新能源车型的引入正在给汽车企业的供应链与物流运作带来诸多挑战:如何应对工厂线边物流面积资源紧张,以及物流运作成本攀升等问题?纯新能源汽车工厂物流如何规划更合理?涉“电”零部件(电芯、电池模组、电池总成)供应链与物流如何进行规划部署,以及物流运作安全如何保障?电池物流包装又如何设计?上汽通用围绕以上问题进行了深入探索。
汽车行业发展百年来,驱动技术的发展已经进入了一个新阶段,为有效解决传统燃油汽车排放污染问题,新能源汽车取得快速发展,并有逐渐代替传统燃油汽车之势。面对这一发展趋势,从汽车工厂物流、零部件运输、入厂物流,再到整车物流,汽车物流整体规划与运作正迎来方方面面的挑战。如何准确辨识并妥善应对这些挑战,是摆在各大车企眼前的重大课题。
上汽通用物流部以“全时数字化卓越运营、全链数字化精准匹配、全局数字化融合协同”为供应链发展目标,站在全链业务、全生命周期视角,以成本效益最优为核心,基于严密的业务逻辑和数字化体系,精准匹配全链资源需求,高效驱动精益运营迭代,快速化解外部环境影响,创建核心竞争优势。对此,本刊记者与上汽通用物流部进行了深入对话。
上汽通用打造奥特能超级工厂,加速电动化转型
新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车,分为插电式混合动力(含增程式)汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等类型,它与传统燃油车最主要的差异就是驱动形式,由发动机、变速箱组成的传统燃油驱动系统,增加或者直接切换成电池、电驱组成的电力驱动系统。
从汽车市场中长期发展趋势来看,新能源汽车产销量将继续快速上升,但还不足以完全取代传统燃油车,两者在一定时间内共存的状态将持续下去,也是传统车企转型的必经之路。这不仅对主机厂生产制造系统提出新要求,更给工厂物流规划带来新的挑战。
1.共线生产的资源统筹
面对燃油车与新能源车在一定时间内共存的实际情况,现有的整车工厂需要具备混线生产燃油车与新能源车的能力。两者截然不同的驱动和底盘系统,对原有底盘装配线带来极大冲击:一方面,原有工位需要适应性改造,以满足新能源零件安装工艺;另一方面,增加的电池、电驱等大体积零件,需要新增单独工位来满足工艺需求,工艺面积和物流面积的统筹协同势在必行。
面对这一新挑战,上汽通用物流部主动出击,充分协同制造规划团队、制造工艺团队,优化产线安装工艺并调整改造方案,精益工位改造,释放预留工位并压缩车间功能区,满足工位新增。以武汉工厂为例,由于新能源车降低风阻的设计要求,车辆底部需要尽量保证平整,新增的底护板等零件,需要新增工位来进行安装。在新增工位改造过程中,物流规划团队协同工艺优化使用“倾斜式”工位提升防护网设计,大幅减少面积占用。与此同时,秉承“螺蛳壳里做道场”的精神,充分挖掘车间零散区域,通过置换、整合发挥最大效用,实现资源的高效整合利用。
2.纯新能源工厂物流工艺优化
车间线旁空间“寸土寸金”,围绕纯新能源整车工厂物流规划,上汽通用物流部结合新能源车的产品特性,精益整体工艺布局。
例如,纯电车驱动、底盘结构相比燃油车要简单一些,因此底盘装配线就存在工艺线体整合优化的机会,这样可以增加物流操作场地,有力保障后续物流运作。同时,上汽通用物流部也结合新能源车产品差异、工艺变化,对物流上线、分拣、存储等各个环节进行梳理,发掘提高物流运作效率的机会。例如,新能源车的大体积零件(如电池总成),策略上优先规划机运链、AGC等自动化上线方式,并将电池自动上线纳入统一制造策略当中;针对新能源车ENG线工位减少趋势,研究取消ENG线SPS分拣,零件直接上线,简化物流操作,提高物料上线效率;针对底盘线货量分布由ENG线迁移到底盘前端的趋势,利用最新智能库位规划系统工具,基于人员、面积综合成本最优原则,自动规划并高效评估零部件仓储库位布局,助力仓储效率提升。
3.涉“电”零部件物流运作安全保障
在涉“电”零部件(电芯、电池模组、电池总成)运作合规性方面,上汽通用物流部遵循国家相关法规政策,参照上汽集团最新《锂电池安全管理标准》,同时结合公司质量及物流运作要求,从厂房标准、存储环境、库存控制、库位布局等各方面,精准辨识涉“电”零部件运作合规要求,在前期规划阶段就进行同步规划设计,后期实施阶段也逐一落实执行。
例如,规划独立的电池存储区,与普通零件做好隔离,并在区域内试点红外热成像监控系统,24小时全时监控电池温度状态,确保电池存储安全。
在日常运作中,上汽通用物流部也是针对涉“电”零部件的消防和应急要求,配备专门的消防/应急器材与预案,同时加强巡检、审核的力度,强化异常情况发现、应对及响应的能力,确保运作质量,保障运作安全。
奥特能超级工厂内部场景
奥特能超级工厂高度柔性化作业
除了工厂物流方面的挑战,引入新能源车型对零部件供应链与物流规划也提出了很多新要求,尤其是涉“电”零部件(电芯、电池模组、电池总成)方面体现尤为明显。对此,上汽通用物流围绕新能源车型引入过程中的零部件供应链与物流规划进行了大量探索,主要探索方向及改进策略包括:
1.聚焦物流成本,从先期供应链策略入手
承接集团“新四化”的目标,上汽通用正聚焦于建设强有力的供应链体系,如何从产品项目早期来评价并优化物流成本,一直是上汽通用物流部持续推进的方向。上汽通用物流部在产品项目开发早期,主动协同工程、采购、制造等部门,从零件设计、制造工艺、供应链布局、物流路径等角度着手,通过全业务链的协同改进与业务模式创新,实现供应链全局综合成本的最优。
在零件设计方面,将供应链成本导入零件设计,通过在前期开展虚拟评审,不断提升零件包装密度,提高卡车运输装载率,使其更适宜供应链运作;在制造工艺方面,定期通过对接制造需求,结合各工厂工艺特点,综合考量整体成本,输出最优制造策略;在布局方面,在持续推进零件本地化的基础上,进一步与供应商开展深度合作,通过将显著影响零件包装体积的、设备通用性强、投资不高的制造工艺,搬迁到SGM工厂周边就近生产,实现末道工艺本地化,有效降低供应链成本在供应链路径方面,通过对“SGM+供应商”的供应链路径进行梳理,消除过程中的冗余环节,实现运输路径的最优配置。
此外,上汽通用物流部针对供应链运作阶段的经验,不断进行总结、归纳、提炼,形成物流需求,在产品项目开发阶段输入至零件设计方案,实现全业务链协同。
以上措施已全面应用于多款奥特能平台的电动车型,在这些强有力策略的影响下,供应链竞争力不断提升,累计实现上亿元的成本节省。
2.拥抱新变化,积极应对涉“电”零部件供应链挑战
随着电动化转型的推进,汽车零部件供应链面临着新机遇与挑战。比如,更多新材料的应用,需要全新的供应链布局策略来支撑;电池结构设计理念的不断迭代,需要从供应链综合成本角度去协同好电池壳、热管理系统、铜排布置等的设计方案;其他新技术的开发应用,更需要在设计早期加入供应链评价的维度。
为此,上汽通用物流部积极拥抱新变化、主动应对新挑战,协同工程、采购等部门,在项目早期就积极参与零件设计及供应链布局策略的研讨,通过优化设计方案、改进供应链布局等措施,不断降低物流运作成本与管理风险。
3.围绕芯片供应链进行前瞻性布局,多项举措确保高效供应
站在电动智能网联汽车发展的新阶段,芯片渗透率稳健增长,在智能化的影响下,汽车圈一直被芯片短缺的阴霾笼罩。一般来说,新能源车,尤其是配备有自动驾驶等更高阶技术的车型,芯片数量远超传统燃油车,且随着各类黑科技的应用升级,芯片数量不断增长。
随着上汽通用奥特能平台的车型规划量不断提升,提早识别运作风险愈发重要,物流进一步推进供应链前瞻性布局,协同工程、采购、平台,更早介入关键芯片开发与选型的策略制定,通过一品多点、资源库建设、布局优化等措施,对芯片风险搭建全周期的长效应对机制,保障供应链的安全,将稳定性、韧性等因素放在首位。
别克E5-基于奥特能平台量产
1.绿色物流,柔性化、轻量化包装助力降本增效
与传统燃油车相比,新能源车型零部件包装最显著的差别就体现在电池总成系统上,其主要特点及设计策略包括以下几点:
首先,与燃油车的发动机相比,电池总成系统体积大、零件重,整体包装成本大幅增加,同时重量增加也会影响运输车辆的车厢装载量。对此,上汽通用包装设计团队一方面研究借鉴业内电池包装设计方案,从提高包装容积率、包装共用性等角度出发,减少包装投入成本;另一方面精研电池总成系统的包装设计,致力于包装结构轻量化,将卡车装载量提升了11%,大幅降低了运输成本。
同时,电池的上盖底托总成(电池外壳)工艺路径比较复杂,涉及冲压、焊接以及油漆工艺,最后在电池车间进行装配。由于上盖底托零件较大,在整个工艺流程上存在多次的自动取、放料动作,所以包装设计需要同时兼容多环节的自动取放料需求。为此,上汽通用包装设计团队在公司内部协同各工艺流程规划,前置输入包装开发需求条件,形成统一的制造策略及包装策略,达成综合成本最优。
此外,从新能源和燃油车生产项目切换的角度,在发动机到电池的切换过程中,电池/电池模组存在一定的存储包装需求,传统一次性包装投入成本相对较高。为此,上汽通用包装设计团队研究开发可循环包装来降低成本,一方面回用改造已退出的发动机料架,研究贴合电池总成外形的抽拉式结构,兼容多尺寸电池存储,通过“变废为宝”实现循环使用;另一方面开发木箱无钉拼合工艺,实现存储木箱的多次循环利用。进一步可将循环存储包装从电池包衍伸至模组,提升包装的整体柔性,大幅降低存储的包装成本。
涉”电“零部件对汽车供应链与物流提出新要求
2.紧密衔接政策法规,质量成本两手抓
新能源车型的引入,对物流运输方面同样提出新要求,上汽通用物流部从零部件运输和整车运输两条业务链推进物流运输成本优化和质量提升。
在零部件运输方面,新能源车新增电池、模组、电芯等零件,涉“电”零部件对运输等环节合规性要求提升。例如,相关零件运输有时效性要求,公共道路运输也必须通过UN38.3试验,这对于物流业务运作都带来了新的要求。上汽通用基于当前法律法规要求梳理校验合规要求,落实供应商及承运商具备相关资质,确保物流运作的安全性与高效性。另外,海事局发布《关于做好船舶载运内贸大宗包装的锂电池产品安全工作的通知(征求意见稿)》,上汽通用结合供应链布局规划,进一步研究涉“电”零部件多模式运输,持续降低入厂运输成本。
在整车运输方面,采用直销模式,终端市场对整车运输响应能力要求不断提升,整车交付时间正在大幅缩短,对整车物流的运输安全、运输效率、服务体验、仓配协同性等综合服务能力提出更高的要求。
上汽通用本着友好合作、协同共赢的原则,互信促发展,合作求多赢,在未来的工作中,将进一步协同集团其他整车厂与零部件供应商,综合内部产能,实现新能源供应商分布的资源共享,优化资源配置,改革创新,苦练内功、蓄势聚能,笃行不怠向未来。
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