与生产制造相生相伴，汽车生产仓储物流的柔性进化

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本文从福特T型车时代的刚性生产与集中仓储，到精益生产催生的柔性物流模式，再到个性化定制带来的智能化升级，系统梳理了汽车生产仓储物流模式随制造技术进化的历程，详细分析了灵活生产及个性化定制面临的挑战及应对方案，并以特斯拉汽车“开箱式”工艺提出对面向未来的汽车生产模式与物流模式的畅想和思考作为结尾，始终强调物流与制造相生相伴、协同演进。

杨成延

汽车制造领域专家

近期，特斯拉汽车对汽车生产工艺的革命性创新——实施“开箱式”（Unboxed Process）生产工艺（将整车拆成大型模块并行制造、最后快速拼接成完整的汽车）。这一生产模式，彻底颠覆了传统的“冲压—焊装—涂装—总装”串联生产流程，把生产制造的柔性化提升到新高度：进一步提升产线适合多车型共线生产的能力、车型可以快速切换、高效完成车辆配置的个性化定制。这种生产模式的变革，对生产效率、物流模式、质量管理、成本控制和设备投入等要素将产生一系列深远影响。

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仅对仓储物流而言，“开箱式”生产工艺的变革使其作业模式随之发生诸多变化：由传统零部件对整条生产线的串行物流供给变为针对各模块的并行物流供给，由传统“送零件”变成“送模块”，分散和简化了物流作业。

纵观物流模式的沿革，历来是与生产模式变革（升级）相生相伴、协同发展的。生产模式可以决定物流模式；反之，物流模式也影响和制约生产模式。特斯拉汽车物流模式的变革，不过是物流储存模式适应生产制造模式升级的又一例证。

汽车生产的初级模式：刚性生产模式

20世纪初期，福特公司的T型车生产可以称得上汽车生产史上刚性生产模式的典型：几乎生产单一款式的车型（占总产量90% 以上），动力和配置仅有一种，不提供任何选装；颜色单一（中期全部是黑色，仅早期/末期有少量红、绿、蓝、白等颜色，其生产线如图1所示）。无独有偶，我国计划经济时代（19世纪70年代）几种产量车型（主要是中型卡车）生产情况基本与福特T型车类似。以一汽解放牌为例，当时的车型只有CA15一个型号，车身颜色以军绿、深灰为主色，无个性化选色。这种生产模式的特点是：品种单一，意味着生产锁定周期无限长，生产刚性极大。在这种计划周期和车型种类都刚性十足的形势下，工厂内储存、运输等物流作业空间充分，可以实现物流以简约模式的库房集中储存（如图2所示），以及定时批量供给和线侧定址码放。

图1 1913年福特T型车生产线

图2 库房内储存的大量零部件

物流模式通常也会反向影响生产模式。20世纪90年代，一些合资企业所生产的合资品牌单一车型，当时从国外进口的零部件（进口散件，也称KD件）占很高的比例，这些零部件需要通过远洋运输（如图3所示），运输及通关周期较长（德国进口零部件的周期约为3个月）。从成本角度考虑，物流通常采用大型集装箱船，其特点是运输周期长、装载批量大。所以，这种物流模式反过来又导致生产的刚性过强，车型种类柔性过弱（几乎没有适应性调整的可能）。

图3 大型集装箱滚装船

在初级模式下，制造作业和物流作业内容相对单一，物流信息的传递主要以纸质指示票、电子邮件为主，包含的信息量有限，传递效率较低，而且难以与其他体系及时信息共享和充分对接。

汽车生产的中级模式：精益生产模式

20世纪90年代，以“杜绝浪费”为核心思想的精益生产方式开始被各界（特别是汽车生产制造企业）广为学习、效仿。精益生产方式下的生产模式，具体是指有限车型的多种配置（也称为“可配置订单”，是指用户可以在厂家预设好的配置选项里进行有限度的个性化选择，比如颜色、内饰、轮毂、发动机型号等，是“多选一”的组合）在同一生产线混线生产，计划锁定期通常为一个月（同时提供未来三个月的内示计划）。“可配置订单”这种生产模式总体上兼顾了生产制造体系（包含物流体系）精益性追求和用户对车型配置多样性的需求，虽然说在生产制造周期方面仍有较强刚性，但在车型配置多样性方面体现出一定程度的柔性，部分满足了终端用户对配置的个性化需求。

对物流体系而言，计划锁定期内生产制造的数量和品种锁定，是实现物流资源（如运输车辆与设备、储存空间和人力资源）科学配置和利用效率提升的前提和基础；但是，增加的车型配置自然会增加零部件种类，也必将增加对储存资源（库房和线侧）的需求。大量储存、批量运输、集中作业的传统模式已经不再适应新形势的要求，一些以精益化为目标、新的物流作业模式应运而生。下面简单介绍几种适应车型配置柔性的物流模式：

1.入厂物流

国内供应商的零部件物流模式，一改传统的集中大批量送货模式，转为第三方物流循环取货模式（Milk-Run，如图4所示）。在“订单分割”（将一天内的物料需求平均分割成固定等分）基础上的循环取货模式，可以实现零部件“多批次、小批量”的入厂，降低物料储存空间的需求，实现生产过程的“零库存”。

图4 循环取货物流模式示意图

对于KD件的海外订货，其模式可根据国内工厂的生产管理水平不同而采取不同的方式，主要分为SET模式和P×P（单件订货，Parts by Parts）模式。SET模式是海外工厂根据国内工厂提供的未来计划生产的车型数量和车型比例，按照BOM（物料清单，Bill of Material）进行计算、配置和发运相关KD零部件的模式；P×P模式是国内工厂根据各车型生产的数量、时间和配置，按照BOM计算出所有所需零部件，并向海外工厂发送零部件级别的详细具体订单的模式。

2.厂内储存

通过设置P链（也称过程链，Program lane，如图5所示）实现循环取货的零部件按照生产制造需求（种类、数量和时间）进入不同链道，并根据生产进度完成零部件的“出链”作业和向生产线配送，大幅度减少线侧的储存空间占用。

图5 零部件搬入&搬出P链示意图

在远距离运输中，集货卡车常因路况等因素难以精准抵达，一旦遭遇恶劣天气及地质灾害等，零部件供应中断将直接影响生产。这时就有必要建立一定数量的临时储存，保障生产环节的需求，这是第一种情况；第二种情况是，因生产线异常停线，正常抵达零部件出现储存区溢出情况，需要一定的临时储存空间存放溢出品；第三种情况是，工厂为制定灾害预案（比如洪水或大雪多发季节）而建立必要的储备。这时临时增加中间环节的零部件储存尤为必要。具体措施是，应用甩挂卡车的车厢进行“以车代库”（如图6所示），以保证正常的生产秩序。

图6 利用甩挂卡车的车厢实现“以车代库”

3.物料配送

车型配置的多样化导致零部件种类增加，使得生产线部分工位用于码放零部件的部品棚出现储存空间不足等问题。根据线侧储存物料数量和空间情况，物流模式会在批量供给的基础上，匹配SPS（辆份零件供给，Set Parts Supply）、顺引/顺建（指根据生产进度和工位的物料需求，将在供应商或工厂内排序后的零部件准时送达工位的物流模式，如图7所示）等物流模式，通过单辆份和顺序配送，解决零件定置存放时线侧的部品棚容纳能力不足的问题。

图7 顺引与顺建物流模式示意图

4.信息系统

借助信息技术，开发和升级物流信息系统，实现与ERP、MES等制造信息系统的高效对接，确保新的物流体系在新的制造模式下高效、精准运行。

汽车生产的高级模式：灵活生产及个性化定制

1.高级生产模式下的物流挑战

近些年，随着市场竞争加剧，各汽车制造企业都在满足用户的个性化配置需求方面竭尽全力，逐步探讨实施生产的高级模式：提高生产制造的柔性（缩短生产锁定周期）和开展“个性化定制”（Personalized Customization）。

图8 实行可配置订单红旗E-HS9

这种灵活生产及个性化定制模式，虽然能较好满足用户的个性化需求，但无疑会大幅增加生产制造特别是物流体系作业的难度。以红旗E-HS9车型（图8所示）为例，生产锁定期由原来的一个月缩短为两周，为用户提供9种选装包。由于该车型车身颜色（含双色车身）有17种，内饰颜色有4种，因此，理论上可为用户提供34816种配置选择。这种生产模式给物流体系带来多项新挑战：

（1）对信息采集、数据处理和跨体系数据共享的挑战

灵活生产及个性化定制模式下，需要大量的信息采集和高效的信息处理，也需要跨体系数据共享及作业协同，原来的信息系统已经无法满足新的需要。

（2）对刚性物流模式下的资源利用效率和作业效率的挑战

柔性生产模式带来的直接影响是，由于车型比例、车型配置的频繁变化导致不同时段、不同区域对空间、设备人力等资源需求的波动，原本按照刚性生产模式所配备的物流资源，会出现不同程度的过度配置和作业等待等浪费现象。

（3）对外埠（远距离）供应商运输反应周期的挑战

灵活生产模式下，生产锁定周期缩短，与外埠供应商的物流运输周期较长形成冲突，难以满足生产需求。

（4）对集货卡车积载率的稳定性的挑战

对应刚性生产周期内制定的集货路线，满足集货卡车高积载率的要求。在生产锁定周期变短的条件下，集货路线难以同步调整。

（5）对循环使用的空箱/器具返却的及时性和效率的挑战

柔性生产伴随集货路线的频繁调整，会影响循环使用的空箱/器具返却的及时性。

2.对策与方案

毋庸置疑，物流体系解决以上课题是实现灵活生产方式和个性化定制的前提和基础。物流体系必须利用数字化技术和智能化装备，实现自身模式的升级，支撑汽车生产高级制造模式的实施。物流体系的对策方案是：

（1）构建数据共享底座

通过打造新的物流智能化管理平台，实现基础数据共享和跨体系间的业务协同，通过大数据采集分析、数据处理能力提升和算法优化，为柔性化的生产制造提供辅助决策方案。

（2）构建新的作业模型

获取物流智能管控平台提取各作业单元内的物料信息，通过全新的决策和运行逻辑形成作业任务表，高效形成资源分配和调度方案，及时进行信息共享和作业指令下发，实现全过程、全要素的作业协同，提高资源利用效率和作业效率。

（3）增加中间过程的物料储存

在工厂外（附近）或工厂内建立动态和必要数量的库存，增强车型切换或配置变化的对应能力，及时供给生产所需的零部件。

（4）集货路线动态规划

车型切换或配置变化会产生各供应商供货数量、品种的变化，为确保集货卡车的积载效率，需要利用物流智能化管理平台及时处理各类相关信息，形成动态规划集货路线（图9所示）。

图9 集货路线动态规划信息处理示意图

（5）零部件单辆份配送及配送路线的动态管理

以AGV实现单量配送（如图10所示），适应零部件的针对性多样化供给，同时根据管理平台提供的动态供给路线指令信息，自行选择优化的行走路线，实现零部件的灵活、高效供给。

图10 AGV单辆份配送零部件

（6）返空模式变革

由于供应商供货数量、种类的频繁变化和集货路线实时动态调整，影响循环器具及时向供应商返还。这就需要建立空器具储存缓冲区，通过建立“例行+特车”返空管理机制，确保供应商入厂零部件的包装使用。

面向未来的汽车生产模式：3D打印&取消物流

“开箱式”汽车生产工艺对物流模式的影响，再次印证了物流与生产制造相生相伴的演进规律。应用“开箱式”汽车生产工艺技术生产的首款量产版特斯拉Cybercab车型（如图11所示），已于2026年2月在美国得州超级工厂下线。

图11 特斯拉Cybercab

“开箱式”生产模式，是将整车拆成六大模块（如图12所示）：前车身、后车身、左侧身、右侧身、底盘、顶盖（前后车身用一体化压铸），总装线将六大模块对接、紧固、通电，即可完成整车生产。

图12 特斯拉“开箱式”模块组装示意图

这种创新的生产模式对物流模式的影响已经显现：首先，物流供给模式由供应整条生产线的串行改为同时供应六大模块的并行模式，物流路径缩短40%，从根本上解决了总装线的物料拥堵问题；其次，由于供应商直接预装总成，车身也应用了巨型压铸技术，物流运送零件数量大幅度减少，真正实现物流的极简模式；第三，物料在工厂内无长距离输送、无空中吊具、无跨区转运，从根本上保证物流作业质量和零部件总成的实物质量；第四，物流环节资源占用大幅削减，成本随之显著下降。

“开箱式”工艺并非制造技术的顶峰，随着数字化、智能化和人工智能技术的进步，新的制造模式必将催生新的物流模式与之相生相伴。不妨大胆畅想：未来会不会是AI主导产品设计和验证，通过3D打印（增材制造）实现产品制造？在此制造模式下，未来的物流模式会不会是“没有物流”？我们期待这一天的到来！

专题目录

主持人/本刊记者 任芳

• 与生产制造相生相伴，汽车生产仓储物流的柔性进化（汽车制造领域专家 杨成延）

• 技术升级与商业模式创新海川医药仓储物流的柔性进化实践（陕西海川医药有限公司技术总监、陕西小海智链科技有限公司总经理 任昊）

• 托盘物流解决方案的柔性进化——访哥伦布智能营销中心总监黄智（本刊记者 任芳）

———— 物流技术与应用融媒 ————

编辑、排版：王茜

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