行检验,检验不合格的整车送入生产车间进行返修,检验合格的成品车就运送至成品车仓库进行售前入库存储和维护保养,汽车整车从整车装配流水线下线后到入库后,在通过水路、铁路、公路等运输方式将其运往销售总库、地区仓库,再经过城市间的配送方法将汽车送达到各个汽车经销网点和最终消费者手里的全过程【
14、8】。在这个运输过程中,主要包括了汽车整车的仓储和运输的运作和管理活动,还包括了在运作和管理活动中的数据交换和单据传递。图二、汽车制造企业销售物流体系 汽车企业的整车销售物流处于汽车制造业供应链物流的最下游,是汽车整车销售中重要的组成部分。它是最直接面对最终用户,是属于围绕汽车整车产品销售服务而形成的综合业务。随着汽车制造企业制造规模和销售规模的逐歩扩大、产品线的逐渐丰富,整车销售物流将越来越凸现其在汽车制造业供应链管理中的重要性【9】。选择汽车整车的仓储和运输方式的基本原则体现在三个方面,首先是成本最低原则,体现为运距和运量的合理性;其次是安全性原则,体现为货损值最小化;第三是效率原则,体现
15、为方便、快捷的服务。这三个基本原则的外在变现就是整车销售网络的合理化。整车销售网络合理化是实现提高客户满意度的基本保证,因此在构筑网络的过程中,需要对成本控制、交付期限和服务质量等绩效进行系统化平衡【10】。 三、汽车制造业供应链物流流程的主要问题分析 （一）汽车制造业采购物流的问题分析 采购物流的主要矛盾是确定需求与保障供给。企业研究需求是汽车制造业供应链管理领域中的首要难点。因为需求是拉动供应链良性运转的动力，不能准确识别和表达需求，就不能有效开展其他任何活动。对于汽车制造企业的采购物流领域来说，这个问题会更加的突出。这些难点主要集中在以下方面： 1.工业资源协调的准确性在企业进行制造整车
16、准备时，企业供应链上的所有节点企业，对企业内外部的管理和基础设施配备提出了极高的要求，不仅要求企业要准确的把握资源的状况，还要准确的使用资源的调度。工业领域内的响应周期和资源准备的变化幅度是一对矛盾共同体，在企业资源调度的工作中，供货周期越长的物料，对计划变化的满足难度和运作成本就越高。 2.交付的及时性 为了保证支付的及时性，制造厂生产汽车整车通常采用了在制造厂附近建立中间库存的模式，由于整车零部件的供应厂商的地理位置和物流能力高低的局限。通过这种有效模式能有效降低零部件供应链物流的环节，但是却将物流总体成本变高。所以，必须研究并建立新的运作与管理模式。才能有效地保证交付的及时性。 3.信息
17、化的管理汽车制造业的其他附加企业对信息化管理的不均衡，不具备相当的信息化设施。不能达到供应链内的统一。一些企业的内部只配备局部的管理软件，软件之间呈单一的孤立的状态，而且企业内部的各类管理软件相对非常简单，很少有企业与供应链内部建立一个全面的解决方案。这就需要建立整个汽车制造业供应链的综合信息管理系统。 4.保证良好的质量体系认证汽车整车质量是由整车零部件的质量、物流运输中的质量、存储配送上的质量以及装配的质量等一些列的外部与内部活动来保证，因为汽车整车是由成千上万的零部件组成的【11】。如果上游供应商没有质量保证体系，而零部件入厂物流环节也没有质量保证。那么对于整车的质量控制就是空话。通过以
18、上对当前供应物流流程的分析，识别出以下的主要问题： 通过人工对各阶段数据进行采集和系统的更新与维护，使得信息与数据的采集工作自动化程度很低、也无法自动生成相应的单据。整体生产线缺乏对单元化容器实施管理和跟踪的手段、设备的利用率变低、人力资源造成浪费。劳动生产率低、信息流与实物流不同歩，无法对整车生产作业的过程进行实时的监控、实际作业等待的时间长，物流快速传递水平低。信息流全程传递不完整,分类管理难以实施、质量控制难度大【12】。 （二）汽车制造业整车制造物流的问题分析 1.计划推动的均衡制造与订单拉动的同步制造之间的时间协调通过企业内部每个制造环节的预先编制与制订的计划进度,完成一定数量或逐步
19、递增的工作与产量,并确定达到工作负荷的最佳化,平均地按数量、品种、质量和期限平均地实现计划目标。整车生产计划的确定需要按照市场整体需求的均衡、制造的组织需要资源均衡、按序制造需要制造过程均衡、看板供货需要制造节拍均衡【13】。由于均衡的总体的出发点有所不同,那么均衡的形式和效果也将发生变异，这是因为市场需求总体难以预见、预测,于是制造准备期的牛鞭效应必然会给企业带来各种库存。同步制造是面向客户的订单制制造体系的运作模式【14】。 2.工业化设施投入与按序制造的平衡工业化设施投入与按序制造的平衡问题实质上满足了订单交付期限和成本的协调问题。按序制造体系要求在预定排产顺序文件的指导下,有效指导零库
20、存,实现零库存与整车流的同歩；有效降低各环节库存、减少对物流设施的需求,减少整车生产的批量结束时的零件损耗,大幅度降低物流成本。 3.排产算法逻辑的确定 车身流设计与控制的重要工作是对排序逻辑和重新排序的算法逻辑进行系统化优化设计。目前,汽车制造企业在制造组织领域的运行中所采用的专用算法逻辑模型,是针对约束类型、排序、安全性和独立性等要素的,但是在确定各关键点约束类型优化顺序的决策运算方面,还处在探索过程之中【15】。 （三）汽车制造业整车销售物流的问题分析 1.水路运输水路运输与港口物流密切相关。水路运输周期长,中转环节多,但有货物的损坏率低、安全性好、整车单位运价低；对于整车的中、长途运输
21、来讲,这些优点表现的尤为突出。水路运输的方式主要有两种:集装箱运输和滚装船运输。但是这两种运输方式都伴随着仓储,因此,水路运输的鲜明特点是运输与仓储如影相随、运输与搬运相辅相成。这个领域中的关键绩效控制指标是质量和成本,而港口的物流设施和信息化程度将成为制约水路运输领域发展的关键要素【16】。 2.铁路运输铁路运输具有其他运输方式所无法比拟的安全程度高、运输速度快、运输距离长、运输能力大和运输成本低等优点,目前,制约汽车整车铁路运输业务快速发展的问题主要集中在以下两个方面:一是绝大多数铁路的列车站台不能满足汽车整车直接登乘的要求【17】。二是汽车整车棚车等待编组、滞留火车站是一种常态,这种业务
22、流程消弱了铁路运输速度快的优势。因此,提高汽车整车挂接货运直快专列、特快专列,达到高速度、高密度发车,实现汽车整车棚车随到随挂、随挂随发,才能充分发挥汽车整车铁路运输的巨大优势。 3.公路运输公路运输占汽车整车运输业务量的80%以上,是整车销售物流领域的主要研究对象。近年来,运输价格逐步走低、运输成本不断攀升,行业利润进入低谷。而运输公司仍处于小规模、低水平、低效率的营运模式,没有出现行业范围的协作运输体系。这样无法从资源优化、管理效率、新技术引进方面得到提高。服务同质化、运输业务尚未细化的问题十分突出【18】。无论哪家公司,都是从起点到终点的运输,没有从区域性、运输距离、运输方式等方面进行优
23、化。竞争缺乏特点,最终会导致低价竞争,不能出现促进行业发展和有利于行业进步的服务功能细分,所以,汽车整车运输的网络需要很好的优化。 通过对上面销售物流分析可知,汽车制造业销售物流的形成的信息系统、资本和管理技术等方面的优势已经成为当务之急;通过互相配载来提高满载率和通过交换回程货源来降低回程空返率,从而降低综合成本需要供应链可视化,而研究如何采用条码和无线射频技术来实现供应链可视化的市场环境已经成熟,所以汽车整车销售物流在这方面应该有所作为。 四、基于物联网技术对汽车制造业供应链物流流程的优化 汽车制造业供应链物流流程优化,是指遵循现代物流运作的基本规律,根据汽车制造业的特点。分析汽车制造业物
24、流的核心流程,利用信息技术,以最终市场为中心,使汽车制造业物流流程向高效化、精简化、信息化和核心化的流程进行转变的过程。对现有物流流程的梳理、完善和改进的过程,称为物流流程的优化【19】。 （一）汽车制造业供应链物流流程优化原则 1.对汽车制造业供应链物流流程进行统一规划 汽车制造业的各个职能部门只关心本部门的效率和效益,而忽视了汽车制造企业供应链物流的整体效率和效益。从系统的角度来看,物流活动始终贯穿于汽车制造企业采购、生产以及销售的整个全过程之中。为了适应现代全球市场环境对汽车制造企业物流系统的要求,把汽车制造企业看做是一个有机的整体,对汽车制造企业传统的物流流程进行优化是非常非常必要的。
25、 2.汽车制造业供应链物流成本的有效控制 降低成本和提高生产质量,是汽车制造业供应链物流流程优化的基本原则。这个原则具体反映到流程设计上,就是尽一切可能调整汽车供应链物流流程中的核心增值活动减少非增值活动。降低数据处理的时间,提高数据信息的及时性与准确性；并且保证汽车制造业供应链上下游动态信息的、准确、完整和连续性。为了降低汽车制造业供应链采购物流过程、生产企业制造过程物流保障和汽车整车销售服务过程中逐级放大的库存,进而提高物流与汽车制造业供应链管理过程的整体效率,可以通过对汽车制造企业完整的连续的信息流进行跟踪和分析处理,及时准确地做出决策和响应【20】。 （二）物联网技术对汽车供应链物流模
26、式的影响基于物联网的汽车供应链物流模式是以供应链的网链为依托,建立以整车制造企业为核心,涵盖原材料供应商、零部件供应商、整车经销商、整车零售商和终端用户的汽车供应链物流。本文认为基于物联网的汽车供应链物流系统主要包括基于物联网的汽车零部件供应物流系统,基于物联网的汽车制造物流系统,基于物联网的汽车销售物流系统等。资金流 物 流 信息流 图三、基于物联网的汽车供应链物流模式 （三）基于物联网技术的汽车采购物流流程优化汽车制造业采购领域的实物流一般独立于汽车整车制造企业制造系统。采购物流需求随整车市场随新车型与市场保有量的增加而增加。在汽车制造业中,借助RFID技术开展供应链流程流程优化应该从系统
27、重要性、独立性、相关性、紧迫性和复杂性的角度出发。汽车采购物流的管理系统的完整工作流程应该主要包括：市场客户订单产生、零部件供应商送货、库位调配、发运、补货以及容器追踪等信息流全过程。这样对现车制造影响微弱,系统中可变的因素变少,而且对汽车制造管理信息系统干扰小,有汽车制造业供应链代表性和可推广的局部闭环子系统,可以将RFID技术应用于此系统中【21】。通过物联网技术应用于零部件供应物流系统的研究,可以依据汽车整车市场的保有量,估算汽车备件的需求量。基于可视化程度,以RFID技术为核心构筑新的业务流程,确定工时表,估算劳动制造率水平,估计降低库存的贡献等【22】。利用RFID技术,明显地减少了
28、汽车制造业供应收货的业务流程。数据实现了自动采集,运作过程实现可视化;备发货流程质量受控、各阶段业务单据可以实现电子化和电子化输出。随着RFID射频识别技术的不断发展,汽车制造业供应链物流业务流程优化会得到不断的促进。通过上面的介绍我们分析出，汽车制造企业为了推广全供应链应用并成功积累一定的经验,需要汽车制造业尽可能考虑整个汽车制造业在RFID系统架构的设计上所有可能的应用需求,尽可能全面地使用RFID的相关功能。（四）基于物联网技术的汽车销售物流流程优化 整车在下线入库后,RFID标签安装在车的底盘或者挡风玻璃上,标签上记录车的出厂信息、制造周期等详细记录等。目前来说,标签的容量不是很大,容
29、量比较大的标签的价格比较高,用在一般的情况下,会使成本增加,甚至得不偿失。标签的读写距离要求比较远,大概在几米到十几米的范围。电子标签在不影响司机视线的情况下在挡风玻璃上安装,标签存储容量大于等于1KB,仅仅存储汽车的唯一标示,如车牌号码、发动机标号、车主身份证号码等,同时存储的还有每次的维修记录【26】。关键零部件的标签是制造厂家实行质量跟踪的基础,也是将来质量跟踪的发展方向,不仅可以实现对零部件的跟踪,还川以减少市场中的假冒伪劣零件现象。当汽车被运出时,RFID标签将出库的信息通过射频识读器、Savant系统记录到EPC信息服务器(EPCIS)和对象名解析服务器(ONS),以便让后两者知道
30、货物已经运出,即将运往下游经销企业或零售企业。甚至在汽车出库的同时,可以将下游到货地点、到货时间、在途时间等物流信息写入到RFID标签中,以更加方便的实现EPC网络中任意相关结点对货物的查询和跟踪。当一批汽车运送到汽车销售企业时,射频识读器会根据到货检验、装卸搬运、入库等物流作业快速读取EPC标签中的代码,并将数据传递给本地Savant系统。本地Savant系统将识读到的汽车EPC编码传送给本地对象名解析服务器(ONS服务器)。本地对象名解析服务器将该汽车EPC编码转换成EPC域名,并把EPC域名传递给ONS基础构架,请求与EPC域名相匹配的PML服务器的IP。同时本地Savant系统将记录汽
31、车制造企业PML服务器的IP地址。在汽车储存期间,无论是内部装卸搬运操作、有效期检验、库温检验、盘点、货位仓位变化甚至发生毁损,射频识读器都能实时收集汽车现有物理状态,快速形成储存护养PML记录【29】。同样,出库时无论是怎样出库,由于射频识读器的快速识读,出库记录也能十分便捷地建立起来。当汽车经过汽车经销企业到达最终端汽车零售企业的仓库的整个过程中,相关的EPC网络结点一直在通过自己的射频识读器识别、确认汽车整车的相关信息,通过Savant系统与EPC信息服务器(EPCIS)和对象名解析服务器(ONS)连接并不断更新RFID上的信息。在汽车制造业物流流程的每个环节上,只要通过射频识读器就可检
32、验货物,而不需要开包验收。汽车整车零售企业面对的是最终消费者用户。当汽车零售店里的消费者或售货员取走汽车并最终付款时,射频识读器会通过汽车包装上的EPC,辨认出汽车的信息。 然后,通过汽车零售店的Savant系统更新本地的库存信息并在汽车物联网中的EPC信息服务器(EPCIS)和对象名解析服务器(ONS)更新信息,如将信息数据库中对应的产品信息加入处于消费阶段一项【30】。汽车物流服务商要考虑把整车交接过程的所有信息,用物联网技术来实现信息的及时传递。主要是要把各个交接点的交接信息通过手持终端设备,采用RFID、 GPS以及条形码的扫描进行信息采集,经过GPRS的通讯网络,传输到第三方物流服务商的系统管理中心,第三方物流业务系统和管理中心的信息对接,把订单交接的状态及时更新为完成状态。与此同时,第三方物流服务商把信息及时通过系统对接,传输给整车制造商,使整车制造商第一时间了解整车
