汽车物流仓储布局精算系统研究

汽车物流仓储布局精算系统研究

孙强,俞建锴

上汽通用汽车， 上海市  201208

摘要：基于汽车零部件仓储布局规划模型搭建及系统化方案研究，综合考虑零部件入厂物流仓储全局约束，实现运作全环节成本的快速精算，系统算法高效决策零件内外库精益规划方案，提升规划效率并实现运作成本优化；本文同时以X主机厂当前实际规划为例进行对比分析，验证了仓储布局精算系统可优化业务运作流量及资源需求，高效辅助业务持续推进降本增效。

关键词 汽车物流 仓储布局 规划系统

一、引言

2023年上半年，国内乘用车市场在走出疫情阴影后，面临全球经济下行压力、汽车消费整长乏力、价格战日趋激烈等巨大挑战，汽车需求端和供给端增速放缓，但从长期来看，国内汽车市场仍有巨大的潜力和空间。而中国汽车市场能够保持健康稳定的发展态势，离不开产品结构的多样化与创新性、消费者的理性化与个性化，而这也对汽车制造物流规划的柔韧性、响应效率及运营成本等提出了更高的要求。

目前针对多车型柔性化生产工厂，物流规划中新车型的导入或车型的快速更替往往会导致对应厂内仓库储存面积需求变化以及资源不足，业务需要通过厂内零件外迁至外库来满足新车型零件库存需求[1]。因此，如何实现零部件在内外库的布局及操作综合成本的最优化设计，成为精益物流规划工作的重点关注项。而在实际人工规划过程中存在以下痛点：1）手工收集成本、效率参数等数据，人工处理数据和业务繁琐；2）将零件外搬到第三方仓库而产生的运作成本包含外库租赁成本，增加的人员、设备成本以及内外库短驳运输成本，以往一般依靠人工经验和快慢流选择外迁零件清单， 外迁方案的选择耗时长且综合物流成本不一定最低；3）无法对运作基础数据电子化留档和外迁方案版本快速成本对比。

    因此，X公司结合物流规划业务需求，业内首次尝试涵盖仓储布局规划、库位规划、效率评估及联动应用的物流规划全过程数字化推进；通过仓储部局成本精算系统功能应用，实现复杂业务场景下，物流运作成本的快速、精准测算，规划方案的多维度对标及高效评审，进一步提升物流规划的精度及效率。

二、业务模型介绍

    假设整车工厂零部件来源分两种模式1）从零部件供应商直接取货（循环取货或自运）交货工厂；2）从零部件供应商取货并在外库收发，经过外库整合分拣再按需拉动配送厂内。

物流运作综合成本由仓储运作成本、短驳运输成本及仓库租赁成本等构成，其中，触发成本的计算因子主要为零部件流量及仓储面积，计算覆盖大件、小件、排序件及相应功能区域，其流量、面积计算公式也各有差异。

图1 物流仓储布局规划业务模型

当前人工测算基于经验，往往局限于零件类型优先级布局决策，如外协零件优先与小件（外协＞小件＞排序＞大件＞冲压），忽略了零件级差异及其他各种复杂影响因素，如入厂运输路线对应的零件组合关系、排序响应时间等。同时，测算需要的生产数据（零件需求量）、物料主数据（包装信息、库存max等）及各类成本效率参数依赖人工信息收集及经验评估。

三、系统模型方案

1. 模型架构

整合业务系统功能需求，算法模型框架主要包含三部分[2]：

第一部分为模型输入，主要涉及规划前提条件、案例参数维护、流程设定等；

1）面积：厂内存储区域缺口面积。

2）零件参数：零件外搬后厂内、厂外存储数量，包装形式及尺寸，单位包装成本，流转量等。

3）仓库相关参数：仓库储存区域面积计算方式，单位面积租金，人员、设备单位成本，人员排班方式等。

4）操作流程：各零件对应的外租仓库操作流程，需要用到的人员，设备类型及每一操作流程对应的平均工作时长等。

5）短驳运输：运输卡车型号，成本计算方式及平均装载率等。

第二部分为模型框架，通过问题抽象，完成建模假设；

图2模型框架

第三部分为测算结果输出部分，在给定约束条件下，实施总体费用最低的外搬零件清单，以及每个外搬零件的流转量，面积需求和产生的成本。总体费用测算，包括外租仓库租金、设备成本、人员成本、运输成本等。

2. 系统约束逻辑

  仓储布局模型约束涉及7大类，16种系统外迁清单决策约束，结合场景拓展，可进一步完善优化模型约束。

表1 系统约束明细

此类系统约束与测算案例强关联，前期通过用户人工标注并维护，后续通过同类案例的索引及复制，实现相应参数的推荐引用，减少参数维护工作量。

除此以外，零件主数据、生产主数据以及包装主数据等通过系统对接，实现此类数据量大、变化频繁的参数的自动抓取和调用，避免物流数据的交叉维护及手工处理过程中可能存在的遗漏或录入错误，提高数据维护的完整率和准确率。

规划数据库同样包含物流运作费率、效率指标等相关运算参数，此类参数数据量大，但维护频次低，通过模块化的参数模板功能开发，可实现参数的批量维护及上传，减少规划测算数据准备工作量。

四、系统应用及数据验证

    目前，X主机厂联动仓储布局成本精算及智能库位规划系统，以某仓库仓储布局为例，针对厂内外零件分布及库位规划合理性，结合当前人工规划与系统决策方案的对比分析，对系统功能进行了上线验证。

1）全车型零件级分析，系统精算测算周期1.5天较目前人工规划1周大幅缩短；

2）基于综合成本最优的零件布局差异，系统决策零件清单针对人工规划方案进行调整，收发、出入库操作流量下降，结合岗位业务/资源整合，可优化人员需求；

图3 仓储布局决策优化案例

3）外库布局零件流量下降，短驳运输车辆需求可实现同步优化，进一步优化仓储运作成本。

五、结论

    通过仓储布局模型搭建及系统开发，可快速响应生产波动，综合全局约束，实现仓储布局成本的快速、精准测算，规划方案的多维度成本对标及高效评估，高效决策精益仓储布局方案；同时，输出结果中包括每个零件的多维度成本项，帮助业务实现物流运作模式数字化，形成管理闭环，提升规划效率及管理能级。

    依托物流全局数字化架构，物流供应链将通过全业务链、全生命周期的统筹规划，以综合效益最优为核心，快速迭代优化方案，实现全链资源与需求精准匹配，辅助业务降本增效，助力汽车领域智能物流转型升级。本文设计的汽车物流仓储布局精算系统经实例分析证明能有效提升仓储运作综合效率，有较高的应用价值。

参考文献

[1] 曾荣.汽车配件零库存配送模式研究[J].办公自动化，2018,(375)：44-46.

[2] 邹哲.汽车物流模块规划系统研究[J].中国科技信息, 2022,(6):77