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中图分类号:U468 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)01-0023-02
0 引言
循环取货(milk-run)模式作为汽车制造企业零部件集货入厂的主要方式,它通常是由第三方物流企业(TPL)根据汽车制造商的生产计划,按事先优化好的路线到指定的多个供应商处取货,然后返回制造厂或区域分拨物流中心(RDC)。这种模式适合汽车零部件多品种、短周期、小批量、多频次、准时性供应的特点,克服了供货批量与频次之间的矛盾。与传统物料供应相比,提高了物料供应的敏捷性和柔韧性。在milk-run中,运输效率取决于车辆派遣和取货的顺序,属于车辆路线问题(VRP)[1]。国外已经把VRP的研究成果应用于milk-run中,国内以上海通用为代表的汽车企业也尝试使用VRP解决milk-run中车辆路线安排[2]。本文针对milk-run模式建立了时间窗和车辆能力约束的VRP模型,并采用改进节约算法进行优化求解。
1 模型建立
在零部件供应商和RDC构成的物流网络中,C{i|1,2,…,n}表示供货点集合,0表示RDC,网络中的所有节点用N=C∪{0}表示。cij为网络中弧(i,j)的权重,表示网络节点间的行驶时间,i,j∈N且i≠j。可支持RDC零部件集货的规格相同容量为Q的车辆m辆,集合为K{k|1,2,…,m},启用的车辆均从RDC出发,在与供应点约定的硬时间窗[ei,li]范围内到达取货路径上的每个供应点,取货完成后返回RDC。在时间点ei之前,提前到达供应点的取货车辆,因待交付的零部件可能尚未加工完成而无法装载,等待会导致机会损失,因此车辆不可提前到达取货点。在时间点li之后延迟到达的车辆,因错过供应点的装载服务时间,甚至可能会影响汽车制造企业的正常装配计划,因此车辆不可延迟到达供货点。供应点i的单次供货数量为qi(qi?燮Q),装货时间为si,同一供货点只能有一辆车前往取货,车辆到达供货点的时间为τi。在满足车辆能力约束和取货时间窗约束的情况下,建立以所有车辆取货完成总时间最短为目标的VRPTW模型。模型涉及的决策变量xijk表示为
目标函数(1)为所有供货点取货完成车辆总时间最小;约束(2)表示启动车辆数量不超过车辆总数;约束(3)表示从RDC出发的车辆在完成取货任务后必须返回RDC;约束(3)表示每个取货点均有一辆车前往取货;约束(4)为车辆路径连续条件,即到达某供货点的车辆数等于离开该点的车辆数;约束(5)为车辆容量限制,即车辆集货量不超过车辆容量;约束(6)为消除有子回路的路径;约束(7)为车辆到达供应点的时间表达式;约束(8)为车辆到达供应点的时间窗约束;约束(9)、(10)为变量的整数性及非负性限制。
2 改进节约算法
C-W节约算法[3]是一种常用的配送规划近似算法,由Clark和Wright于1964年提出。其基本思想是在为每个客户安排一辆车直接运输的基础上,依据运输距离减小幅度最大的原则,依次将运输中的两个回路合并为一个回路。当车辆达到容量限制后进行下一辆车的优化,最终使所有客户的需求全部满足。传统的节约算法仅考虑运输距离,不考虑客户时间窗和调用车辆数量。
2.1 节约值的计算 此处节约值为运输距离的节约值。配送中心“0”与各供应点i∈C直接相连,构成n条“0i0”初始路线,第i条线路的运输费用为Ci=c0i+ci0。当第i,j两条路线合并,即由同一辆车按路线“0ij0”为其服务时,成本为Cij=c0i+cij+cj0,节约值为s(i,j)=ci0+c0j-cij。显然,合并优先级需按节约值从大到小依次排列。
2.3 改进节约算法
Step1:计算供应点对连接后的节约值s(i,j),并把节约值s(i,j)按从大到小排列,构成集合Sdescend={s(i,j)|?坌i,j∈C}。
Step2:选择集合Sdescend中的第一个元素s1(i,j),检查其对应连接边(i,j)端点i,j是否在初始化路径上,若是,则转Step5,否则转Step3。
Step3:检查点i,j,是否其中一个在已构成的路径上且与RDC相连,另一个在初始化路径上,若是,则转Step5,否则转Step4。
Step4:检查点i,j,是否分别在不同的已构成路径上,且均与RDC相连。若是,则转Step5,否则转Step7。
Step5:若连接点i,j,把点i,j原所在的不同路径合并成一条路径,合并后的路径总取货量q■?燮Q,则转Step6,否则转Step7。
Step7:Sdescend=Sdescend\s1(i,j),检查Sdescend若为空,则算法结束,否则转Step2。
3 算例分析
负责某汽车制造商入厂物流的第三方物流企业,现已知拥有统一容量为20单位的车辆若干辆,车辆在各供应点的装载时间为0.5,车辆的平均行驶速度为45,承担汽车零部件供应任务的区域供应商位置坐标、供货数量及取货约定时间窗如表1所示。
采用本文所提的改进节约算法,求得最优实验结果如表2所示。
从计算结果可以看出,算法运行结果满足所有约束条件,可作为入厂物流循环取货路径安排的依据,具有一定的实用价值。
4 结论
本文以汽车零部件入厂物流为研究对象,分析了零部件循环取货的特点,建立了基于硬时间窗和车辆容量约束的数学模型,构建了改进节约算法对该问题进行求解,最后通过算例验证了算法的可行性和有效性,为企业规划循环取货车辆路径提供了参考。
参考文献:
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关键词:循环肿瘤细胞;可开启微流控芯片;单细胞;转印
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)03-0229-03
Circulating Tumor Cell Capture and Single Cell Extraction Based on an Openable Microfluidic Chips
FANG Yi,QIN Lu-man,LIU Kan,ZHANG Nan-gang
(Wuhan Textile University,Wuhan 430073,China)
Abstract: An openable microfluidic chip is introduced,which is based on the physical size of the cells, for enriching the peripheral blood circulating cells (CTCs) and extract singlecell. The chip has simple structure and simplifies the production process. In this study, the prostate cancer cellsis used as the target cell, combined with the principle of micro-cutting, achieved the cell sorting enrichment, transfer and single cell extraction, thereby enhancing the CTCs detection purity. In this paper, we mainly study the fabrication of cell-capture chip and the method of single cell extraction. The results showed that the chip could efficiently capture the circulating tumor cells and could extract a single target cell from the captured cells, thus providing a good foundation and platform for the follow-up study of the biological mechanism and metastasis mechanism of tumor cells
Key words: circulating tumor cell;openable microfluidic chip; single cell; transfer
肿瘤是目前危害人类生命健康最严重的疾病之一。近20 年来,我国癌症发病率和死亡率呈明显上升趋势[1]。目前现代医学的治疗方法可以预防原发肿瘤细胞的生长,但是越来越多生物学和临床研究结果表明肿瘤患者致死的主要原因是由于肿瘤的侵袭和转移而并非原发病灶。肿瘤转移疾病所引起的死亡占实体瘤所致死亡的90%左右,因此肿瘤转移的早期准确检测就显得尤为重要[2]。循环肿瘤细胞(CTC)是指脱离原发肿瘤病灶,侵袭并进入淋巴管、血液等循环系统的肿瘤癌症患者外周血中的循环肿瘤细胞,常用作肿瘤转移的可靠生物标志物检测和预后监测[3-4]。但是CTC在外周血中的含量极低,约109个细胞中才会发现1至10个,因此CTC的检测及分离在技术实现上非常具有挑战性[5]。就目前而言,主要面临的两大挑战:捕获效率和纯度。
CTC检测常用的方法主要有两种[6-7],一种是基于细胞的生物化学特性也就是特定抗原抗体[8]之间的反应,另一种则是基于细胞的物理特性,如细胞间的物理特性差异,如尺寸[9]、形变[10]、密度[11]、磁性[12]等。前者应用免疫学基本原理对癌细胞进行相应的处理,这种方法需要专业技术人员操作并且成本高、通量小,如常用的流式细胞仪(flowcytometry,FC)、CellSearch检测系统等。由于循环肿瘤细胞的特异性,因此对于分选富集的细胞而言有漏判的嫌疑,不能很好对未被特异性结合的细胞而有可能是肿瘤细胞的M行捕获及分析,也不能很好的对单个细胞进行操作。后者利用癌细胞与正常细胞在物理特性对癌细胞进分析处理,这种方法原理简单、成本低、通量大,但是对于分选富集到的细胞同样存在单细胞分离及分析困难的问题。
针对以上两点问题,本文采用了一种低成本、高效的可开启微流控芯片来实现CTC的分选富集,并充分利用石蜡的转印和芯片可开启对细胞进行提取。
1实验部分
1.1 微流控芯片的原理
基于细胞尺寸分选系统的基本设计如图1所示。微流控芯片由高度连续变化的玻璃上盖片、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)构成粘合层和含有凸台的玻璃下盖片构成。设计的基本思路是:芯片捕获区域主要由一个高度连续变化的区域构成,当混有CTCs健康人血样流经该区域时,由于循环肿瘤细胞相比于正常细胞而言:细胞刚性较大不易变型,尺寸也比正常细胞(如红细胞,血小板等)要大,因此CTCs会按照不同大小会停留在相应高度的位置,一些比出口小的细胞(如红细胞、血小板等)和刚性较小的细胞会随着液体流走,从而实现了细胞的分选富集。
图1 细胞分离示意图
1.2 芯片设计与制作
1.2.1 芯片设计
以75mm×25mm光学玻璃片为基片,制作上盖片长为62mm,上端宽5mm,下端宽15mm,最高处60μm,最低处5μm的楔形沟道(图2(b));制作下盖片长为68mm,上端宽19mm,下端宽9mm的凸台(图2(c));出入口孔径均为0.6mm,出口沟槽为宽为1mm,深度为0.2mm。
图2 芯片设计
1.2.2 芯片的制作
首先使用耐刻蚀的胶膜制作出沟道的掩膜与凸台的掩膜,然后采用湿法刻蚀的方法,制作出楔形沟道与凸台,再使用JDLGC16_A8精雕机分别使用0.6mm单粒度磨头、转速7500rpm,吃刀深度0.02mm及1.0mm单粒度磨头、转速13000rpm,吃刀深度0.02mm在带有楔形沟道的上盖片上加工出入口、出口及出口沟道,再将加工好的上下盖片在超声清洗机中经丙酮、无水乙醇及去离子水依次超声清洗,通过电晕处理后再在去离子水中合在一起后放在80℃的热台上烘干所有水分,这时上盖片与下盖片这间已经有一定的分子键合力。在烘干的过程中,将PDMS树脂与固化剂按10:1的质量比混合,充分搅拌均匀,除去所有的气泡,待芯片烘干后将PDMS浸入至芯片凸台周围直到PDMS完全浸没整个凸台周围,随后将芯片置于80℃热台上30至60分钟,待固化后去除芯片周围多余的PDMS,这样最终就得到了可开启的微流控芯片。
1.3 芯片操作
前列腺癌细胞(PC3)细胞株的培养液为RPMI1640与胎牛血清以9:1的培养基,细胞培养于50mL培养瓶中,培养瓶置于二氧化碳培养箱,温度为37℃,二氧化碳质量分数为5%,加入胰酶进行消化,将洗涤后的PC3细胞用磷酸盐(PBS)缓冲液按质量比1:10进行稀释,取1ml于试管并加入FDA,使其终浓度为100 μg.ml-1,置于室温30min,期间用移液枪吹打几次以确保细胞与FDA染色试剂充分接触,然后取终浓度为0.4%的PFA与细胞溶液按1:20的比例将染好色的细胞进行固定,最后利用注射器吸取适量细胞溶液,通过保定兰格微量注射泵以100μl/min的流速注入芯片,图3为该芯片在通血时的图片。10min后换用PBS缓冲液冲洗,然后依次通入75%、80%以及100%的乙醇,最后通入液态的低温石蜡将所捕获到的细胞封闭在楔形沟道里。
接下来将捕获到细胞的芯片放置于显微镜中,随机取点观察细胞的位置及数量,再将芯片放置于42℃的水中,用刀片将芯片分开,这里就可以得到完整包含石蜡的下盖片与上盖片。对完整包含石蜡的下盖片进行观察,可以看到,随机取到的点中的细胞位置及数量。
单细胞提取采用以下步骤:
1)石蜡的去除。取微量的环保脱蜡剂于待取细胞区域,然后开启加热装置,通过显微镜的辅助,可以看到细胞在脱蜡过程中并没有发生移动。2)定位。将显微注射针移动至想要取出的细胞旁,之前需要吸入微量的PBS磷酸缓冲溶液。3)目标细胞的取出。通过微量注射器的抽拉带动PBS的进出,最后通过PBS的流动将目标吸入注射针中。
图 3 通血
2 结果与讨论
可开启微流控芯片的制备见图4,制作简单易操作。与传统PDMS微流控芯片制作方法有所不同的是,CTCs细胞捕获芯片省去了复杂微流沟道模具的制作直接采用耐腐蚀的胶膜覆盖保护区,沟道直接在盖片上一次制成。传统方法制作出来的微流控芯片在制作出来后就以成型,是不可逆的过程,即使强行分开也不能保证芯片的完整性,更不能确保捕获到细胞的原位性,而本文中芯片的优点之一就是过程可逆即芯片可开启,并且在开启后能够保证捕获到的细胞在开启前后仍然停留在同一个位置,确保了细胞提取的前提。芯片的另一大优点在于它高度是连续变化的沟道,这使得只要细胞形变量的范围在出口高度与入口高度之间都能一一被捕获,且细胞近似的成线性分布。芯片沟道的宽度与传统的微流控芯片相比由μm提升至mm,提高了一个数量级,这也使得在通量上也得到了提高,意味着可以节省更多的实验时间。可见,本文采用的制作方法制作出来的芯片具有可开启、开启后细胞原位性、高通量及可重复使用四大特点。与传统的微流控芯片相比,该工艺流程简单,制作步骤操作易学,能轻松制造出调试连续变化的结构沟道,而对于传统方法来讲这是难以稳定实现的,这充分说明该工艺不仅具有形态多样的优势,更能实现传统工艺难以完成的任务,是对传统工艺的一种有益的补充。
图4 制作可开启微流控芯片的工艺流程
制作好的芯片实物见图5(a)为了测试芯片尺寸是否符合设计标准,本文取标准尺寸聚苯乙烯晒馕⑶颍10μm)作为参照物验证芯片高度准确性(图5(b))。通过钠灯的照射,可以得到薄膜干涉条纹(图5(c)),此方法的测量精度可达1μm,条纹的弯曲度表示表面的平整度。图5(c)可以看出明暗条纹间距相等且条纹可近似看作直线,这表明:第一,芯片的楔形结构深度是由小到大线性递增;第二,芯片刻蚀出来的表面接面。通过微球与干涉条纹的验证,可以得出芯片是符合当初的设计参数。
图5 芯片高度验证
进样速度的高低与通量决定了该芯片对细胞的捕获效率. 为了确保芯片对细胞的捕获效率不下降, 在尽可能地提高芯片通量的情况下, 本研究对细胞的最佳进样速度进行了研究, 分别以50,100, 150, 200μl/min的流速往芯片通入PC3肿瘤细胞2ml,通过倒置荧光显微镜进行观察(图6)。通过对比,采用100μl/min流速是最为适宜的。为了确保芯片的稳定性,本研究选用100μl/min的流速对含不同细胞数的2ml人造血进行了捕获实验(图7)。
图6 不同流速下的捕获效率
图7 不同数量癌细胞的捕获效率
为了测试芯片是否能完整地将捕获到的前列腺细胞完整的转印出来及单个细胞的提取,在芯片操作过程中分别使用显微镜观察并记录下整个过程中的细胞数及位置。图8中a、b、c、d、e和f分别是芯片捕获到PC3癌细胞荧光图、使用石蜡封片后细胞数量及细胞所在位置荧光图、开启芯片后细胞数量及细胞所在位置图、开启后芯片明场图、微量注射针定位到目标细胞和被捕获到微量注射中的细胞图(明场与荧光)。通过图8中的图a与图b的对照可以看出细胞在经过石蜡包裹时基本没有改变细胞的数量和位置;图b与图c对照可以看出开启前后细胞的数量和位置并没有改变。这一结果证明捕获到基本细胞能被无损地转印出来。通过图e和图f可以得出,可以通过对转印层的合理处理,可以提出转印层中任意一个捕获到的细胞,即单个细胞的提取。
图8 荧光或明场采样结果
3结论
本文介绍了一种基于细胞物理尺寸分选法的可开启的楔形捕获芯片的制作方法,并提出了一种新的单细胞提取方法,最后给出单细胞提取的结果。上述方法针对CTC检测捕获及提取得了较好的结果,这种方式有得利于对同一种癌细胞特异性进行分析,也适用于疑似癌细胞而未被标记上的细胞做单独分析,在未来有望与微流控系统结合开发出便携式产品,以推动CTC检测在实际生活中的应用。
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【关键词】物流;零部件业务;资源整合
中图分类号:F27 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2013)08-050-01
一、引言
安吉零部件物流板块以安吉物流下属上海安吉汽车零部件物流有限公司为主体。安吉零部件是国内汽车物流业首家经国家交通部、外经贸部正式批准、注册资本最大的汽车物流中外合资企业,是一家专业化运作,能为客户提供一体化、技术化、网络化、可靠的、独特解决方案的第三方物流供应商。
零部件板块作为安吉物流的三大业务板块之一,在入厂物流、售后物流、网络运输等业务方面尚有大量资源有待整合,面对竞争日益激烈的汽车物流市场以及压力堪大的物流业所面临的外部环境,安吉汽车物流有限公司如何突破重围,优化资源配置,整合零部件业务资源是一个亟待解决的问题。
文章主要考虑从安吉物流零部件入场循环取货和料箱料架管理这两个方面整合安吉物流的零部件业务资源,做到资源的优化重组,挖掘潜在资源,削减物流耗费,提升企业自身效益和市场竞争力。
二、物流企业资源整合概述
资源整合是企业战略调整的手段,也是企业经营管理的日常工作。整合就是要优化资源配置,就是要有进有退、有取有舍,就是要获得整体的最优。在我国物流服务市场基本上还处于分散、割裂、封闭和无序竞争状态的情况下,对那些已经或将要把未来发展战略目标定位于解决物流供应商的传统仓储和运输问题的企业来说,资源整合是非常关键的事情。
虽然物流的内涵随着企业生产管理和营销组织方式的变化在不断丰富和扩展,但是,管理作为物流系统的运行过程和最终输出却始终没有变淡。物流始终是一个“计划、招待和控制的过程”,这是由物流管理运作的特点所决定。因为即使是比物流管理系统更大的供应链系统的运行,也只是在更高层次上和更大范围内进行协调管理和资源整合罢了。虽然兼并重组、合资合作、协议联盟、租赁托管、建立信息共享或交易平台等均是物流企业资源整合的手段,但资源整合的目的无外乎是增强客户服务能力、提高客户服务水平和获得更好的投资回报。
三、安吉物流零部件业务资源整合方案
(一)零部件入场循环取货优化
循环取货,英语原文为Milk-run,是一种制造商用同一运输车辆从多个供应商处装载零配件模式。其核心是:事先设计好行驶路线,在交接时同时“交满取空”,而且是“一一对应”。具体运作方式是在固定的时刻,卡车从整车厂出发,到各个特定供应商处,依照特定的线路,装载特定的货量。这样既提高了运输车辆的装载率,又能使物料得到及时供给,同时供给量较少的供货商不必等到零部件积满一卡车再发运,在最大程度上实现JIT供给。
安吉物流引入循环取货的运作模式的要求在于如何对零部件供应商现有的运输网络加以优化,使之既能够尽量满足生产波动的需求,同时又能将运营成本控制在一定范围内。
循环取货是一种非常优化的物流系统,是闭环拉动式取货。其特点是多频次、小批量、及时拉动式的取货模式;它把原先的供给商送货――推动方式,转变为客户委托的物流运输者取货――拉动方式。这对于安吉物流挖掘零部件业务的潜在效益具有强烈的推断作用。
(二)基于零部件入场循环取货的料箱料架优化管理
循环取货所节约的物流成本有相当一部分取决于料箱料架的管理水平,因此基于循环取货流程,优化料箱料架的管理,使其配套milk-run项目的顺利实施,共同降低物流成本,整合两者间的资源,优化资源配置,提升零部件业务的效益,对于安吉公司来说具有重大意义。
首先我们应该明确,整个流程是按照一定的顺序依次进行。目前上海通用对料箱、料架采用了一种全流通管理的模式。在上海通用使用的料箱全由上海通用购买并投入使用,供应商在使用过程中需支付费用。上海通用通过建立CMC(Container Management Center)料箱、料架管理中心,负责对在汽车主机厂物料供应过程中的容器(料箱、料架等)流转进行统一和集中的管理。基于此,我们提出下述优化方案。
1.仓储内部数据记录与料箱料架管理:CMC在仓库或缓冲区零件收货扫描时,首先系统需要记录入所属供应商、料箱数量、库料箱箱型、及库位并且登记入单;另外在仓库或缓冲区向生产线送货时,也需要记录相关信息。
关键词:汽车零部件物流;物流外包;Milk-Run;集货
中图分类号:F273 文献标识码:A
汽车零部件供应物流是指供应商按照汽车制造商传递的需求信息以不同的物流服务方式进入指定物流配送中心及生产线的物流过程。零部件供应物流的主要功能是零部件的供应与交货,并按照制造商的生产计划,以最小的成本准时准量运送到生产线,满足生产需求。汽车制造厂所需的零部件上万种,汽车制造厂为了满足顾客个性化的需求,同时生产多种车型,管理的零部件种类多,各种物流数据信息量也十分巨大。根据中国汽车工业协会统计信息网的数据,2012年我国汽车产量为1 927.18万辆,比上一年增长4.6%。可见,在如此庞大的生产规模下,汽车零部件的物流总量十分巨大。汽车零部件物流可选择自营与第三方物流运外包两种方式。
1 自营物流弊端
目前,我国大多数汽车制造厂采用“整车制造厂导向型”供应物流模式。汽车制造商为了实现零库存,要求零部件供应商按其生产节奏和生产需求量进行供货。汽车零部件运输大多由供应商自行负责,每个供应商单独供货,自行安排工具运输。为了满足整车厂的零库存及JIT生产要求,零部件供应商不得不在整车厂附近设立较高的安全库存,以保证生产线上的供应。远距离的零部件供应商通过在整车厂附近自建仓库、租用其他厂商仓库等方式,占用了大量的人力和物力资源,加重了零部件供应商的负担。这种供应商自营的供应物流模式具有一定的弊端。
1.1 物流成本增加
尽管汽车整车制造厂从表面上实现了JIT供应,实现了库存的下降、成本的下降及利润的增长,却导致零部件供应商需长期应对整车制造厂不断更改的生产计划,造成运输和仓储成本大大增加。同时,供应商采用自身能力运输,企业需要配备相应的设施、人员,还要负责运输车辆的维修养护,这些都会增加供应商的成本。在汽车行业零部件全球采购的背景下,物流距离的巨大差别导致两种结果:一是,一次多运造成库存积压,甚至零件的报废;二是,小批量装运,运输效率低下,物流成本高。
1.2 管理水平低下
零部件供应商没有科学的运输规划方法,重复运输、迂回运输、对流运输经常发生,不能达到运输网络的整体优化。对于整车制造厂,由于需要面对不同供应商的仓库、不同的管理流程、不同的管理水平,造成配送的质量、效率和及时性大打折扣,不仅增加了流程时间和物流成本,而且也大大降低了系统的柔性。
1.3 信息不畅
目前许多整车生产企业的库房仍采用人工信息管理的方式,不能达到及时的信息共享,常常由于沟通不及时,双方的反应时间较长,供应商无法了解制造企业的计划和生产状况,不能及时调节自己的生产节奏,出现库存量偏高、不良品退库不及时等问题,甚至因为信息的实时性差、供应链流程时间长造成供货不及时、生产线停产等重大生产事故。
综上,汽车零部件供应商自营物流减少了制造商的成本,实现了表面上的“零库存”,实际上是将风险转嫁到供应商身上,降低了物流效率,提高了成本,双方的信息不畅还会为生产带来风险。
2 物流外包优势
随着行业分工日益细化,整车制造商和零部件供应商将精力投入到核心业务上,将物流从制造企业中剥离出来,与专业的第三方物流企业(3PL)合作构建专业的零部件供应体系将是未来主导的物流模式。例如长安民生物流、安吉天地物流以及风神物流等,能够为长安汽车、神龙汽车、奇瑞汽车、上海大众、长安福特等整车制造厂提供完整的零部件供应物流方案。这种模式能够有效运用第三方物流企业专业的物流设备、网络平台与物流人员,具有一定的优势。
2.1 降低物流成本,提高运输效率
将物流业务外包给第三方物流企业,既可以减少整车制造商和零部件供应商大量的人力、财力、物力的投入,又可以依托第三方物流企业先进的物流理念与强大的网络优势,实现汽车零部件运输资源的整合,降低运营车辆的空驶率,提高利用率,降低成本,提高车辆运营效率。
2.2 提高物流效率,实现先进化管理
汽车生产及零部件供应具有很强的专业性,需要专业化的物流服务。第三方物流企业拥有雄厚的物流基础设施和先进的信息平台,具有丰富的运作经验及运营网络,可以帮助整车制造企业提高物流效率。通过第三方物流企业可以优化完善零部件供应物流环节,减少供需双方的库存,实现库存水平合理化,加快库存周转,真正实现零库存。
2.3 提高管理水平,实现资源整合
第三方物流企业整合不同供应商的仓库,使用先进的设备,运用专业的人员,按照标准化流程实行统一管理,实现资源整合,提高了管理水平,有利于零部件供应商与整车制造企业将有限的资源与管理能力集中于核心产业,从而能构建自身的核心竞争力。
2.4 信息通畅,保障企业生产
第三方物流企业拥有高效的信息平台,可以与客户之间建立基于internet和EDI的物流信息系统,掌握库存的准确信息,从而合理补充库存,保证整车制作企业的正常生产。同时,第三方物流企业拥有先进的GPS等系统,及时跟踪货物的运输过程,从而合理调配和使用车辆,高效处理运输及保管过程中发生的意外事件,保障汽车零部件的安全。
3 零部件物流运作模式选择
由第三方物流企业介入运送汽车零部件可以根据零部件的特点以及运输距离远近选择不同的物流运作模式。
目前,国内使用比较普遍的汽车零部件供应物流运作模式主要有三种:循环取货(Milk-Run)、直接法(Direct)和集货法(Consolidation)。对于不同的供应商、不同的零部件,整车制造机厂使用怎样的模式,最终取决于四个方面:第一,零部件的种类;第二,零部件的数量;第三,运输距离的长短;第四,运输的频率。
3.1 循环取货(Milk-Run)
这种零部件供应物流运作模式由第三方物流公司按照生产需求,根据事先的时间安排和线路规划,到多个供应商工厂循环取货,最后回到RDC。这种模式降低了RDC库存,提高了物流资源的利用效率,适合距离RDC200公里范围内,零件体积小、产能较稳定的供应商。这种模式利用一个优化的物流系统网络进行取货,其特色是多频次、小批量和定时性。循环取货不但适用于供货商与RDC之间,同样适用于供货商与集货中心、集货中心与RDC之间。
3.2 直接法(Direct)
直接法包括直接上线模式与直接运送模式。
直接上线模式是指供应商按照整车制造厂的需要,将零部件直接送到汽车厂生产线上而不是RDC的一种物流运作模式。这种模式主要针对供应商距离整车制造厂200公里范围内,一些体积大、易损坏、专用性强的零部件,比如座椅、车门、保险杠等。这种从生产线到生产线的直线物流运作模式降低了物资在物流过程中的损耗,也减少了整车制造厂对仓库面积的需求。
直接运送模式是指由第三方物流企业将整车货物从一个供应商处直接运送到RDC处的物流运作模式。这种模式主要适合距离RDC200公里范围内,零件体积正常,能够满足整车运送的供应商。通过整车运输将零部件直接运送到整车制造厂的RDC,再根据生产线及时供货,减少了集货中心的中转运作成本,提高了物流运作效率,满足了生产需要。
3.3 集货法(Consolidation)
集货物流模式是指在供应商比较集中的区域建立集货中心,第三方物流企业将零部件通过直接运送模式或循环模式收集到集货中心再统一送到整车制造厂,集货中心可缓解供应商与整车制造厂之间的需求压力。这种直接集货的模式可以提高整车制造厂、第三方物流企业、供应商三者的信息沟通强度与时间管控力度,形式比较灵活,适用于距离整车制造厂比较远,供应商比较集中的区域,能够节省各个供应商不满整车也必须逐个发货的费用,实现了运输资源的整合。与工厂生产合拍的运输计划既能保持RDC最小的库存,又使得物资能够及时送达,较大程度地实现JIT供应。
三种物流运作模式见图1,虚线代表Milk-Run取货,包括三种循环取货:①集货中心到各供应商的循环取货;②RDC到各供应商的循环取货;③RDC到集货中心的循环取货。实线代表点对点运输,包括五种线路的点对点运输:①供应商到集货中心的点对点运输;②供应商到RDC的点对点运输;③供应商到主机厂线边点对点运输;④集货中心到RDC点对点运输;⑤RDC到主机厂线边点对点运输。
4 结束语
汽车制造需要上万种零部件,需要不同的供应商供应所需零部件,将零部件物流外包给第三方物流企业能够降低成本,提高效率。根据零部件的特点、供应商距离的远近可以选择不同的物流运作模式,通过资源整合,力求达到效率最大化。
参考文献:
[1] 苏州良才科技有限公司. 标准化包装是汽车零部件物流外包的基础[J]. 物流技术与应用,2008(11):100-102.
丰申公司入厂物流存在的问题
丰申公司(化名)在供应链中的主导地位缺失。业内人士都知道,汽车厂商的入厂物流包含三种主要的配送模式:第一种为供应商自行安排零件配送,俗称送货上门;第二种为主机厂安排车辆上门取货;第三种模式为主机厂委托第三方物流公司按照主机厂要求的时间进行取货。
丰申汽车公司(广州)目前的总生产产能为48万台/年。在零部件入厂物流上,丰申公司采取由供应商送货上门的方式,各供应商按照丰申公司的订货计划,将生产完成的零部件安排自己的车队或委托的物流公司运至丰申公司的仓库或是海益公司(化名)的外租仓(附:丰申公司内部物流承包给海益公司负责),在仓库完成零件交接。因各供应商只顾管理自身物流业务不讲求合作,丰申汽车公司入厂物流被人为地分割为多块不相干的物流,由于不能对运力进行统一调度,入厂物流车辆装载率低下,运输过程装、卸货频度也大大增加。
由于丰申汽车公司的入厂物流放权给供应商进行配送,在入厂物流中主导地位的缺失,导致整个入厂物流业务分散凌乱,在定价权方面更走向被动。也正是因为零件成本中包含物流费用的模糊,使得丰申公司长期无法对供应商零件成本进行精确核算,采购费用如何削减成为丰申公司挥之不去的难题。
因此,丰申汽车公司必须确立在入厂物流方面的主导地位,需要废除现有的厂家自供货物流配送方式,改由丰申汽车公司上门取货的方式,将来逐步过渡到由丰申公司委托专业的物流公司根据自己公司的需求完成分拣、制造、安装等各种增值服务,打造一个高效运转的物流体系。
物流器具不统一导致物流效率低。物流器具不统一的问题是丰申汽车公司需要反省的另一大课题。由于入厂物流的分割,物流器具完全由供应商自行设计和选择,各供应商设计物流器具时几乎没有标准,任意决定,有纸箱、托盘、台车、料笼……五花八门,大部分零件配送到丰申汽车公司或是海益公司仓库后都需要转包装才能配送上线,这就带来了众多不良影响:
一是零件装卸货过程中,因物流器具不统一,在装卸中无法实现标准化,这就导致了丰申汽车公司装卸货业务难以推进机械化作业,提升作业效率。
二是由于物流器具不统一,零件装载容器与卡车难以进行对接,零件运输过程中难以实现卡车的满载情况,同时,由于物流器具设定没有规范,物流器具也难以在确保零件质量的情况下实现零件的高效包装。
三是由于物流器具不统一,大部分零件的包装状态无法直接与生产现场进行对接,零件到达丰申公司仓库后需要花费大量的人力物力进行零件的转包装工作,难以实现作业的便利性以及现场管理的有序。同时,更换包装的过程会产生包装材料的浪费、更换作业工时的浪费。
仓库布局不合理。在供应商自送货体制下,由于丰申公司厂内物流委托海益公司负责,为保证丰申公司的正常生产,海益公司要求供应商在丰申公司仓库或是其自有的仓库中存放大量的零件,仓库管理粗放,库存管理无序。同时,广东省外供应商为了能保证货物的正常供应,也会在丰申汽车公司的附近租用仓库,再由仓库向整车厂供货。随着丰申汽车公司生产能力的提升,其公司越发察觉现有仓库面积已经难以满足生产需求,同时,在仓库中充斥着各个厂家的装卸货人员,由于仓库管理紊乱,装卸货效率非常低下。
由于库存管理紊乱带来了一系列问题,丰申公司厂内的2万多平方米的仓库只能成为承担厂内部物流的中转库,大量的库存被积压在厂外租用的仓库中。外租仓的大量使用,使得大量的零件入厂物流被分为了两段,增加了装卸货的次数,大大增加了零件的装卸货成本。
因此,在丰申汽车公司收回了供应链管理主动权之后,如何对仓库进行合理的布局,减少零件的仓库面积,降低零件库存度,提升装卸货的效率,就成为了摆在丰申汽车公司面前的切实问题。
入厂物流优化方案
取货物流模式的确定。需要确立丰申汽车公司在供应链中的主导地位,首先需要导入取货物流,统筹入厂物流的管理。丰申公司的物流改革团队通过对国内竞争对手的考察,以及国内外同行取货物流运行方式的分析,总结出取货物流常用的四种模式,并对四种取货物流模式各自的使用领域进行了详细的分析。
模式一:P2P直送模式(点对点的配送方式)。这种配送模式可用于零件较大、使用频率较高的零件,或是要求一个厂家的零件,单次运输可以满足卡车整装要求的供应商。
适用对象:供应商与丰申汽车公司相距150km以内,一般一个零件或是一个供应商的零件,一天需要有一次或是几次的运输量;运输工具:厢式货车,平台卸货,不需要叉车作业;特点:大批量,小库存,循环出货;单家供应商货量足够,装卸快捷,无叉车作业,作业效率高。
模式二:拼载直送。这种模式一般适用于零件不大、需求量小、一般单一供应商零件不能满足卡车整装要求。
适用对象:供应商与丰申汽车公司相距150km以内,零件可以一天多次送货也可以几天一次送货,将同一属性供应商进行拼载就可以了。运输工具:厢式货车/飞翼卡车(视拼载情况决定),如果拼载零件种类多,体积小,一般采用飞翼卡车,方便零件拼载。特点:为保证回转率和装载率设定集中物流;拼载供应商多时采用飞翼车。
模式三:Milkrun。Milkrun模式,俗称牛奶取货,即一辆卡车通过对多个供应商进行循环取货后将零件送往整车厂。Milkrun模式下要求供应商围绕丰申汽车公司均衡分布,离丰申公司较近,一般零件品质较多,送货频率高,通过Milkrun方式,可以实现零件厂内库存最低化。
适用对象:供应商与丰申汽车公司相距150km以内,零件送货频率较高;运输工具:飞翼卡车;特点:真正实现平准化零库存的物流方式;采用飞翼车运输,适于频繁装卸作业,叉车作业可两边卸货。
模式四:VMI(中转配送)。适用对象:供应商距离丰申汽车公司较远,通常150km以上,零件配送频率不高,需要在中装仓进行拼载才能确保整装运输的零件;运输工具:厢式货车/飞翼卡车(视拼载情况决定);特点:长距离运输保证生产,需要有安全提前量。
综合丰申汽车公司供应商分布不均的现状,其公司物流改革团队参照了其他主机厂取货物流取得的经验,提出的取货的最终目标是实现Milkrun物流。在取货实施初期,由于考虑目前物流商还无法确保完全实现准时配送的作业水平,结合目前丰申汽车公司物流实绩、物流类型,在过渡时期丰申公司提出VMI和拼载,作为Milkrun物流的过渡和补充。
包装标准化推进。在取货物流具体的实施过程中,由于原先自送货体制的原因,丰申汽车公司包装和运输单元种类繁多,无法实现联合混载的功能,车辆、积载、装卸效率低下,包装成本不透明。要知道,包装的标准化是汽车零部件物流优化的先决条件。
通过对丰申公司物流器具的调查、整理,确认目前丰申公司在用物流包装器具主要包括:塑料嵌入式周转箱、塑料折叠式周转箱、通用台车、专用台车、中空板箱、纸箱、PE袋等七大类、近百种规格。其中周转箱+台车模式占13%,周转箱+托盘形式占14.6%,台车直接承载占35%,周转箱占24%。
由于包装容器的多样化,规格不统一、标准各异,无法标准化装卸货设备和运输货车规格,在取货物流推进初期严重影响了物流改革的进程。通过对现有器具的归类,并在最大限度保留原有物流器具的基础上,丰申汽车公司形成了自己的包装标准,规定包装器具以塑料折叠式周转箱、塑料嵌入式周转箱、通用台车、专用台车四类为主,各物流器具尺寸参照日本T11标准要求进行设计,如T11标准要求托盘尺寸为1.1m×1.1m,周转箱尺寸应与之相配合。针对目前包装多样化、标准不统一的现状,丰申汽车公司规定,所有过往使用的不符合规格容器,在车型换型过程中逐渐淘汰,更新为现有的包装样式。
在新设计台车规格方面主要包括项目:
台车整体尺寸(符合T11标准,确保车辆装载最大化)
前后牵引具(与现有牵引车匹配,便于装卸)
台车轮子(统一使用避震轮)
台车叠放的杯脚和支架(规格统一,便于台车堆叠)
台车的标签夹和标签袋(强化目视管理,传票规格统一,存放统一)
供应商标识(清晰、明了)
2012年6月丰申公司基本完成了零件包装的标准化工作,通过对零件包装的标准化推进,丰申公司入厂物流车辆装载率大幅提升,初步核算装载率提升15%左右,通过大量的标准化通用化台车/周转箱的导入,丰申汽车公司包装容器的通用化程度提升35%,大幅削减了新车型导入阶段容器的投入费用。
仓库布局优化。仓库的布局设计能影响厂内作业的便利性,同时也是影响厂内库存的重要因素,如何通过仓库布局的调整,缩短物流行进路线,减少低效作业(如:叉车作业,频繁更换容器等)成为了丰申汽车公司改革团队面前的又一大课题。
在现有仓库布局中,丰申汽车公司按照厂内仓库堆位划分区域给供应商存放零件,将仓库划分为众多方块,方块与方块中间留有物流通道,零件入货与零件出货存在较多交叉作业区域,通过对现有仓库布局的现状分析,丰申公司发现,目前这种仓库布局方式存在众多问题:
传统仓库布局,由于零件按照供应商区分堆位,在零件配送过程中,零件入货以及出货在同一区域作业,作业过程存在干涉区域,生产交叉严重影响作业效率,同时存在安全隐患。
大多零件双层堆叠,装卸货过程需要使用叉车作业,作业效率低,配送效率低,反过来又要求增加零件的提前时间,变相地增加了零件的在库提前量,导致了厂内零件库存高。
由于堆位作业区域狭小,作业过程现场紊乱,在零件出库过程中,时常出现不按先入先出原则作业现象。
在仓库布局上,如何提升仓库周转率,减少无效作业,削减安全隐患,丰申汽车公司提出了全新的仓库布局方式,即仓库布局的T形摆放方式。