【智能物流】SEW不断优化的供应链与生产物流、苏州电机工厂的物流智能化升级

2019 年 3 月 26 日 产业智能官

总部设在德国巴符州布鲁克赛尔的德国SEW集团成立于1931年，是专业生产各种电机、减速机和变频控制设备的跨国性国际集团，在全球范围内拥有15个制造厂、77个装配厂。其生产技术和市场占有率均居世界领先地位，被誉为“世界传动领域先驱”。

1994年，SEW在天津经济技术开发区设立了中国的第一家工厂——SEW-传动设备（天津）有限公司（以下简称“SEW天津公司”），按照德国标准生产的高质量产品迅速占领国内市场。此后SEW不断加大在中国的投资力度，目前在中国已经发展成为拥有12家公司、10家工厂、50多个技术服务办事处的大型集团公司。其中SEW天津公司作为SEW的亚太制造中心以及全国物流中心，不仅要生产与销售产品，而且负责向中国乃至东南亚地区各个装配厂供应零部件。随着装配厂数量不断增多，产品种类日益丰富，对SEW天津公司而言，生产物流的顺畅高效与供应链响应的及时性非常重要，以支持销售量与服务质量的稳步上升。

不久前，本刊记者拜访了SEW天津公司，并与供应链及物流相关的库存管理处的负责人夏广艳经理进行了深入对话，对SEW天津公司其供应链管理以及生产物流的持续优化改善策略有了更为深入的了解。

在快速发展中优化供应链

目前，中国已成为SEW全球最大的市场。随着销售规模不断扩大，SEW在天津、苏州、广州、武汉、西安、沈阳、太原等地一共建立了10间工厂，并在全国大中城市设有50多个办事处负责产品销售与售后服务。目前，SEW产品广泛应用于轻工、化工、舞台设备、建筑建材机械、钢铁冶金、环境保护、煤炭矿业、汽车工业、港口建设以及仓储物流等各大工业领域。

为了及时满足不同行业客户的产品选型需要，SEW公司采用先进的模块组合生产方式，即按照统一标准制造零部件，将产品分为不同的功能单元，并使各功能单元能通过接口相连接，使不同型号的减速机、电机、适配器、变频器以及其他电子控制产品，实现理论上的千万种变化组合。而不同的产品系列、不同型号的产品所需要的零部件种类众多，给物流管理带来巨大挑战。

SEW对产品质量非常重视，对所有零部件供应进行严格的统一管理。SEW产品超过95%的零部件均来自于集团内部工厂，即使是需要外采或者特殊定制的零部件，也都是SEW天津公司负责采购及完成产品检验之后再配发，为了更好地把控零部件质量，SEW天津公司配备了多种先进的检验设备，具有极强的产品检验能力，采购的零部件先集中送到SEW天津公司进行质量检验，然后再由SEW天津公司向订购的装配厂发货。另一方面，SEW天津公司为了满足自身客户需求，必须在交货期内完成产品生产并发货。对外对内的双重责任无疑加大了对SEW天津公司工厂的物料计划和库存控制的考验。

差异化库存控制。由于零部件种类非常多，为了降低仓储成本，SEW天津公司按照产品类型进行严格的库存控制，并做到先入先出。根据产品系列、零部件的生产周期或采购周期，整机机型的标准交货期来设定物料库存规模。

夏广艳经理表示，零部件备货数量和整机订单交货期呈现相互矛盾关系，如果备货太多会造成零部件积压，备货太少可能无法满足交货期。因此SEW天津公司会不断地优化调整库存量，根据销售预测制定一个安全库存量，之后再根据前三个月的系统消耗数量以及当前销售订单的接单趋势，来综合调整确定下一个季度的物料需求。目前每周做一次库存报告，每个季度调整一次安全库存量。

持续改善生产物流管理运作

库存管理处张捷经理带记者参观了整个工厂，显而易见的是，无论是生产工艺还是物流体系都在按照工业4.O思路进行升级改进，从原材料到零部件产成品，从零部件到最终产品下线，各个环节都采用了世界领先的加工、装配工艺。各车间环境整洁有序。

SEW天津公司工厂主要包括加工车间和装配车间，两个车间的生产物流体系既相互独立又紧密相连。其中，加工车间的生产物流从原材料（圆钢等）出库开始，并且衔接了切割、磨齿（滚齿）、热处理等一系列工序，最终零件进入半成品库。装配车间的物流则从半成品库的零件按装配需求捡件出库开始，并且衔接装配、检验、喷漆、包装等各个环节，最终成品进入成品库并等待发运至客户。

SEW天津公司厂区大约有物料1万余种，库存价值几亿元。面对上万种零部件的入库、存储、配送、盘点，SEW天津公司在物流管理方面采用了“精益求精、持续改善”策略。

1、不断引入先进适用的物流系统设备

SEW天津公司主要采用的物流设备如下：

（1）自动化立体库

在SEW天津公司投产初期，半成品库存储的自产零件采用普通货架存储，叉车搬运、纸单拣货作业模式，制约了生产效率。

为了改善这个问题，SEW天津公司在2007年与昆船物流公司合作，建立了自动化立体库，用于存放自产零件，并于2014年对其进行了升级，满足了当前SEW天津公司工厂 2000种自产零件的自动化存储与拣配需求，极大程度地提高了生产效率。

（2）自动货柜

在旧工厂的装配车间，一些小、散、贵重的零部件管理难度较大，导致物料准确性很难保证。这一问题长期困扰着物流管理人员。

在新厂的物流规划及改善过程中，SEW天津公司先后投入了9台德国原装Hanel自动货柜，解决了近3000种物料，约10万零部件的存储问题，切实保障了物料管理准确性。

（3）箱式立体库

为了提升螺丝、卡簧、垫片、油封等标准件的存储、拣选、配送效率，SEW天津公司于2016年投入使用箱式自动化立体库。该立体库具有7920个货位，共包含5个巷道，其中一巷道为双深式货架，存储零件约1300种，近280万件，出入库流量为200箱/小时，高效快速地实现了货到人拣选，极大地减少人员的走动距离。

（4）抽屉式托盘

SEW天津公司借鉴德国总部经验，在货架一、二层设置抽屉式托盘，放置常用拣选零部件，一个抽屉就可能放两种或者多种物料，工人只需轻轻一拽，便可将托盘轻松拉出，拣选需要的零部件，十分便捷。

2、物料管理信息化

在物料管理方面，准确的数据才能更为准确地制定物料计划，在更好地满足客户需求的基础上做好库存控制，保证库存成本最优。为此，SEW天津公司实施了昆船公司的仓储管理系统——TIMMS。

物料管理是通过SAP的ERP系统与工厂内部的TIMMS（库存管理系统）关联，实现实时数据交换，极大地提升了物料管理准确性，十分便于掌握实时库存值、在途值以及发展趋势，综合各项数值确定物料计划。

3、引入小批次排产模式

SEW天津公司之前采用装配排产模式，计划部门提前一天做好当天的生产计划，物流部门根据该计划备好一天的生产物料，但是这种方式灵活性较差。当遇到客户需求改变或者货期提前时，必须改变既定的生产计划，此时物流部门就要按照紧急工单重新准备所需物料，对已经拣选好的物料进行调整，以满足生产需要。这不仅会加大现场物流人员的工作量，还会严重打乱现场生产秩序。

为了尽量避免上述问题，SEW天津公司正在实施小批次排产模式，指的是通过合理的制订标准生产流程并安排好每个工序的人员量、设备量，一个生产计划批次由过去的20台左右改为3台，不仅增大了生产柔性，便于插入紧急客户订单进行生产，还极大地减少了装配线边物料积压。

顺畅的作业流程

SEW天津公司工厂是加工车间与装配车间组成的综合式工厂，两个车间紧密相连，整体布局为环形，在环形其中一个长边的中间分别设有收货口、发货口，收货后向右即可进入装配厂，向左即可进入生产厂。加工车间主要将圆钢切割成毛坯件，经过一道道工序加工成零部件，生产布局是按照粗加工、精加工的顺序安排。

装配车间按照工艺流程依次设置零部件收货缓存区、零部件拣选区、装配区、质量检验区、喷漆烘干区、下线包装区、发货区。各环节紧密衔接，由于生产自动化程度高，现场工人并不多。

库存操作部分分为6个组，包括收货组、在库管理组、特殊零件管理组、GM小型拣件组、GM大型捡件组、MC捡件组。

1、零部件接收

零部件到达工厂后，通过手持终端扫描条码，收货信息实时自动录入TIMMS系统。

2、零部件入库

TIMMS系统可接收并存储SAP传输的物料主数据信息，在物料入库时自动调取主数据相关信息（包括零部件重量、包装体积、包装规格等），自动计算并推荐物料存储在料箱中的码放方案，确保放入料箱的零部件在入立体库时不超高、不超重。立体库在料箱入库时遵循堆垛机横向物流路线最短、纵向举升最低的规则，以便节约能源、减少设备磨损。

3、零部件拣选、上线

销售人员签订合同后，将合同录入SAP系统，即自动生成BOM（物料清单）并关联到TIMMS系统。根据排产指令，涉及到立库存储的所需物料，立库系统堆垛机自动完成货箱叉取，货箱通过库前端物流输送线，送至拣选区。工作人员扫描托盘或料箱上的条形码，按照TIMMS系统的指令拣选出零部件，然后配送至所需装配工位。

需要人工出库的零部件，则由拣货人工推着拣选车到相应货位拣取零部件。由于实施了小批次生产，工人需要根据系统指令，在SAP排产界面显示有需拣选清单时才可以拣选。目前真正靠库存人工拣选的物料并不多，大部分常用零部件采用装配线边超市或看板管理方式，装配工人需要多少取用多少。

4、装配线边物料管理

为了提高生产效率，SEW天津公司的半成品库在装配单元设置了装配物料超市，超市物料的种类都是经过对ERP数据中物料销货的分析得出，确保了装配超市物料保持高周转率，同时切实起到提升生产效率的目的。根据不同装配单元的超市物料特点，设置了不同的物料补充模式，一种是，TIMMS根据库存点及销货数据自动产生的补货任务的模式；另外一种是人工通过手持终端扫描二维码“叫料”的补货模式。补货需求自动传递给立体库，操作人员可以直接确认需求后即可出库，两种补充模式都实现了物流信息的高效率准确传递。

5、成品下线

装配完成的成品送至上货站，进行质量检验后，再经贯穿整个工厂的空中输送线运至喷漆房，完成喷漆、烘干工序。在成品下线环节，工人扫描工单上的条码，一来表明此工单全部工作结束，二来设备自动打制出该产品铭牌（随产品进入包装环节），以便对产品进行追溯管理。

6、包装、暂存

根据不同的订单需求对成品进行不同的包装，主要采用木箱包装和纸箱包装两类。包装好的成品暂存于成品存储区等待发运。

此外，SEW天津公司也担负着向亚洲地区各个装配厂配发自产零部件的功能，因此还包括半成品发货区，半成品采用了自动化立体库，可以实现智能存储、拣选。各个装配厂通过SAP系统向SEW天津公司下EDI订单，其中针对于盒装零部件，订单需要一盒数量的整数倍。订单上显示物料号、数量、货期等明细，拣选人员扫描订单上的条码，自动化立体库就会自动调出对应的货位，拣选人员从货位中取出零部件，完成拣选，将零部件送至包装区，包装人员根据包装作业指导书进行包装出库。

改善效果与未来发展规划

持续改善是SEW天津公司一直以来的追求，从建厂初期的手工作业比较多，到逐渐增加自动化技术设备应用，近年来又向着智能制造方向不断前进。对于物流现场管理来说，KPI指标包括拣件及时率（满足装配）、安全、物料准确性、5S、设备管理。随着工厂生产规模不断扩大与服务水平不断提高，SEW天津公司在物流方面一直进行着调整优化，每年新上的项目很多，改善的项目更多，取得了良好效果。

例如，通过仓储管理系统、自动化立体库、自动货柜、箱式立体库的使用，提升了工厂内部的整体物流作业效率，保障了物料安全；提升了物料信息的准确性，给库存管理提供了更为精准的数据；减少了库存积压，提高了库存利用率，降低了仓储成本；同时，在生产规模不断扩大的情况下，减少了物流环节人力配置，节省了人力成本。

张捷经理表示，持续改善也是SEW天津公司工厂在供应链和物流方面的长期战略，今后需要紧随企业发展脚步进行内部物流的优化调整。如何减少工人的作业压力和货位，物流路线继续优化仍然是未来规划的重点。例如，目前的抽屉式托盘，由于只能设置在货架的一、二层，货位数量有限，因此需要将零部件进行更高效地布局；人工拣选车的轻量化；在小批量生产模式实施后，减少了每批次的拣货数量，但增加了拣货频率，需要继续增加装配线边超市物料种类并投入合适的自动化设备，来减轻工人体力消耗，提升整体效率，最大程度地保证装配生产以及亚太地区零部件供应，助力服务能力提升。

苏州电机工厂的物流智能化升级

文｜本刊记者赵皎云

SEW-电机（苏州）有限公司成立十余年来，致力于生产能力和技术水平提升，目前已经成为全球最先进的电机制造工厂之一。其工厂因地制宜，采用棒料自动化立体库、箱式自动化立体库、RGV循环取货系统和AGV输送系统等物流自动化技术，大幅提高生产效率，降低物流成本，为离散型制造业智能工厂建设提供了新的思路。

德国SEW-传动设备公司（简称“SEW”）是专业生产电动机、减速机和变频控制设备的国际集团。自1995年进入中国市场以来，SEW凭借稳定的产品质量和优质服务迅速占领市场。为了更好地服务于中国市场，SEW在产能扩大方面进行了持续投入，目前已在天津、苏州、广州、沈阳、武汉、西安、太原建有3个制造中心、6个大型装配工厂和1个技术服务中心，员工总数4000多人。

其中，SEW-电机（苏州）有限公司为SEW在中国和亚太地区的电机制造中心，自2004年3月成立以来，不断扩大产能与提高技术水平，不仅在电机自动化生产方面达到世界先进水平，更在自动化物流系统建设方面取得了多项突破性成果，树立了制造企业创新发展的标杆。

持续投入工厂建设

SEW-电机（苏州）有限公司现有员工900人，具备年产120万台电机的制造能力。其工厂位于苏州新加坡工业园区内，厂区占地8.4万平方米，是SEW集团在全球范围内仅有的三家电机制造中心之一，主要生产三相异步电动机，是SEW集团投资在苏州、面向亚太的电机制造中心。

2004~2017年期间，伴随着SEW在中国市场的快速成长，SEW-电机（苏州）有限公司不断进行工厂扩建升级，总计投资超过1亿欧元。工厂采用了行业领先的电机生产制造技术和设备、自动化物流系统及企业管理软件SAP系统。

“SEW-电机（苏州）有限公司的每一次升级都是基于扩充产能和提高自动化水平的需要，在这一过程中，物流系统也不断完善，更加高效。”SEW-电机（苏州）有限公司总经理助理曹洪涛对此不无自豪。

据了解，SEW-电机（苏州）有限公司于2005年建成投产，一期主要由办公大楼与两座厂房组成。

2012年，工厂启动二期建设项目，主要实现机械加工能力的提高，包括扩建转子加工、铸件加工生产车间，并新建了轴钢和铸件两个自动化立体库，该项目于2013年上线，大幅提升了原材料的物流管理水平。

2017年三期建设项目建成投产，主要针对定子生产、装配、包装、发运等环节进行扩建，新增厂房面积25000平方米。在增加生产设备的同时，采用箱式自动化立体库进行转子、定子等装配零部件的自动出/入库及存储管理，并通过AGV、RGV小车的应用实现物料的自动化输送，实现了整个工厂物流效率的大幅提升。

创新应用现代物流技术

电机制造属于典型的离散型制造行业，通常采用多品种、小批量的生产方式，工序复杂，对生产物流管理提出了较高要求。而电机制造企业的生产物流管理水平直接关系到其产品品质、生产效率和生产成本控制，重要程度不言而喻，因而伴随工厂的产能扩大，生产物流系统也不断升级优化。

据曹洪涛介绍，电机主要由定子、转子、端盖、制动器、风扇风罩等几大部分组成。其中，定子、转子是电机的“心脏”，其质量好坏直接影响了电机的可靠性。作为生产转子的主要原材料，轴钢的使用量非常大，同时具有较长长度（7500mm）、较重重量（每根棒料300KG）的特点。长期以来只能采用传统地面棒料架存储方式，不仅占用大量面积，而且不便于搬运与管理。为了解决这一难题，2012年，SEW-电机（苏州）有限公司与沈阳飞机工业集团物流装备有限公司合作，设计建设了一座用于电机转子生产的轴钢自动化立体库，该项目不仅是国内建成的首个棒料类自动化立体库，而且在世界范围内均处于技术领先地位。

SEW-电机（苏州）有限公司轴钢自动化立体库由6个巷道和1台堆垛机组成，共222个货位，单个存储单元的规格是7500*736*395mm，其承载量达到5吨；整个库体可存储超长棒材1100吨，设置3个出入货口，极大地提高了出入库效率。

与普通的自动化立体库相比，轴钢自动化立体库上线后应用效果明显，带来的具体改善体现在以下几个方面：

实现了密集存储，节省占地面积，与传统地面棒料架存储方式相比节约用地80%；
物料管理水平显著提升，场地整齐、清洁；
实现物料先进先出，防止下层物料由于积压、长期存放生锈情况的出现，降低了废品造成的损失，有利于提高产品质量；
WMS与ERP系统之间实现了数据的定时传送，棒料储存数据在ERP系统中自动准确反映；
棒料出库后由桁架机器人自动抓取并自动移动到不同机床来完成不同工序的加工，减少中间周转环节，实现了生产的自动化和连贯性，提高生产效率。

物流系统全面升级

在实现了转子生产自动化水平和生产能力提升的基础上，随着《中国制造2025》战略的推进，2016年，SEW-电机（苏州）有限公司启动了规模更大的工厂建设三期项目，在探索智能制造的同时，进一步实现工厂物流系统的全面升级。

据了解，SEW-电机（苏州）有限公司工厂地形特殊，机械加工车间（二期）和电机生产车间（一期）分别位于一条河的东西两岸，过去装配物料需要使用叉车和平板电瓶车进行室外运输，效率较低，并且容易受到天气影响。同时，一期的电机生产车间为三层厂房，不同楼层的货物需要通过电梯输送，效率较低。

为了解决上述问题，SEW-电机（苏州）有限公司三期项目建设团队经过周密讨论和详细分析，决定将三期厂房建在一期厂房东侧，并与北京起重运输机械设计研究院合作，在新厂房内设计建设了一座大型箱式自动化立体库，用于装配物料的存储及输送。

三期项目设备总投资1亿元人民币，主要系统构成包括：RGV循环取货系统、箱式自动化立体库系统和AGV输送系统。转子包等装配物料的存储及输送统一由立体库协调完成，订单在ERP系统中生成后，会自动传送给WMS系统生成出库信息。物料分拣由WMS系统自动分配巷道堆垛机和输送机发送到相应出库口，方便人工拣选；外发的零部件则通过AGV小车自动从立体库出库口输送到包装发运区。

在建筑结构设计上，三期厂房的东侧通过空中走廊实现与二期厂房的连接，采用RGV循环取货系统进行装配物料的自动入库；西侧与一期厂房连接，每一层都可以进行装配物料的出库操作，并采用AGV小车自动送至组装工位进行装配，或送至包装现场进行包装发运。

“该项目的建成实现了工厂物流流程的优化和自动化水平的全面提升，对扩大产能和提高生产效率大有裨益。”曹洪涛说。

关键技术赋能

经过三期优化建设，目前SEW-电机（苏州）有限公司打造了一套极具创新性、先进性、独特性的工厂自动化生产物流系统，实现了轴钢进厂——转子加工——装配/包装发运等生产工艺流程的高度自动化。值得一提的是，SEW自主研发的MOVIMOT减速电机及现场分散控制、波导通讯、无接触供电、无人搬运车系统（AGVS）等先进技术在整个项目中发挥了重要作用。

1.MOVIMOT减速电机及现场分散控制技术

SEW-电机（苏州）有限公司工厂中的3座自动化立体库出入库系统的减速电机均应用了具有变频器的MOVIMOT减速电机及现场分散控制技术，实现了电机和减速机的分散安装方案，省去了配备控制室、电控柜等相关设施，节省了电缆用量，减少了安装调试时间，使用维护方便，也便于线路的延伸和拓展，同时节省了占地面积。

2.波导通讯技术

SEW自2010年开始研发波导通讯技术，该技术与传统通讯相比具有抗干扰能力超强、信号质量稳定、带宽高等特点。SEW-电机（苏州）有限公司工厂三期项目中的RGV循环取货系统就应用了该技术，实现3台RGV小车的任务接收和实时定位。

3.无接触供电技术

SEW-电机（苏州）有限公司工厂的RGV循环取货系统和无人搬运车系统AGVS均是采用无接触供电技术，实现输电线路对负载设备的电能传输，具有元件无磨损且免维护、无破损碎屑污染、无噪音、规划灵活、易实施等突出特点。据悉，SEW也是目前全球屈指可数的工业无接触供电技术提供商，其无接触供电TPS模块的能量管理功能是市场上其它无接触供电系统供应商所没有的。当设备处于待机状态时（如中午休息时间），无接触供电系统可以降低TPS的设定点电流，足以保证设备通讯的正常运行，从而实现节能环保，并帮助企业节约成本。

4.无人搬运车系统（AGV）

SEW-电机（苏州）有限公司工厂的无人搬运车系统共应用了10台AGV小车，每台AGV小车的设计承重量为1.2吨（与自动化立体库的每个货位承重量一致）。该系统自动接收WMS系统的出库指令，将自动化立体库中的装配物料自动送至组装工位或包装现场。

AGV技术创新及特点：

（1）供电技术

该系统采用了SEW最先进的混合动力供电技术，即Movitrans无接触供电+超级电容供电。无接触供电提供AGV布局图主线路供电，及在线无接触实时充电。超级电容为AGV提供在复杂多变线路区域的供电。两种技术的完美结合为物流行业AGV智能输送提供了创新的智能供电技术。其应用特点体现在三个方面：首先，免维护，超级电容有效寿命十年以上，可满足100万次以上的充电应用。而电池供电技术一般三年左右就需要更换，周期性维护成本高昂；其次，充电快，仅需要10秒左右充满，可满足高效物流输送应用场合的需求。第三，电能利用率高，超级电容不存在电能与化学能的转化损耗,电能利用率超过90%。

（2）导航技术

SEW结合混合动力供电的特点，采用了“电磁导航+视觉导航”的混合导航技术。该技术可靠，稳定，是混合动力供电的完美组合。

（3）调度系统

该项目采用了SEW智能上位调度管理系统，AGV调度系统控制器为Moviplc Power，直接和自动化立体库的WMS系统进行物流调派信息的交换，对AGV车辆进行智能调度及管理，充分展示了SEW在智能输送领域的技术实力和创新能力。

明确发展方向

采访过程中，SEW-电机（苏州）有限公司工厂安静、整洁的恒温车间，以及车间内井然有序的物料摆放和有条不紊的生产秩序，给记者带来了有别于其他制造工厂的舒适感觉，令人印象深刻。相信SEW-电机（苏州）有限公司对工厂建设的持续升级及其对先进物流技术设备的种种应用，将为众多离散型制造企业带来启发。

对于未来公司的发展，曹洪涛表示，物流信息化、自动化、智能化是离散型制造企业实现向智能制造转型的必备因素。同时，智能制造涉及到方方面面的技术，比如生产自动化、智能化，这也是SEW-电机（苏州）有限公司工厂目前重点考虑的工作之一。未来，SEW-电机（苏州）有限公司工厂将按照智能生产线、数字化车间、智能工厂分步建设的思路,进一步整合资源，探索智能制造之路，并将继续致力于生产物流系统的优化升级。

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