由于企業的性質不同,其物流模式和市場策略也各不相同。中國作為世界上的制造大國,構造相對合理而快捷的生產供應物流體系、生產物流體系、商品配送物流體系,對于很多國內制造企業而言已經迫在眉睫。物流體系的不合理,甚至已經成為制約很多企業發展的瓶頸。
隨著中國勞動力成本和土地成本的上升,越來越多的企業青睞高效率的自動化物流系統。但是,很多企業在謀劃市場布局、構筑區域性物流中心的時候,往往在種類繁多的物流設備和五花八門的物流規劃方案面前不知所措、無從下手。為此,筆者希望將日本澳美吉田株式會社的經驗介紹給中國客戶,為促進提高國內企業的物流發展盡微薄之力。澳美吉田株式會社開發了日本第一套區別于電梯的垂直搬運系統(OMNI LIFTER SYSTEM,又稱垂直提升機、垂直升降機),在物流垂直輸送系統的設計和制造方面具有30多年經驗,已為包括松下、本田、韓國現代、中國康師傅等在內的眾多制造工廠的倉庫提供了各種類型的垂直輸送系統合計6000余套,成功地幫助客戶企業提高了物流效率,降低了物流成本。
針對中國企業在構筑產品垂直倉儲物流和垂直生產物流時的困惑,現以日本家電企業物流項目實施過程中的成功經驗作為依據,對物流中心建設這一課題進行細致的解讀。
物流中心項目實施流程
以家電企業為例,要建設適用的物流系統,首先需要了解家電行業的物流特點。
家電物流按照商品體積的大小分為兩種:大家電物流(如空調、電視、冰箱等)和小家電物流(如電飯鍋、微波爐、電風扇等)。
物流中心的定位決定了物流系統的選型,也就決定了整個物流中心的運作模式。以大型家電物流中心為例,由于商品規格不統一,出入庫頻繁,物流系統相對復雜,而日本的人力成本較高,因此往往以自動化物流系統來代替人力搬運,以節省物流成本,提高企業競爭力。
圖1
圖1為20世紀80年代初澳美吉田株式會社承接的一個日本家電制造企業物流中心項目。該物流中心的定位為大型家電物流中心,以空調、冰箱等大件貨物為主要流通商品,總建筑面積為198000m2,共5層。1層與2層之間設有夾層2AF搬運線,同時2層又與相隔15m的生產成品車間相連,產成品自8條成品線流入到物流中心2F,在此完成堆垛后分流至各個倉儲區。
圖2
其次應該明確家電物流中心的業務流程(圖2)以及物流終端類型(客戶、直營店鋪)、信息模式、日裝車出庫量、貨車裝卸泊位的個數、裝卸方式、WMS管理系統與ERP系統的對接方式,并以此為依據明確物流搬運系統的設計構成和運營能力。
圖3
最后細化到商品倉儲區域的分類、倉儲方式(有無貨架)、搬運方式(叉車、手推車、托盤等)、信息終端的配置(看板、顯示屏、手持終端等)以及配車方式。無論如何界定這些因素,最終都離不開圖3所示的課題分析。這幾點解決好了,物流中心的規劃理念、方向也就有了依據,物流系統的設計才會避開盲目性,使物流中心的建設真正實現用最少投資、實現最大效果這一投資者關心的大課題!
影響物流輸送系統規劃設計的要素
顧名思義,物流中心內輸送商品的設備組合即為物流輸送系統。那么物流輸送系統的構筑首先應該明確產品的類型、搬運方式、出入庫物流峰值以及配送形式。只有明確了這些最基本的要素,才能夠決定物流中心內的運作模式、設備類型。就先后順序來說,需要考慮的細節包括:
1.商品類型/種類(碼垛前商品尺寸、包裝類型、碼垛后產品尺寸、托盤類型)
2.物流計劃(可計劃出入庫管理、不可計劃出入庫管理、物流最大峰值、風險預測)
3.出/在/入庫峰值(出庫數量、在庫方式/數量/時間/管理區域區分、入庫數量/方式等)
4.配送方式/配送管理模式(運輸車輛是否統一、配車方式、裝車運輸方式、時間管理等)
5.配送方向,貨車泊位數量(確定此項,方可決定貨車泊位的分配方式,制定配車計劃)
6.包裝狀態(紙箱包裝、罐裝、袋裝等)
7.建筑設計要求
8.工期進度要求
掌握以上要素,可以明確物流中心建設的方向和系統規劃配置的理論依據,從而使物流規劃提案做到最優化。
物流輸送系統規劃建設的步驟
以圖1的物流中心為例,雖然商品類型、規格達到上千種,但因為是以整托盤出入庫為輸送模式,確定了碼垛尺寸后,自然會計算出物流中心搬運系統的基本理論設計數據。同時,該家電物流中心為店鋪直接通過式(cross docking)物流中心,采用地打堆放方式(兩層托盤堆高),水平搬運以叉車和2AF的滾筒搬運線配合小火車式拖板車為主,裝車方式采用整托盤裝車運輸,實現了托盤循環回收利用的設計理念。
該物流中心的實際物流系統的設計數據如下:
1.日進入庫量為2000托盤商品/8h,澳美垂直搬運系統的處理能力是88托盤/h;
2.出庫量與入庫量大體相當;托盤尺寸為1500W×1100L(mm)——托盤尺寸是由保管區的規劃(梁柱間距等作為參數,防止空間浪費)以及產品類型及堆垛尺寸來決定的;
3.產成品經過成品線自工廠流入到物流中心2F進行碼垛,碼垛后的產品尺寸為1800W×1450L×2500H(mm);
4.碼垛機器人根據成品線的產品種類與規格進行差別化設計,考慮到大型貨物容易跌落破損的特點,對碼垛機器人進行了特殊設計;
5. 對應出入庫的物流峰值需求,在出入庫端共安裝了8臺垂直輸送機;
6.叉車數量為5臺;
7.貨車泊位為21個。
圖4
明確了上述事項后,接下來就要明確物料搬運系統的作業流程。在此之前,還需要明確物流信息系統的構成(圖4),因為信息系統支配物料搬運系統,相當于人體的大腦支配軀體來執行各種復雜任務一樣。
物流輸送系統構成與業務流程
明確了物流信息系統的構成,便可以進一步構建物流輸送系統。以圖1為例,配置的物流系統包括:
圖5
1.入庫端4臺OMNI LIFTER SYSTEM (圖5);
圖6
2.出庫端4臺OMNI LIFTER SYSTEM (圖6);
3.備用OMNI LIFTER SYSTEM 2臺;
4.水平循環輸送機1套,安裝在1F與2F之間4m高度處;
5.物料搬運可視化看板系統;
6.物流人員分配顯示屏(不含出庫店鋪指示屏);
7. WMS系統(車輛分配、人員管理、入/在/出庫信息管理);
8.輸送設備遠程監視系統;
9.物流傳票打印設備;
10.叉車分配為出庫3臺,入庫2臺;
11.貨物信息自動識別系統。
輸送系統的運行離不開整體物流管理要求,其業務流程如下:
1.清晨1點至6點為集中發貨時間,入場車輛在安裝于倉庫出入口的停車泊位導引裝置指引下入場,停泊在指定泊位。為什么要在1點至6點集中發貨呢?這是由貨車自物流中心至各個店鋪的運輸時間來決定的,在明確了運輸時間、裝卸時間、備貨檢品時間等出庫任務之后,便可避免作業不暢造成的物流中心運營成本高的難題。
2.上午8點至12點為商品入庫時間。
3.發貨準備時間為下午1點至5點。該時間段內包括在庫清點等管理作業。
具體以一個物流循環來說明上述業務流程:物流中心接到訂單后,WMS系統自動生成發貨傳票,分配任務到各個環節,各個作業區根據發貨傳票上的貨車入場信息、裝車數量、備貨時間、物料搬運路線,確定在庫狀況、任務分配、裝卸時間、貨車離場時間等物流信息,并按照管理要求進行實際物流作業。以2AF某倉儲區至1AF發貨區的水平與垂直物料搬運的一個流程為例(圖7)。
圖7
需要強調的是,日本的物流之所以代表了世界最高水平,一方面因為日本人力成本高,逼迫日本企業必須嚴格控制流程,避免錯誤作業造成的無謂浪費;另一方面就是日本人整體的遵守意識(遵守規則、遵守承諾、遵守時間一直是日本人嚴謹執行并以此自詡的標志性民族性格)的民族性,日本企業創造了令人矚目的世界品牌無數,和這一點有分不開的關系。日本企業為了降低運營成本,一直以來追求零不良率、零錯誤作業率、零返品率,因此他們不斷實踐,不斷改善,而這一點正是控制物流成本、提高整體物流水平的關鍵。日本企業的物流成本占銷售成本的比重,非冷藏品為4%~6%左右,冷藏品為6%~8%,因此日本的人力成本雖然居世界前列,但是企業的利潤率卻一直令人羨慕。
以圖1中的家電物流中心為例,管理者之所以要控制作業時間段,在標準化上下功夫,主要原因是提高系統運行效率。在該物流中心,OMNI LIFTER SYSTEM的組成與作業流程(參見圖8~13)如下:
圖8 入庫端充足的待機位保證 圖9夾層輸送線貨物自動尋址分流 圖10 2A夾層搬運線有效利用庫房空間
叉車的入庫作業的連續性
圖11 出庫端 圖12倉儲區顯示屛 圖13貫通式搬運線
1.入庫系統
該系統配置4臺垂直輸送機,垂直輸送機與入庫系統共用一個水平輸送平臺(設置在1F與2F 之間的夾層內,避免因為水平輸送線擠占倉儲區域而影響作業空間通行)。
出庫品通過1FL的垂直輸送機在2AF(夾層)進行合流后再自動尋址分流,按照商品倉儲區域的不同,分流至離該商品最近的垂直輸送機,然后輸送至各個商品發貨準備區域。
2.出庫系統
出庫品根據出庫順序在發貨車到達1個小時之前在各個樓層的備貨區備貨待命。貨車進入月臺后無需等待,直接裝貨,裝貨時間通過嚴格計算控制在管理范圍之內,避免其他貨車在場內的等待時間。原則上,前一貨車裝車離場后下一貨車需要入場待命。
3.倉儲區
倉儲區的水平搬運以叉車和水平輸送線為主,20世紀70年初因為日本企業普遍追求高度自動化,大量采用水平輸送線,不但占用了很多倉儲空間,同時影響了作業的通暢性。如今,通過不斷的實踐,這些輸送線已經被逐漸優化拆除,使庫房空間更加合理通暢。現在只有2FL的發貨準備區集中了兩條與垂直輸送機相連接的水平輸送線,這主要是由該樓層的商品在庫時間短、出入庫頻繁的物流要求所決定的。
4.識別顯示系統
該系統主要為了滿足可視化管理的要求。除了在垂直輸送機的裝卸作業區配置有顯示屏,使倉庫管理員隨時掌握出入庫品的信息之外,同時隨著信息技術的不斷提高,顯示屏還指示叉車司機將商品迅速搬運至指定的保管區,使作業效率大大提高。僅此一項改善,家電物流的管理者與澳美吉田的設計工程師們就經過幾年的反復實踐過程。而這一項技術隨著條碼技術的不斷提高已經被應用到了越來越多的日本物流中心內部。此外,為了更好地掌控系統運行狀態,除了該家電企業的計算機信息處理中心之外,澳美吉田的物流輸送系統設計工程師還為其物流管理與運作設計了一套可視化輸送系統監控系統。隨著遠程監控技術的進步,如今澳美垂直輸送系統亦可以遠程監控系統狀態。
物流系統建設應以適用為原則
物流中心的建設需要與本企業的發展緊密結合,優化設計。日本的物流模式可以借鑒,同時我們還應該看到日本物流中心的管理運營嚴格按照規定操作,嚴守出入庫作業時間,以配車標準化、托盤標準化、作業標準化為目標,逐漸摸索出一套高效率低成本的物流管理模式。依然以圖1的家電物流中心為例,當作業高峰的時候啟動2AF的水平輸送線;而出入庫作業量小的時候,便只利用垂直輸送機進行上下搬運作業。如此一來實現了設備最大使用率,最小的運營維護成本。當然,即使這樣,因為該物流中心在初建時追求高度自動化,在后來的摸索實踐中,因拆除不必要的自動搬運線以及高昂的維護維修成本也付出了不小的代價。這也為中國企業的物流中心構筑提供了啟示,現將這些經驗整理如下:
1.不要一味追求高度自動化,因為高度自動化系統的聯動性使設備在逐年老化過程中的維護保養成本逐年增長,從而導致物流成本居高不下,這在日本有很多失敗的例子。
2.高層物流中心的建設避免盲目采用大型自動倉庫。日本物流發展至今天倉儲物流模式漸漸改變,原有的自動化倉庫漸漸淡出企業管理者的視野,取而代之的是利用單體垂直輸送機的靈活性、低成本性配合靈活多變的倉儲方式。這一點是不是會給國內企業一點提示呢?
3.無論多么完美的物流輸送系統,其前提是需要良好的管理模式。而良好的管理模式需要各個方面的良好運營方能夠實現,包括:物流環境的管理(上下游供應商、整體物流環境);物流標準化的管理(各個合作企業是否達成共識,形成時間、工具、方法的統一);高水平管理團隊的構建,因為企業管理歸根結底就是對人的管理,而人的管理除了企業文化的大環境之外,還有企業對人員教育培訓的投入。
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