基于循环取货模式的汽车入厂物流的分析与设计;物流工程

基于循环取货模式的汽车入厂物流的分析与设计物流工程专业王雅（099094163）指导老师：王建华副教授摘要汽车零部件入厂物流是汽车物流的重要内容之一，先进的入厂物流模式是降低汽车企业生产成本、提升汽车制造企业竞争力的有效途径之一。本文采用定性与定量相结合的方法，以循环取货模式下的汽车零部件入厂物流为研究对象，分析汽车入厂物流的运作流程，协同汽车制造商、第三方物流公司和零部件供应商，从入厂模式、路径安排等角度对循环取货模式进行分析，并从计划、执行、配送三个阶段进行优化设计。文章最后对具体路线优化进行建模，构造了改进的蚁群算法进行求解，为汽车零部件入厂物流提供模式选择指导和参考。关键词：汽车入厂物流；循环取货；流程设计；路径优化；改进的蚁群算法安徽工业大学管工学院基于循环取货模式的汽车入厂物流的分析与设计共4页第II页┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractAutoPartsinboundlogisticsisanimportantpartofautomotivelogistics,advancedinboundlogisticsmodelistoreducevehicleproductioncostsandenhancethecompetitivenessofautomobilemanufacturingenterprisesaneffectiveway.Inthispaper,acombinationofqualitativeandquantitativemethodstopickmodecycleofautopartsinboundlogisticsforthestudy,analysisoftheoperationofautomotiveinboundlogisticsprocesses,synergiescarmanufacturers,third-partylogisticscompaniesandpartssuppliersonthefactorymodel,theangleofthepatharrangementspickupmodecycleanalysis,andfromtheplanning,execution,deliveryinthreestagestooptimizethedesign.Finally,routeoptimizationforspecificmodelingconstructsimprovedantcolonyalgorithmtosolveforautopartsinboundlogisticsprovidesmodeselectionguidanceandreference.Keywords:automotiveinboundlogistics;milkrun;processdesign;routeoptimization;improvedantcolonyalgorithm1绪论1.1研究背景近些年以来，随着我国经济的迅速发展，轿车逐步走入千家万户。中国汽车产业的迅速发展必然带来巨大的物流需求，包括生产零部件物流、整车物流和备件（维修零部件）物流国内汽车市场的繁荣带来汽车物流需求量的巨大增长。国际分工和全球经济一体化的进程，我国汽车消费市场的良好成长性和人力资源的区域比较优势，都为我国潜力巨大的汽车市场的发展提供持续扩张的空间。中国是世界上公认的未来三个最大的待开发汽车市场之一。中国汽车行业研究院数据显示，2011年中国汽车销量占全球市场24%份额，在2011～2016年间，中国汽车销量增长会占到整个亚洲增量的70%，乘用车销量会从2010年的1200万辆增长到2015年的2100万辆[1]。由此看来，中国汽车物流的需求量将是非常巨大的。中国整车产业的发展大幅推动了零部件产业的崛起，许多跨国企业在中国设立零部件的全球采购中心，为世界各地其他国家的组装厂采购零部件。可见中国的汽车物流产业已初具规模，有非常广阔的发展空间。近年来，我国汽车零部件的整体水平基本满足了国内引进车型的配套要求，而且有的企业已具有一定的国际市场竞争力，产品销往海外市场。在上海、浙江、江苏、湖北、重庆、广东、吉林、辽宁、天津、福建、安徽等地，形成了我国汽车零部件工业基地。呈现出地理分布广，规模偏小的特点。从布局上看，产业集群的初具雏形，行成了长三角、珠三角、华中、京津、西南的六大零部件产业集中带。在2001-2011年，我国汽车零部件及配件企业从业数在不断增加，2007年为7171，2011年为11025家，与2000年的2430家相比，翻了4倍多。企业从业人数也远远超过200万人[1]。汽车工业的快速迅猛发展带动经济发展的同时也给汽车入厂物流提出了严峻的挑战。长期以来，我国汽车零部件领域处于低水平和高成本的运作状态，企业面临着双重压力：一方面，生产工艺的落后、原材料涨价和劳动力成本的提高，导致零部件生产成本大幅上升；另一方面，市场竞争和自身库存的压力导致整车产品价格不断下降，各汽车制造厂将危机转移到零部件供应商，使得零部件产品的价格加速下降。国际上一致认为汽车零部件物流服务是整个汽车物流体系中极为复杂的部分之一，同时也是整车制造企业平准化生产的重要保证。因此，为解决当前困境，汽车制造企业和零部件供应商将目光转向作为“第三利润源”的物流上来，这就要求整车生产企业的零部件供应物流不仅要满足生产需求，还要以较低的成本、较少的资源消耗、较快的反应速度来适应不断变化的需求。1.2研究目的和意义随着汽车产业的不断发展，汽车的生命周期越来越短，更新换代的速度越来越快，同时，消费者对汽车的需求越来越趋向于个性化，面对这种个性化的需求，以往大规模的生产方式显然已经不能满足市场的需求。在这种情况下，企业需要采用一种新的、安徽工业大学管工学院基于循环取货模式的汽车入厂物流的分析与设计共52页第1页┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊以顾客需求为导向的、小批量、高频率的生产方式，而这种生产方式对企业供应链的柔性及敏捷性具有较高的要求，从而汽车制造企业需要对其供应链的各个环节进行优化，优化的关键环节在于汽车零部件的入厂物流。汽车零部件的入厂物流具有汽车零部件入厂物流的复杂程度高、对供应链的协调性要求高以及对配送效率要求高等特点。所以研究汽车零部件入厂物流循环取货模式，控制汽车零部件入厂物流服务的质量、成本、满足精益供应链管理的需求，对我国汽车工业具的发展具有一定的意义。汽车行业的入厂物流对于生产线连续生产、汽车企业库存控制、成本降低及产品质量提高等具有积极意义。特别是对于技术管理落后的民营汽车企业，在以控制成本为第一原则的前提下，通过提升入厂物流模式，来降低物流成本，从而降低汽车整车成本，同时更好的协调供应商与三方物流之间的关系显得格外重要。零部件入厂物流是整个汽车物流系统良性运作并保持持续优化的关键环节2。同时，汽车物流具有以下特点：汽车物流的复杂度高；以汽车制造企业为核心，通过物流和信息流拉动上游供应商的原材料供应和推动下游分销商的产品分销及客户服务；汽车物流对整体的协作性要求很高；物流配送功能的专业化。所以本文着重研究循环取货对汽车行业入厂物流带来的好处和优缺点分析及相应的路径优化等。由于国内供应物流发展水平和一些客观条件的局限性，循环取货这种优化的取货安排在国内的应用范围比较窄，仅有几家汽车厂商引入此业务，并且大多数效果没有预期的理想，但随着精益思想和JIT理念的普及，国内越来越多的企业开始重视供应物流系统的优化，汽车制造业循环取货运输模式的应用将越来越普及。现行的第三方物流企业的业务相当大的部分是局限在整车物流服务上，提高零部件入厂物流的供应链最优化整合水平还是必须的。如何基于我国的实际情况，有效结合第三方物流企业，降低汽车制造企业的零部件入厂物流成本，促进汽车制造业循环取货模式的成功应用，更好地推动我国汽车制造企业的发展，已成为了一项具有很重要意义的研究内容。本文将对汽车制造企业的汽车入厂物流的循环取货模式进行一个系统的研究，希望能为企业及第三方物流的循环取货的实际运作提供一些可行的指导和建议，进而实现物流运作成本的降低和企业市场竞争力的提高。1.3国内外研究现状1.3.1汽车入厂物流相关的国内外研究在欧美发达国家物流行业的发展己到相当成熟的阶段，大型生产企业产品逐步向批量化、专业化发展，企业运营将精力集中在产品研发以及最终装配环节，而将低附加值的生产环节不断的委外加工，又使得大量零部件的生产从内部转移到外部，从而产生了入厂物流以及相应的管理。随着企业生产的专业化程度提升，入厂物流需求逐步增加，入厂物流的已逐步成为企业物流的一个最为重要同时也是最为复杂的环节，目前国外物流业已发展到一个很高水平，对物流领域的研究也非常全面而详细，以下只是简单介绍一下迄今国外学术界对入厂物流的相关研究：Harrison（2001）通过对戴姆勒-克莱斯勒、福特-沃尔沃、雷诺-尼桑、通用-菲亚安徽工业大学管工学院基于循环取货模式的汽车入厂物流的分析与设计共52页第2页┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊特等汽车公司的总结和分析，提出了六种主要的入厂物流运作模式:供应商送货、主机厂自行从供应商处集货、第三方物流供应商承担运输任务、链式物流形式、在主机厂附近建立供应商仓库的供应商园区式、组件运输形式网3。Gonzalez（2002）分析了入厂物流给运输管理系统（TMS）带了的巨大市场机会。作者分析了两种入厂物流运输模式：一是从供应商集货，使车辆由零担运输转为满载运输；二是以满载的方式将货物从供应商运输到中转仓库，然后进行混合装载运输到生产厂4。Holweg&Miemcyzk（2003）对入厂物流运作模式进行了研究，以及为应对MTO（MakeToOrder，面向订单生产）模式，企业可以采取的战略框架。通过调研，作者指出随着顾客要求的日益提高以及MTO生产方式的推广，汽车制造企业必须改变原先的入厂物流模式（图1-1）、缩短零部件的供货周期，提高整个物流的周转效率5。中转仓库供应商主机厂（信息流）主机厂装配线（物流）仓库（拖车最长等待时间2天）中转仓库（存放24~36小时的集货）集货和路径安排计划协议集货月预测周计划日订货运输预先通告固定时间间隔多频次供应商直送国际集货供应商集货日需求图1-1汽车企业入厂物流的一般运作方式我国许多专家学者在对汽车物流发展的现状、趋势以及汽车物流模式，第三方物流运作等实际宏观、微观层面都有相应的研究，对入厂物流进行研究的主要学者的相关研究成果主要有以下几个：李娜（2005）通过对丰田精益生产、物流平准化等技术在一汽丰田合资企业的应用实绩以及针对中国实际情况的改善作出效果作出了深入的分析，给中国汽车企业的入厂物流操作提供参考，期望从丰田模式中找到一套适合中国国情的新的理念和运行模式，降低我国汽车企业物流运营费用，提升汽车企业的核心竞争力[6]。霍佳震、陈瑶、周欣（2007）对汽车制造企业的入厂物流管理目标和内容进行系统性的描述，并提出了汽车制造企业入厂物流系统的基本模型。选择了战略决策中的一个重要问题，即入厂物流运作模式选择进行探讨，分析了国内目前主要采取的非整合传统模式的缺点，提出了一种新的基于领导物流合作伙伴（LLP）关系的入厂物流整合模式，并对两种模式进行了仿真比较与分析[7]。安徽工业大学管工学院基于循环取货模式的汽车入厂物流的分析与设计共52页第3页┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊马增荣（2007）介绍了我国汽车入厂物流发展情况，分析了现有物流方式的弊端，提出了在供应链一体化思想指导下发展第三方物流、精益物流等汽车零部件物流发展趋势[8]。高轶研（2009）以一汽轿车HQ3为例，阐述了入厂物流在汽车生产中的主要地位，分析了入厂物流的运作模式，并总结出值得借鉴的经验[9]。李永麒（2009）针对零部件的入厂物流作为实现精益生产的重要环节，受到越来越多的汽车企业重视，因而对零部件入厂物流基本模式进行研究