吉速物流KD智慧工厂探索与实践

——“汽车智慧物流建设与发展”系列连载之一

2023年全年汽车整车出口491万辆，同比增长57.9%，首次跃居全球第一。KD出口形式是自主品牌汽车制造商“走出去”寻求海外新市场的重要方式，而KD包装工厂已逐渐成为KD出口业务的“桥头堡”，建设KD智慧工厂的需求迫在眉睫。

前言

作为中国自主汽车品牌领军者，吉利汽车制定有明确的智能制造战略规划与总体思路，对物流数智化转型进行广泛推广，并探索多样化智慧物流场景落地。浙江吉速物流有限公司（简称“吉速物流”）是吉利汽车集团内物流领域探索与实践的主体，也是集现代运输、配送、仓储、包装、产品流通及物流信息于一体的综合性物流企业，以“融合、聚力、高效、智慧”为发展战略目标。吉速物流下设的智慧物流部，是一支具备智慧物流方案规划、落地、运维、软件开发高效能力，并承载着吉速物流数智化转型的队伍。

KD（Knocked Down，散件组装）形式，是汽车出口的重要方式之一。在国内国际“双循环”相互促进的新格局下，吉利汽车锚定高质量发展，加速“出海”，为此吉速物流的智慧物流部与KD业务部共同成立KD智慧工厂专项攻关团队，着手进行KD智慧工厂的探索与实践。

PREFACE

传统KD工厂运营的困境

KD形式的主要工作，是将打散后的汽车零部件进行包装，装载进集装箱内，通过铁运、海运等多式联运的方式发运到海外市场。随着海外市场订单增长迅速，传统KD工厂面临诸多困境：

1.KD车间产能不断攀升，受限于现场人员招聘困难、员工技能参差不齐和劳动强度大等现场因素，亟需引入智能化和信息化手段满足市场需求，降低车间工作强度等。

2.KD零件种类超过千种，包装种类较多，在“人工作坊”的作业模式下，人工寻找包装物料的方式，需依赖人工经验判断，不仅效率低，而且出错率高。

3.传统KD包装作业需考虑各种零部件的特性，包装作业内容复杂，现场管理难，长时间作业疲劳，劳动效率低，纸箱存在漏装、错装、错贴、漏贴等问题；各个包装工位形成信息孤岛，缺货信息无法及时反馈，造成包装工位无货等待。

4.后道包装依靠人工与自走式设备作业，人效产出较低。

KD智慧工厂蓝图构思

为实现KD智慧工厂落地，基于改善KD工厂中的工作效率、工作成本、工作质量及KD智慧工厂可推广性的四大目标，KD智慧工厂专项攻关团队从软件层面和智能设备硬件层面进行智慧工厂蓝图构思。

1.硬件层面

智能设备层面构思，主要是导入智能/自动化设备，打造KD工厂内少人化、智能化作业。

（1）将KD工厂内的原料零部件、半成品、成品转运环节，导入潜伏式与叉取式AMR设备，替代现有人工叉车作业。

（2）针对小件的零部件包装作业环节，引入自动流水线，实现视觉识别、自动检重质检与自动分拣场景，达到少人化、防错生产状态。

（3）成品打包环节，引入自动捆扎与缠膜设备，替代人工打包作业，减少货物接驳环节作业，实现“流水线”式平顺生产。

2.软件层面

软件层面的构思方向为：以吉速物流智慧物流部自研KDMS系统作为KD工厂大脑，实现订单全生命周期的生产进度、生产过程执行质量、智能/自动化设备统一调度。KD智慧工厂中的各个作业环节（订单、收货、存储、翻包、质检、打包、转运、装载环节），好似各个独立躯干，通过自研KDMS系统进行统一调度，使KD工厂向智慧工厂方向前进。

KD智慧工厂探索与实践

1.订单管理场景

传统模式及弊端：

（1）传统模式下，所有排产依靠人员进行订单排产及主辅料（主料指汽车零部件，辅料为翻包所需材料）的物料需求整理，人员重复劳动。

（2）在BOM设变时涉及采购、订单排产、工艺、包装技术员、生产班组等多岗位间的信息传达，以及造成各岗位工作需线下往复执行和多次多方确认工作。

（3）订单进度不透明，导致收货、库存、翻包、发运情况通过人工线下报表进行管理与信息共享，效率较低，且人员管理难度大。

改善模式与效果：

（1）自研KDMS系统，通过订单管理结合BOM模块、包装方案模块，实现订单排产与主辅料物料需求一键生成。

（2）通过KD BOM模块与断点批次管理，实现设变信息同步，设变后的作业指导书实时展示在翻包工位指导作业。

（3）KDMS通过对人工操作以及智能/自动化设备的数据埋点抓取并分析，实现生产各环节的进度实时监控，并具有PC与移动端生产看板可展示生产实况，如图1。

图1 KDMS生产看板（*数据已脱敏，非真实数据）

2.智能收货场景

传统模式及弊端：人工叉车在收货月台将货物从物流车上卸下，收货员通过清点货物型号与数量，核对合格后通过人工叉车进行入库转运，账务方面则由人工按照签收单进行手工台账汇总。

改善模式与效果：现通过KDMS调度AMR补充收货接驳点位空载具，货物由人工叉车转运上载具后，收货员通过手持PDA进行条码扫描收货，收货完成后自动触发AMR搬运任务。无人搬运收货场景（如图2）上线后，使KD工厂收货人员配置降低了至少20%。

图2 KD工厂无人搬运收货场景

针对人工扫码收货的场景仍需人工逐一扫描，基于吉利汽车整车基地内部已推广视觉门收货，接下来在KD智慧工厂也将实现真正意义的“无人收货”——设备自动感应货物有无触发KDMS系统进行AMR任务调度，收货入库中经过视觉门进行条码采集，完成货物收货环节。

3.无人仓储场景

传统模式及弊端：人工叉车收货的物料，转运至厂内暂存区的存储库位，无精准系统管控。主料上架与空器具的回收，导致区域内人工叉车与收货员作业区域频繁交叉，存在安全隐患。

改善模式与效果：KDMS在收货扫描条码时，根据载具尺寸与主料类型指定库位，由潜伏式AMR完成货物上架，并将主料暂存区内的待回收器具进行回流出库。无人仓场景（如图3）上线后，KD工厂主料暂存区实现无人仓模式，货物分类有序摆放，并实现空器具回流，大幅降低现场管理人员的管理难度。

图3 KD工厂无人仓场景

4.主辅料拉动生产场景

传统模式及弊端：KD工厂的生产按一定数量划分为多个订单，主料按订单进行隔离，业内多为30及30的倍数进行订单规划，同时也根据提升装载率要求有其他数量的订单。小批量、多订单的模式，造就KD工厂内的主料存储模式为快进快出，存储区内的库位信息准确性将影响包装的效率。传统模式下专设物料搬运岗位，负责物料寻找与配送至对应翻包工位。辅材准备则需要求生产班组与辅材班组紧密联系与配合，保证包装辅材能及时配送至翻包工位。

改善模式与效果：针对人工找料的痛点，KDMS以拉动单齐套检查的逻辑进行指导生产顺序，调度潜伏式AMR执行对应拉动单的主料与辅料配送至既定的包装工位，省去人工找料和辅材线下对接环节，提升生产效率。图4为KD工厂主料拉动场景。

图4 KD工厂无人仓场景

从“人找货”到“货到人”的模式转变，解决了传统的找货难、找货时间长、无效行走多、搬运费力、货物盘点复杂等问题。该场景上线后，取消原有找料上线人员10人，实现少人化生产。

5.小件流水线智能场景

传统模式及弊端：小件零件物料较多，在包装方案中多以纸箱包装并以组托方式发运。依据已制定的包装方案，一个订单内的纸箱数量可多达2000～3000箱，部分单一成品托内的纸箱数量达近百箱。面对纷杂的物料包装，如何保证包装作业按指导书进行，以及如何快速高效完成按固化方案拼托组托，一直是KD工厂小件作业的难点。传统模式下，通过人海战术完成小件包装、质检与组托环节，但海外反馈的质量问题仍较为集中于小件物料上。

改善模式与效果： 针对小件零部件包装的痛点，创新性引入自动分拣流水线（如图5），流水线上嵌入检重秤与视觉识别设备（如图6），将不同工位的包装成果集中至流水线线尾进行自动分拣，统一进行组托作业。在此作业流程中，关键功能在于KDMS抓取视觉设备与检重秤的数据，进行物料理论重量数据比对，检重合格的纸箱方可进入正常分拣。通过KDMS系统多一道检重判断，使得零部件包装数量不准确的问题在源头识别整改；通过KDMS系统配合分拣流水线，也大大降低了人员拼托组托的难度，缩减了作业人员寻找、走动、搬运等非增值工时。

图5 KD工厂流水线自动分拣场景

图6 KD工厂视觉扫描&称重校验场景

6.防错生产场景

传统模式及弊端：传统模式下，从订单到生产环节的防错，仅可通过人员不断复核及增加质检人员进行管理。质检人员通过签名/盖章方式进行实名制记录，难以保证质检执行率，并且过程质检中发现的问题无法高效分析。

改善模式与效果：智慧工厂模式下，KDMS通过主数据与包装方案的管理，结合硬件设备的数据埋点，实现自动化称重数据校验、质检状态校验、质检问题分析展示。将海外开箱问题前置至KD工厂生产环节，进行提前预警与解决。

7.自动化打包“流水线”场景

传统模式及弊端：KD工厂打包，分为捆扎打带与成品缠膜两个环节。传统作业方式，按自动化程度可分为纯人工作业、人工辅助自走式缠膜机、辊筒流水线式自动捆扎缠膜作业方式。2019年吉利汽车KD工厂已投入辊筒流水线式自动捆扎缠膜设备，进行自动化包装，但此种模式下仍需人工叉车进行货物上线与下线，如叉车操作不及时会严重影响设备产出。

改善模式与效果：2022年KD智慧工厂专项攻关团队对吉利汽车的春晓KD工厂原有自动包装流水线，进行了叉取式AMR设备导入，通过PLC信号的对接，实现捆扎缠膜流水线无人接驳模式（如图7），使得流水线能够连续作业，并使产能提升30%。

图7 KD工厂叉取式MAR对接自动包装流水线场景

鉴于收货与翻包环节由潜伏式AMR进行操作，在自动打包线转换为叉取式AMR设备，则要求作业流程中存在接驳的环节。因此，KD智慧工厂专项攻关团队不止于叉取式AMR模式的实践，还追求自动捆扎缠膜场景下更简洁的作业流程与设备配置。2022年中，以潜伏式AMR设备进行转运的自动捆扎缠膜流水线，在吉利汽车湘潭KD车间成功落地。KDMS系统根据不同主料的打包需求，生成不同类型的任务，调度AMR进行货物搬运，并对接自动捆扎缠膜设备PLC进行后道包装作业。此种模式优化了接驳环节，更具有柔性和灵活性，节省了大批量辊筒的投入与维护，为行业内首家落地的创新场景。2023年吉利长兴KD工厂新建，引入潜伏式AMR设备与自动捆扎缠膜设备，覆盖93%成品上线自动包装。长兴KD工厂更是创新性引入双模架缠膜设备（如图8），在满足多尺寸包装混线生产的基础上提升作业效率50%。这一项目属汽车行业内首创，并已成为其他汽车企业的对标案例。

图8 KD工厂自动包装流水线场景

8.智能设备监控

通过KD智慧工厂的推进，车间的管理工作已不局限于人效管理，对投入的智能/自动化设备的“机效”管理，也成为精益运营的重要举措。吉利自研智能设备管理平台，可实时监控全国各基地的智能设备，并在平台上对智能设备进行维保管理，如图9。

图9 智能设备管理大屏（*数据已脱敏，非真实数据）

9.新技术探索

在汽车行业KD业务领域中，吉速物流是智慧物流的探索与实践的领先企业。现已在KD工厂中无人仓储区域已具备黑灯工厂作业场景，如图10。

图10 吉利KD工厂黑灯作业场景

未来，吉速物流还将不断对软件与硬件进行升级，持续深挖与落地智慧物流场景。在硬件设备方面，目前吉速物流正在开展协作机器人的应用与探索，如图11。在软件方面，将对KDMS系统升级，打造KD工厂数字孪生模型；并通过对各岗位海量作业数据分析，输出各岗位画像，助力KD业务运营增效！

图11 协作机器人码垛探索场景

结语

围绕“降本增效”，吉速物流聚焦KD包装工厂全流程智能化解决方案，已在订单管理、无人收货、智能收货、主辅料拉动、自动捆扎缠膜、智能设备管理等诸多环节有所探索，在人口红利消失、国内汽车行业“价格战”日趋白热化的背景下，无疑将对其他国内汽车制造商具有参考价值。此外，随着智能物流技术不断突破，关于视觉门、机械臂自动码垛、托盘式AMR等更多智能设备在KD智慧工厂的应用场景，吉速物流也将持续探索与创新。