摘要：一汽-大众佛山基地MEB工厂通过打造自动化立体库，构建了厂内智能仓储中心，并在此基础上重构端到端供应链流程，最终实现单车物流成本降低50%、仓储面积节约80%、物流自动化率提升4倍的突破性成果。
一汽-大众佛山基地MEB工厂通过打造自动化立体库，构建了厂内智能仓储中心，并在此基础上重构端到端供应链流程，最终实现单车物流成本降低50%、仓储面积节约80%、物流自动化率提升4倍的突破性成果。
近年来，一汽-大众汽车有限公司（以下简称“一汽-大众”）积极响应市场导向和消费者需求，加速向新能源领域迈进，并依托大众集团MEB纯电平台，现已形成涵盖大众、奥迪两大品牌的电动化产品矩阵，覆盖国内主流细分市场。在当前竞争激烈的新能源汽车市场环境下，物流效率提升与成本控制成为企业获取竞争优势的核心要素，而作为一汽-大众实现电动化转型的核心阵地，佛山基地MEB工厂承担着重要的战略使命。
面对同质化竞争与成本压力，一汽-大众佛山基地以“智慧物流”为突破口，启动自动化立体库项目，通过端到端供应链流程重构与厂内智能仓储中心建设，实现单车物流成本降低50%、仓储面积节约80%、物流自动化率提升4倍的突破式成果，为汽车行业企业供应链转型提供了“成本-效率-韧性”三位一体的创新范式。
01项目背景与需求
随着行业同质化竞争加剧，佛山基地MEB工厂迫切需要引入新技术助力供应链降本增效，推动物流模式升级和智慧物流转型，以降低生产成本、提高市场竞争能力。
总体来看，实现智慧物流转型升级，可实现两方面的改善与优化，主要包括：
1.优化端到端供应链流程
过去外协零件在入厂之前需要在厂外库房（LILA库房）进行中转（如图1），传统的物流流程为：供应商—LILA库房—车间缓存—总装生产线。因库房远离车间，在中间物流环节需要多次进行卡车的装卸、运输和零件出入库，存在大量流程上的人力和资源浪费。实现智慧物流转型升级，首先需要使物流流程精益化，着力取消外租库房等非必要环节，优化端到端供应链流程，从而降低单车物流成本。
图1 LILA模式物流流程图
2.提高仓储智能化作业水平
传统依赖人工操作的作业模式不仅生产效率受限，更难以匹配未来智能制造的发展要求。因此，需要在确保厂内零部件高效周转的基础上，运用智能化仓储解决方案提升厂内单位面积存储能力和作业效率。
02打造自动化立体库项目
当前行业内主流的智能仓储解决方案，主要包括AGV/AMR柔性搬运系统、无人叉车配合高位货架、自动化立体仓库（AS/RS）等模式。其中，AGV/AMR系统以拓展性见长，在空间利用率方面表现欠佳，对场地面积需求较大。无人叉车配合高位货架方案的投资成本相对较低，作业效率却难以满足高负荷需求。自动化立体仓库的初期设备投资成本较高，但能够实现高效集约的立体存储，并显著提升作业效率。
在选择智能仓储解决方案时，需要平衡投资成本与收益，同时注重构建兼具韧性与敏捷性的供应链体系。经过一系列考量，一汽-大众决定在佛山基地MEB工厂实施自动化立体库项目。
1.整体布局与构成
自动化立体库整体设计综合考虑了物料包装形式、生产节拍、存储周期等规划前提，按照功能分区合理、系统总体物流动线最优的设计原则进行统一规划。
从整体布局来看，自动化立体库由大件立体库（AGL）和小件立体库（AKL）两部分构成（如图2）。
图2 AGL&AKL示意图
其中，AGL存储以整箱大件（GLT）或整托小件（KLT）为包装单元的物料，AKL存储以KLT料箱为包装单元的物料。从功能来看，规划设计能力满足双班次60JPH节拍多车型混线生产，按照设备自动化、作业标准化、信息智能化的设计理念，采用先进的物联网信息技术，实现物流作业的全程可视化、痕迹化，实现零件管理的高效化、智能化。
从硬件设备来看，自动化立体库由堆垛机、输送线、多层穿梭车、出入库提升机和立库货架系统等核心设备构成，AKL经输送线与AGL连接，实现补货联动。零件入库和出库输送线按分流原则设计，确保出入库作业不交叉。
从信息系统组成来看，自动化立体库结构分为仓库管理系统（WMS）、仓库控制系统（WCS）两个层次，并通过接口与一汽-大众上下游物流相关系统进行信息交互，实现功能配合。系统拥有多种成熟的智能优化算法，包括入库货位分配算法、订单优化算法、出库货位分配算法等，可有效提高系统运行效率，为立体库高效运行提供坚强保障。
WMS系统是实现库存管理的核心，能快速、准确地执行出入库任务，并做出正确分析，监控和协调各业务环节。同时，通过对物料流动、库存数据的分析，为日常管理和优化提供所需的物流数据和辅助决策信息。系统主要功能模块包括基础数据管理、出入库管理、库存管理、盘点管理等。
WCS系统是连接WMS系统和物流设备的纽带，负责快速准确地执行作业指令，并分解下达给各执行设备（包括堆垛机、RGV、穿梭车、提升机、输送线等），实时显示设备运行状态、物料流动状态和所在位置，报告、记录设备异常，支持维修人员对任务故障进行远程操作处理。
WMS与WCS数据相互关联，WMS系统通过上下游相关系统的接口得到出入库指令后，会生成并下发作业任务给WCS系统，同时接收并监控来自WCS上传的作业任务完成情况和设备状态信息，并将出入库指令执行情况反馈相关系统。WCS将WMS下发任务转化为物流设备调度信息，使底层物流设备可以执行WMS的业务流程。
2.运作流程
自动化立体库的整体物流作业流程，可以分为上架入库、存储和下架出库三个环节。
（1）上架入库
在AGL，零件通过叉车搬运到输送线的入口，光电感应开关检测到零件放下后，高分辨率读码器自动扫描读取零件标签，完成母托盘与零件的绑定和系统入库。通过随后的重量检测和货型检测后，输送线将零件输送到堆垛机站台，完成入库流程。如图3。
图3 AGL上架入库
在AKL，零件以整托或者料箱形式到达入库口。整托零件通过输送线、托盘提升机和RGV等设备，由AGL出库后到达AKL入库站台；按箱到货的零件在车间入口完成卸货后，直接由转运车牵引到AKL入库口。现场分拣作业人员将料箱依次放上传送带，经扫描器读取零件标签并经过货型检测和重量检测后，传送至对应的存储巷道完成系统入库。如图4。
图4 AKL上架入库
（2）存储
AGL和AKL采用高强度的立体货架系统，充分利用占地面积，满足零件在库内高效存储、快速周转需要。立体库系统采用动态分区存储、任务均布策略进行上架货位分配。系统根据零件历史出库频率为零件分配ABC属性，按照A类距离出口最近、B类其次、C类最次的原则进行货位分配，最大化降低设备平均任务执行时间，保证设备综合利用率达到最高。任务均布策略将同种零件均匀分配到多个巷道的不同层中，当某一巷道设备发生故障时，其他巷道零件可以正常出库，最大程度降低对日常生产的影响。如图5。
图5 ABC分类策略示意图
（3）下架出库
立体库系统采用按批次先进先出的原则进行下架出库任务分配，根据分拣实时需求，选择最短路径算法、就近出入库算法等策略提升作业效率。AGL在接收到生产车间产生的要货任务后，系统通过优先级规则创建出库任务序列，分配堆垛机和输送线执行任务，将GLT物料按照一定顺序从堆垛机二楼站台输送到指定下架口。AKL将要货任务按时间段分割为多个波次，将出库任务序列按对应的上线路线进行排序，把KLT料箱分拨到不同的出库口，完成下架出库。如图6、图7。
图6 AGL下架出库
图7 AKL下架出库
03项目创新点
汽车制造业作为高度集成的现代化产业体系，其供应链管理中物流系统占据战略性地位。项目在结合一汽-大众佛山基地既有物流模式的基础上，进行创新性的功能开发与适配，使整体方案符合企业可持续发展战略。该项目凸显的主要创新点有：
1.全流程智能化仓储管理
（1）智能入库系统
在入库环节，通过托盘外形检测装置以及重量检测装置实现物料智能识别、快速入库，检测结果可与系统内数据比对，将检测异常的货物剔除至异常入库口，经现场处理以后再重新入库，有效提升智慧仓库管理效能。
（2）动态仓储策略
在仓储环节，通过仓储策略规划提高出入库效率。基于零件生产消耗情况，动态调整零件ABC热度分区，按就近入库原则分配存储库位，使得平均取货时间降低23%；利用系统自学习能力优化存储策略，闲时理货功能使生产期间设备出入库效率提高30%。
（3）智能出库联动
在出库环节，通过与生产线实时联动实现出库效能提升。PCC（零件消耗计算系统）采集生产线过车信号，按照车型BOM单拆解零件需求，累计计算零件消耗数量，当零件数量达到要货数量（触发值）时，精准向立体库触发要货任务。立体库接收任务后自动执行出库输送，始终与生产保持同步衔接。如图8。
图8 PCC要货模式示意图
2.多维度个性化运作保障
（1）柔性化存储单元
针对外协零件多样化包装特性，制定与包装规格相匹配的存储方案，覆盖90%零件货量的存储需求。其中，AGL立体库货架系统适配2种标准尺寸托盘，支持3种空间高度，形成6种灵活组合的存储单元配置，显著提升空间利用率。AKL立体库货架系统创新引入母箱存储理念，通过将零件嵌套进入标准规格的母箱，实现小尺寸料箱的高效集约存储。
（2）智能化库存监管
依托先进的AI图像识别技术，构建全方位库存可视化监控网络，实时追踪设备及库存状态。系统提供多维盘点模式，包括基于货位定位的精细化核查和按零部件分类的专项清点，支持定期全面盘点和动态循环盘点机制，确保库存数据的准确性与实时性。
（3）高精度可视化数字孪生
WCS系统构建高精度三维可视化数字孪生模型，实现对设备全要素的动态仿真与实时映射，帮助管理人员实时掌握设备运行情况，提高生产运维效率。系统通过集成PLC控制器及设备传感器网络，可以做到故障识别和智能预警，并通过三维标注弹窗实现故障点秒级定位，维修人员不必到达现场即可进行简单故障的远程分析与处理。
（4）高标准绿色化低碳运营
自动化立体库项目在建设及运营阶段均践行绿色环保理念，设备选型完全符合甚至高于国标要求。以堆垛机为例，电机驱动系统采用具有节能功能的驱动单元和驱动器件，在控制逻辑作用下，设备的水平和升降动作均能保持匀加速，避免急启、急停造成的能量浪费，并具备能量回收功能。同时，如穿梭车、顶升移载机等机构，可根据货物的到达情况自动控制设备的启停运转。创新的能耗管理降低了工厂整体运营成本，助力佛山基地荣获工信部“绿色供应链管理企业”称号。
04项目运作效果
通过建设自动化立体库形成了厂内智能立体仓储中心、同步取消原厂外租赁库房，并采用外协件100%直送工厂的供货模式（即LOC模式），降低了50%的单车物流成本，为将MEB工厂打造为模式领先、过程精益、全过程自动化的未来工厂奠定坚实基础。如图9。
图9 LOC模式物流流程图
自动化立体库项目投入运营以来，取得显著的应用效果：
1.空间效能倍增。建设自动化立体库可提高存储密度和高度，从而解决仓储面积缺口。项目实施过程中充分利用工厂内部有限的7000平方米地块，替代了外部35000平方米的库房，极大节省了土地资源和仓储成本，并进一步优化物流布局。
2.作业效率飞跃。引入自动化立体库系统后，整体物流自动化率提高了4倍以上，显著减少人工操作环节，零件出入库周期缩短60%，为企业带来前所未有的运营效率提升。
3.智慧物流转型。自动化立体库的建设推动了智慧物流升级，通过智能化管理、物联网技术以及大数据分析，实现库存精准管理、订单快速响应和供应链的整体优化。
05项目价值与未来优化方向
1.项目价值
一汽-大众佛山基地自动化立体库项目通过技术创新与管理优化，改变了原有的低效物流流程，形成具有行业引领性的智慧物流解决方案。项目不仅实现经济效益与社会效益的双重突破，也为汽车制造业智能化升级提供了可复制的实践范本。
（1）经济效益显著提升
在物流成本方面，通过缩减供应链流程节点，创新项目应用，实现单车物流成本降低50%；在存储能力方面，实现存储空间从平面向立体拓展，不仅节约了80%的库房占地面积，仓储能力也提升4倍以上；在效率提升方面，整体物流自动化率提升4倍，零件出入库周期缩短60%；在拓展应用方面，将闲置库位灵活应用于生产备件、自制件等存储场景，助力成本优化。
（2）社会效益多维突破
项目推动了智慧物流转型升级，为行业供应链降本增效提供借鉴方案，起到行业示范效应；通过优化供应链响应速度，提升主机厂与供应商协同效率，促进产业链协同价值提升；通过节能设备与智能控制技术，实现能源效率提升30%以上，为企业践行可持续发展战略做出绿色低碳贡献。
2.未来优化方向
随着智能物流不断发展，未来在数智化方面仍然需持续迭代，构建更具韧性、智能化的智慧物流体系。例如，现有运行流程在入库上架、出库下架和KLT整托拆垛等环节仍保留少量人工作业，未来在满足作业节拍的前提下，可以通过部署无人叉车、机械臂等自动化设备实现全流程无人化操作，降低人工干预、提升作业效率。此外，配合线边配送无人化项目，将零件下架与上线环节进行衔接，打通零件直送线边的“最后一公里”，实现零件入库-存储-上线的全过程自动化。在预防性维修保养方面，通过对设备运行数据的全面采集，基于大数据分析完善设备故障诊断与预测，提升设备异常识别准确率，提高设备运行稳定性。
来源：物流技术与应用杂志
