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通过SCM指向型自动仓库系统实现钢材料的第三方物流供应

--丰田钢铁中心公司物流中心

供稿:北京龙凯伟业科贸有限公司 2016/9/27 18:22:35

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  • 关键词: SCM 自动仓库系统
  • 摘要:通过SCM指向型自动仓库系统实现钢材料的第三方物流供应。

  丰田钢铁中心公司是以丰田通商为首的丰田集团9家公司共同出资于昭和43年(1968年)设立的(图表1)。在当时钢材流通还未得到整顿,计划达到年产量200万台的丰田汽车面临着钢材提供方面的问题。为了实现钢材的稳定供给,作为集团窗口商社的丰田商社牵头,在其他各公司的支持下,建立了这个同时具有码头、仓库和加工设备的集中型大规模钢铁中心。

  在此后的30年中,公司不断发展,其主要业务是与丰田通商钢材销售事业相关联的钢材物流和加工,直到现在客户的90%都是丰田集团的企业。

  在1999年5月,在其总公司仓库内开设了钢铁企业的钢材专用物流中心。物流中心的构筑着眼于提高物流业务效率,同时还提出了涉及货主生产工序的各类改进建议等,具有鲜明的SCM(供应链管理)指向特色。通过设置丰田物流工程设计指导的高水平自动仓库系统,为客户提供‘钢材料的第三方物流’服务。

  钢材物流的宿命性课题

  众所周知,现在在世界范围内进行着钢铁企业的重新组合。而在此之前最大的用户行业的汽车界开展的世界性生产体制的重新构筑,则是引起此变化的重要契机。在这种情况下,物流界也将会必不可免地随之发生各种各样的体制改变吧。

  钢铁界的物流本来就受各种条件的限制,很难实现高效化,以一般行业为对象的物流理论不能简单地拿来运用。

  因为钢铁材料又重,又大,又占地方,这种宿命性物理条件决定了大批量进行生产的钢铁企业和要求进行小批量变种变量生产的客户现场之间一定要有相当大的缓冲(临时保管)机能。要说钢材重,而对此进行保管加工以及按需按时进行运输配送的钢材物流的任务更重。

  钢材供应间隔有时要等一个月以后的下一个生产周期,所以要想完全满足客户灵活多变的供货要求,有时就不得不保持超量的预期库存。对企业和商社来说,如何处理控制库存将变得越来越重要。

  正是在这种背景下,丰田钢铁中心受钢铁生产厂家的委托,承担了物流中心的业务。丰田钢铁中心公司作为丰田通商的子公司,其业务就是将从钢铁生产厂购入的钢材进行保管和加工,并及时供补到以丰田集团为主的各个客户企业。

  但是这种业务与一般性商社物流代理业务有所不同,是直接承包了包括解决钢铁生产厂家头疼的库存点集中还是分散等问题在内的综合物流业务。钢铁厂方面提出,希望在此生产工厂附近,在具有码头、仓库等综合物流机能和经验的总公司占地内设置一个专用的钢材中心。

  而丰田钢铁中心方面在当时(1997年)则处于“经济长期不景气,物流量减少,人员和仓库面积等都产生了剩余,正在考虑有效利用的对策”(岩崎诚夫专务取缔役)的状态。公司的经营需求与钢铁生产厂家的要求正好相一致,于是这项新的商业计划很快就开始进行。

  提案型钢材3PL

  经过概要调查之后,设立了两个公司的联合工程推进队进行为期半年多的详细设计和计划制定。此项工程中有若干颇为引人入胜的特点。

  首先,钢铁生产厂家旨在确立所谓的‘按后工序实耗供应’的生产方式,也就是说,卖出多少就接着再生产多少,以提高物流效率。他们要求新的中心能够改分散库存为集中库存管理,准确把握出货和销售实绩,并据此设定最合理的库存基准,并事先提出了中心所需规模能力等等大致的设计要求。

  而丰田钢铁中心方面对此研究之后,进行了各种‘反提案’进行对应。

  例如,钢铁生产厂家方面的要求是以传统的钢材平放保管、人工作业等手法为前提的。而丰田钢铁中心则提出采取这种方法,人员和工时都将超出中心可提供的水平。为了提高作业效率和精度,应该采用立体自动仓库。

  他们还提出,检品作业应采用条码或二维条形码,实现出入库信息收送完全EDI化,完全不用纸张。同时出入库要以一台拖车为单位综合进行以达到平准化。

  在这里我们可以看到,正因为这两家公司都是丰田集团成员,所以他们对丰田生产方式的概念都很理解并将其作为自己的基本方针。‘丰田生产方式3原则的JIT,平准化和自动化从一开始就溶入了我们的设计之中。’(岩崎专务)这是特点之一。

  而钢铁中心方面的‘反提案’并不是单纯被动地只按对方要求承接物流业务,其内容甚至涉及到要求钢铁厂家改进生产日程安排及出货车辆的调配等方面。这是一种与货主共同重新构筑整体商业运作的3PL(第三方物流)型的积极推进方式。

  注重成本的硬软件构筑

  基于以上的基本方针和构架,丰田钢铁中心公司选定了丰田汽车的物流工程设计部门(此部门从2001年4月改为丰田自动织机制作所丰田L&F公司物流系统营业部)作为具体实现物流要求的系统构筑设计者。  对于丰田生产方式的深刻理解是以上选定的最大理由。在该公司带领之下,硬件由日本钢管(NKK成套设备建设-竹中工务店)担任,软件由安川情报系统担任。

  丰田的工程设计部门担任详细设计。他们要遵循整体的基本概念,对物流数据和要求事项进行对证和解析,做出在原有的建筑物内货架最合理的排列方案,并计算出货架宽度,使之能够满足包括国内1,000个品种和出口用1,000个品种钢材的保管及迅速出库入库之要求。

  丰田自动织机制造所丰田L&F公司物流系统营业部SE室SE负责人斋须久佳说‘从系统设计到操作方法、卡车定时化、出口用出货时间表的平准化等等,这些都不是我们单独提出的方案。所有内容都是和丰田钢铁中心公司的人员共同反复研究才制定出来的。’这种做法充分体现出了丰田以顾客为中心的工程设计精神。

  1999年5月,前述图表1.2所示自动立体仓库系统竣工。货架宽度按钢材长度不同分别为4m用、6m用、6.1m用和7m用四种、共计2,088个货位(保管能力约1万吨),共有6台堆垛机和6台出入库台车。钢材装卸车采用原有的天车。

  岩崎专务说,‘中心的构筑重视成本,建筑物和天车都采用了原有设备,并调整了规格要求,防止了能力过剩。为了最大限度地压缩投资负担,自动仓库采用了租赁方式,这似乎也是少有先例的。’除了初期投资之外,对实际开工后的日常运转成本也进行了严密论证。

  图表3是控制上述硬件的信息系统整体构成。与货主在线相连(TCP/IP)的基干服务器采用oracle8,控制库存、出货信息和基准库存等。而设备服务器(富士通FMV-6400TX)则根据出货入货计划信息控制作业指示信息的发出和再编成等。

  下面让我们看一看现场系统的运行情况。

  钢材的进货

  1  拖车到达

  拖车满载着钢材从制造厂到达中心的停车等待处。进货时1辆卡车装30吨钢材。

  制造厂以‘按后工序实耗供应’方式进行生产,卖出多少就补充多少,同时合理安排生产计划,做到按优先顺序以整车为单位出货。计划每天平均进货6-7次,每月6,000吨,每年72,000吨,据说现在实际上还有余地。

  出货时对外出口钢材1辆车装满30吨,但供给国内钢材则按路线和订单各有不同,以10吨前后为主。

  2、3  拖车卸货作业

  司机和中心操作人员2人1组担任天车吊钩的挂钩操作,与天车司机配合迅速进行进货作业。

  因天车是用来吊钢卷的原有设备,所以刚开始使用时不太适应,但现在操作已十分熟练,1辆装30吨的车40分钟左右即可卸车完毕。

  4  出入库工作站

  钢材被运送到立体自动仓库前面的出入库工作站,2名中心工作人员将此接收入库。

  其中1名兼任上述吊钩挂钩操作,而另一名则担任下面要介绍的出入货检品工作。

  装入托盘和检品

  5  卸货到托盘

  操作人员用手势与天车司机(右上方驾驶箱内)相配合,把一捆捆的钢材放到托盘所定位置。作业有条不紊,连续流畅。

  6  作业指示一作业位置引导系统

  操作之所以能如此顺利进行,是因为作业指示一作业位置引导系统在导航。6个工作站都设有作业位置指示灯,(左图中前面的的绿色指示灯)和作业内容显示器。(左图中货架上的LED显示板)

  作业位置指示灯闪烁表示下次将使用这个工作站,亮灯表示这次的出入库作业在此工作站进行。作业内容显示器分别显示现在卸货的车种(照片上显示的是20)、要装到托盘上的钢材的位置和捆数(照片上显示的是上层为0,下层为5)和按ABC分析进行的产品类别(照片中央显示的A)。

  7  托盘上的钢材装载状况

  在这种专用托盘上一般装10捆钢材,上下两层,每层5捆。国内用和出口用的各有1,000个种类,共计2,000个种类,所以1个托盘上装有复数个品种。如果搞不清哪个托盘上的哪个位置上装多少捆什么样的钢材,就会造成作业的混乱。

  作业指示一作业位置引导系统就是为了解决这个问题而设定的,与下述检品系统相结合,实践了以人为中心提高效率的‘丰田自动化’指导思想。

  8  二维条形码检品

  最后,操作人员用无线手提式读码器扫描钢材上产品标签的二元条形码(由DENSO开发,用了丰田集团使用的QR码)。QR码除了产品的规格、尺寸和重量之外,还可容纳相当于普通条码20倍(约250字)的数据,所以库存登记和出入库确认只需1次扫描即可完成,真正实现了无纸作业。

  1999年东研公司率先开发出无线手提读码器。这里的两台二元条码读码器采用的就是其最初型号产品(照片上的读码器前段附有导距装置,为的是保持焦点距离)。

  自动仓库的出入库

  9、10  从出入库台车到自动仓库

  按下检品结束的按钮,设置于厂房地面下方的出入库台车就把出入库工作站处的托盘拉进库架内。

  1台堆垛机对应1台出入库台车,货架左侧前方最下层就是台车与堆垛机的交接口。

  11、12  自动仓库的货架和托盘

  货架宽度按钢材/托盘长度不同分为4种,4m用的有762货位,6m用的956个货位,6.1m用(出口专用)的192个货位,7m用的178个货位,共计2,088个货位。能力超过1万吨,

  基本上国内产品库存2个月用量,出口产品库存1个月用量。

  这是按照过去的实绩、将来的预测和设备能力进行分析研究得出的最合理货位数量。如果认为可以以大兼小,全部做成大宽度货位,无效空间就会增多,无法在原有建筑物内确保必要的收容能力。这也是丰田的物流工程设计的成果之一。

  专用托盘构造如照片(12)所示(这是4m用的)。而在货架内则采用只吊挂两端的方式(如照片11),重量轻,不会形成中间部位的弯曲。据说这是经


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