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钢铁企业智慧库区物流一体化管理的构建与实施
北京首钢冷轧薄板有限公司(以下简称“首钢冷轧”)成立于2008年8月,产品定位于高端汽车板及家电板,目前拥有高端汽车钢板整车供货能力,是宝马、北汽、长城和福田公司的第一大供应商,是奔驰、大众、本田、日产、比亚迪、吉利等公司的重要供应商。
投产以来,首钢冷轧通过管理创新、技术创新,持续提升板材生产管理能力,通过数字化转型,提高公司智能化水平,不断攻关克难,提升产品质量、秉承绿色制造、智能制造、精益制造的发展方向,满足高端客户日益增长的需求,从而实现更高端的质量、更高效的生产、更优的成本、更好的服务、更灵活的供应链,为首钢冷轧高质量发展奠定基础。
构建与实施的背景
适应国家经济形势,创建世界一流钢铁企业的现实需要。当前经济下行压力依然存在,整个钢铁行业盈利空间持续下滑,经营成本不断提高。在这种严峻的形势下,地处首都北京,面对运输、能源“高成本”特征,安全环保管控压力大等问题挑战,以及物流系统方面存在生产计划分散管理、物流信息人工跟踪、物料倒运人力成本偏高、设备协同作业效率较低、作业区域安全风险较高等问题,首钢冷轧要向智能管理要动能,进一步提升核心竞争力,降低成本,提升效益,打造世界一流钢铁企业。
深入挖掘数字价值,推动企业高质量发展的必然选择。在数字化时代,数字技术已经渗透到各个行业和领域,成为推动经济社会发展的重要力量。首钢冷轧在工业物联网、5G、大数据分析、数字工厂等前沿技术的应用方面仍存在一定差距,为此,需要推进数字化转型工作,充分挖掘数字背后的价值,不断内部挖潜,突破瓶颈,通过数字化赋能,解决目前在仓储物流、客户服务等方面存在的损失及痛点,助推首钢冷轧高质量发展。
借助数字化转型工具,提高仓储作业效率的必然需要。首钢冷轧坚持创新驱动和“精品+服务”的发展战略,坚持“以人为本”的发展理念。但目前首钢冷轧在经营管理、制造管理、过程控制等方面依然存在效率低下等现象,特别在库区管理和物流倒运方面,主要依靠人工进行处理,作业效率低、及时性差,尤其是热处理机组产线下线、包装、上重卷机组及发运全部依靠天车操作,作业过程复杂,有时出现不同作业相互干涉问题。首钢冷轧急需借助运用数字化技术实现库区高效化管理,提高库存周转效率,减少库存浪费。
构建与实施的内涵和主要做法
首钢冷轧智慧库区物流一体化管理以“灯塔工厂”为引领,以产销一体化为基础,不断挖掘数据价值,从技术层面深化5G、大数据、AI算法等场景的应用,集成PES仓储管理系统、制造系统、物流系统、经营决策系统,以先进技术支撑公司运营;从业务层面统一规划和建立了智能仓储系统、智慧物流系统、库存动态管理平台,实现钢卷信息互联互通,开发天车远程集控、RGV小车自动运输、仓储智能调度、车辆智能配载、物流管理协同、过程可视化跟踪,利用大数据模型优化发运计划,并通过手持工具便捷化操作各项作业功能;从组织层面组建数字化转型办公室,培育员工数字化能力,打造适应未来发展的数字化管理文化。
强化顶层战略布局,构建智能库区管理体系。首钢冷轧以“灯塔工厂”为引领,依据智能制造发展规划,制定了智慧库区物流一体化管理的整体战略,即做好“1334”:打造世界“1”流的钢铁企业库存管理体系,聚焦“3”大领域(精益、精备、精诚),完善“3”大业务平台(仓储系统、物流系统、库存动态管理系统),建设“4”大支持体系(组织架构、培训体系、先进的工业互联网架构、完善的数据治理体系)。
优化组织机制设计,提供项目实施资源保障。一是成立推进机构,统筹与支撑项目战略落地。首钢冷轧把智慧库区物流一体化管理建设作为公司“一把手工程”,在原有的“六部四区一中心”的组织架构上,组建了由董事长作为主任的数字化转型办公室,公司各业务主管副总经理为副主任、各单位一把手为成员的数字化转型办公室,统一组织推进,同时组建了库存管理推进团队,明确项目负责人以及业务核心成员。二是建立例会机制,协调与促进项目有序推进。为了保证项目按照进度推进及对推进过程中的问题进行协调,召开项目例会,项目例会分周例会和月例会,同时与公司年度经营指标相融合。
创新库区管理模式,打造智能仓储调度系统。首钢冷轧日常库区存储5000—6000个钢卷,分布于原料库、中间库和成品库,钢卷状态一直处于动态变化,因此建立一套高效的智能仓储和调度系统非常重要。
动态跟踪库区信息,图形化展示,实现仓储可视管理。首钢冷轧库区有钢卷固定存储鞍座(即垛位),通过采用“库/区/行/位”的方式进行定义,使用“层”对钢卷堆垛的层次进行区分,并在库区部署格雷母线。库区进行图形化展示,管理人员可以通过电脑或手持设备,直观地查看库存货物的位置、数量和状态等信息,实现拖拽钢卷完成出入库、倒垛等操作,同时通过采集天车、RGV小车的实时定位信息、指令执行情况,实现按库区进行运输车作业行驶动态跟踪显示,便于管理人员迅速了解库存状况,直观掌握现场作业饱和度,提高管理效率,提高鞍座利用率,减少库房空间的浪费。
配置智控RGV小车,无人化运输,践行节能环保理念。首钢冷轧在成品库区配置了采用5G网络控制的RGV运输车和自动过跨车,通过智能调度系统进行集中调度,能够在仓库中自主移动并精确地停靠在指定的位置,实现高效的指令处理和库存转移,使仓储管理的运输环节更加智能化和高效化。该RGV运输车为首钢专利产品。属于超级电容器,供电绿色、环保,全线无人操作自动控制。
建立天车远程集控,统一化操作,实现天车协同作业。首钢冷轧通过5G网络对9台天车实现远程集控,实现人员从天车上操作到远程地面操作,工作环境得到很大改善和优化,降低人工出错率,提高现场工作效率。同时在库区布置高清摄像头用于监视库区动态及行车作业运动情况。实现库区及行车的视频监控无死角全覆盖。中控室采用拼接屏,可以实时显示或自动切换前端所有画面,现场实际情况一目了然。
使用智能手持终端,敏捷化工作,促进管理便捷高效。手持终端是一种应用于仓储管理的智能设备,它可以帮助管理人员实时了解库存信息、货物位置和作业进度等关键信息,大幅提高数据的及时性和准确性。通过手持终端,仓库管理人员可以在移动设备上快速完成扫描钢卷信息二维码、跟踪步进梁,入库、包装、倒垛、转库、火运汽运装车、外发核验、外发清单打印、指令查询等各项作业功能,促进跨部门沟通和合作,实现管理工作的便捷化、移动化和智能化。
利用“四大模型”,智能化调度,优化仓储作业流程。智能调度系统主要由智能仓储垛位推荐模型、智能仓储任务优先级模型、智能仓储天车行车模型、智能仓储预倒垛模型四个组成,是仓储管理的核心,主要基于人工智能技术、大数据、云计算等先进技术对仓库运营进行精准预测,对仓库的各项运营活动进行实时监控和智能分析,根据实时的库存数据信息进行自动调度,实现最优的库存布局,帮助企业更高效地分配资源、安排任务和管理工作流程。
智能调度的应用,使仓储管理更具预测性和适应性。通过对大量数据的分析和处理,智能调度系统能够实时调整仓库的运行策略,以满足不断变化的库存需求,为企业决策提供数据支持。
聚焦智能高效协同,搭建智慧物流配送系统。首钢冷轧智慧物流配送系统基于产销基础,对物流计划和出厂发运组织及执行进行提升优化,实现运输智能调度、智能配载、物流管理协同、物流可视化跟踪。
整合资源,建立“三池一体”的运输智能调度系统。首钢冷轧通过建立物料资源池、计划资源池、运力资源池,结合车辆匹配模型(充分考虑运输车辆环保要求、车辆状态、车辆服务质量等因素)自动生成运输任务作业,实现资源、车辆的集中统一调配,实现运输计划合理自动化编排,智能派单,提高车辆周转率。
依托模型,实现“一键配车”的运输智能配载系统。首钢冷轧建立运输配载模型,结合可发物料资源和车源资源,通过引用大数据算法,优化销售物流管理系统铁运计划的编制,实现自动配载、快速配载、汽运自动组车,减少工作量以及线下沟通,降低人为操作带来的风险,提高发运效率。原来采用人工编制汽运、火运计划,现在通过“一键配车”直接生成,又快又准。以人工配载30车计划为例,之前需要1小时,现在系统一键生成只需要8分钟,配车效率提高了87%。
新增设备,配置“协同管理”的运输智能识别系统。通过安装车牌识别系统、增加电子显示屏幕、加装车辆联网设备,实现运输车辆自动识别,智能排队,司机手机端查询排队情况,提高车辆运行数据的准确性,实现运输任务全过程精细化管理。
信息集成,形成“多维展示”的物流可视跟踪系统。首钢冷轧建立物流管理的驾驶舱和不同层级的集控中心,将各主要业务场景的物流作业动态、作业进度、仓储情况进行信息集成,按照不同层级的信息需求,对仓储及物流信息进行多维度展示。一是物流作业任务可视化。通过车辆定位系统集成,将车辆实时数据进行收集及处理展示,实现车辆作业可视化展示。将作业任务与地图集成,车辆实时定位、运输轨迹可视化,为运输管理提供更便捷、透明、安全的作业执行条件。二是物流数据分析可视化。从物流专业管理、客户、承运服务商等多视角进行物流的可视化分析管理及管控,以合同为维度,对合同准发量、物流库存量、已发量、在途量等实时进行跟踪展示,并对各服务商的服务质量进行数字化展示。
解决痛点难点问题,建立库存动态管理平台。库存动态管理平台集成产销系统、物流系统、经营决策系统、业绩平台系统等,结合各项业务特点,对冷轧库存和物料进行层层递进式分析,多维度、全方位展示库存水位,直观高效获得库存表现;依据数据表现锁定问题点,深挖业务管理流程,找到问题原因和改善方向。
搭建人才育成体系,培养员工快速提升成长。首钢冷轧搭建数字化人才育成体系,以“培育一流数字化人才,支撑企业创新发展”为目标,以“突出实践、突出实战、突出实效”为原则,依托“灯塔工厂”建设,开展数字化转型上讲台、数据分析大赛,Python系列培训、数字化转译员培训、科技创新青训营、首钢冷轧技术大讲堂等12项举措,对于管理人员、专业技术人员和技能操作人员等3个群体分别进行了不同侧重点的人才培养。
构建与实施的效果
经济效益方面:智慧库区物流一体化管理推进过程中经济效果明显,为公司节约了巨大的经济成本。
管理效益方面:智慧库区物流一体化管理极大地提升了首钢冷轧的管理水平和工作效率,从传统的依靠经验管理转变为依靠精确地数字分析管理,从事后管理转变为事中管理和实时管理,加速库存周转、降低劳动强度、优化作业流程、实现无人化操作、实现信息共享,库存钢卷账物一致准确率提高到98%以上,轧后库、成品库仓储指令投入率分别达到95%、80%以上,倒垛率降低20%,外发效率提升15%,配车效率提高87%。从而增强企业的整体竞争力,为企业建设“灯塔工厂”奠定良好基础。
社会效益方面:探索路径,促进创新发展。探索出高效库存管理的新路径,为其他企业开辟了一条新道路。推广经验,助推数字化进程。有助于更多制造企业实现数字化转型,推动我国制造业的数字化进程。夯实基础,强化示范引领作用。为“灯塔工厂”的建立夯实基础。目前已助推公司获得国家级高新技术企业、北京市智能制造标杆企业等荣誉称号,起到良好的示范引领作用。培育人才,支撑数字化转型。强化职工数字化意识,提升了高技能人才比例,为公司以及北京市数字化转型储备人才。(本文获得第二十五届首钢管理创新成果二等奖,本版刊发时有删节)