制造企業線邊物流的智能化發展

文/本刊記者 王玉

2020年，突然暴發的新冠肺炎疫情打亂了各行各業的整體節奏，企業面臨復工率低、人員短缺、集中風險等困境，諸多制造企業勞動力供應風險隨之暴露而出。在疫情影響之下，制造企業表現出通過數字化、智能化來提升物流水平的迫切需求，不少企業已開始行動。其中，如何通過自動化、智能化技術設備，來提升線邊物流效率，成為制造企業關注的焦點。

一、改善升級需求迫切

制造業主要分為離散型制造和流程型制造兩種類型，不同類型的制造業物流特點相差較大，我們這次僅將目光聚焦于離散型制造業的線邊物流。

在離散制造業中，生產的產品由許多零部件組成,各類零部件獨立加工，然后再經過部件裝配和總裝配制成最終產品，主要細分領域包括機械加工、汽車、家電、電子、飛機、計算機、日用器具等。而離散制造業的線邊物流，是指直接服務于裝配和總裝配生產線的物流流程，其中包括了零部件的存儲、揀選、搬運、配送、空箱/廢料返回等關鍵環節。

長期以來，我國眾多制造企業往往只關注生產，一些企業甚至擁有世界級先進生產設備和生產工藝，但對線邊物流的重視程度不夠，目前仍采用“人工+機械”作業形式進行物流運作，信息化水平低、庫存不準確、物料揀配錯誤率高、線邊物料無序堆放、作業人員勞動強度大、靈活性差等諸多問題嚴重制約著企業生產效率的充分發揮。以汽車制造行業為代表的不少制造企業也將“精益生產”思想引入物流管理，不斷找尋問題點并加以改善，但相關物流技術與裝備的缺失或發展不成熟，導致線邊物流效率提升受限。

隨著《中國制造2025》正式對外發布，“智能制造”被確定為制造業轉型升級的方向；同時，消費需求多樣化要求凸顯，多品種、小批量成為制造業的主流生產模式。打造高度柔性化的智能生產線，成為了制造企業實現轉型升級的重要一環，而作為智能生產線順暢運作的重要保障，線邊物流的改善升級需求尤為迫切。

與此同時，我國物流自動化技術快速發展，智能化物流技術與產品紛涌而至。

滿足生產制造需要，提高物流作業效率，實現“資源占用最小化”，是線邊物流體系建設不變的目標，在內外因素的共同影響下，應用先進適用的信息化、自動化技術設備成為了改善線邊物流痛點，實現降本增效的重要手段。

二、認識逐步提升

實際上，“精益物流”管理理念早已在制造企業的線邊物流發展中得到運用，精益的線邊物流就是要持續發現線邊物流過程中的一切浪費，加以消除和改善，最終實現降本增效。例如，消除庫存浪費、空間浪費、重復搬運浪費等。

因此，不少企業認為，線邊物流智能化就是用先進的技術與裝備去替代傳統機械或人工作業，以此來達到降本增效的目標。然而，通過實踐發現并非如此，單純追求某個點上的智能化技術應用表面看起來解決了問題，但如果前后作業環節與其之間無法高效匹配，作業效率根本難以發揮，價值難以彰顯，甚至會帶來成本的上升。

經過不斷摸索總結，業界普遍意識到：線邊物流智能化優化，需要有系統思維，必須要進行整個物流系統由“點”到“線”，再到“面”的通盤考慮。即，當發現線邊物流某個點上的問題可以借助智能化技術設備進行改善之后，應該將這個點與生產工藝流程上其它點依次連接變成“線”，然后再把所有相關體系相互串聯起來變成“面”，來綜合規劃解決方案并評估智能化的改善價值。考慮物料上線方式智能化改善，就必須要考慮線邊物料超市的設計、倉儲量、揀選形式、設備、人員、通道方向等諸多方面，每個方面又會與其它線上的流程環節貫通，例如線邊超市會與倉庫存儲或者零部件的到貨方式、到貨時間、頻次等相連接。因為只有線邊物流各環節無縫銜接，高度匹配，讓整個流程順暢運作，才能真正發揮智能化改善的價值。

線邊物流智能化優化，需要有系統思維

所有智能化改造，必須要以精益物流為前提。另外需要注意的是，精益物流下通常說的“少人化”，也并不一定是減少作業人數，“減少重復搬運”也并非完全消除重復搬運。因此，線邊物流智能化的真正意義，是運用物流技術與裝備減少不必要的人員、動作或是作業環節，以此來優化整體布局及作業全流程，提升作業效率，降低整體運作成本。

三、智能技術裝備加速落地應用

線邊物流智能化升級，離不開先進技術設備的應用，制造企業借此可以提高效率、降低成本、保證質量、節省線邊面積。尤其近兩年，自動化立體庫、自動貨柜替代傳統倉庫實現物料自動化存儲、自動排序；“貨到人”系統，甚至“貨到機器人”系統，讓揀選效率大幅提升；AGV、RGV、空中懸掛輸送線、地上輸送線等實現自動搬運上線等等。當然，作為線邊物流高效運作的大腦中樞系統，信息化技術的應用也已融入其中。

1.自動化立體庫

離散型制造企業線邊物料種類繁多，傳統倉庫作業模式下，作業人員通常需要根據產品系列、零部件生產周期/采購周期、訂單交貨期等來設定物料庫存規模，根據銷售預測制定安全庫存，并根據消耗情況及訂單變動不斷優化調整，備貨太多會造成庫存浪費，備貨太少可能無法保證生產。自動化立體倉庫（AS/RS系統）這種完全由計算機操控的自動化物流存儲系統很好地解決了這一問題，可自動實現收貨、組盤、入庫、出庫、揀選、庫存統計和報警、報表生成等功能。目前，自動化立體庫已在機械、電子、家電、汽車等細分行業廣泛應用。

隨著離散型制造企業的生產柔性化需求的上升，應用于線邊的自動化立體庫也在不斷創新發展。如今的線邊自動化立體庫不僅可以實現存儲，還能根據生產訂單的變化對所存儲物料進行排序，并按照生產順序進行排序出庫，實現智能存儲、排序、智能揀選等多功能作業。

2.自動貨柜

在離散制造企業的線邊物料中，通常會有一些小、散、價值高的零部件，這類零部件的管理難度較大，物料準確性很難保證。這也是線邊物流高效運作的一大困擾。

自動化立體貨柜成為了這一類物料管理的得力助手，在航空航天、汽車制造等細分領域廣泛應用。近年來，自動化立體貨柜技術也不斷突破，從人工揀選，到半自動揀選，再到機器人揀選，智能化程度越來越高。目前，具備機器人揀選功能的自動化立體貨柜，已經在線邊物流中開始應用，如西班牙福特工廠已經采用貨到機器人自動化立體貨柜作為了線邊庫，實現了高效存儲與揀選作業。

3.無人搬運設備

近年來，線邊物流作業優化過程中大量引入了無人搬運設備實現各類物料上線，主要分為了地上無人搬運和空中無人搬運大類別。

無人搬運車AGV，可以沿規定路徑行駛，自動搬運物料至指定位置，代替叉車、牽引車等傳統物料搬運設備，實現少人化操作，柔性較高，適用面廣，運輸效率高。目前各類型的AGV的在線邊物流應用已經十分普遍，例如在汽車主機廠的發動機、后橋、變速箱、底盤等部件的自動化柔性裝配，以及SPS單臺套物料配送上線作業環節中，AGV已被廣泛應用。奇瑞捷豹路虎、上汽通用等知名主機廠都通過AGV實現總裝線邊倉的零部件揀選、排序、物料搬運自動化作業。

空中輸送線、懸掛輸送線、門式輸送等各類空中無人搬運設備，也以省空間、省人力等諸多優勢，被大量應用于離散制造企業的線邊物料上線以及空箱、廢料返回等作業環節。

4.信息系統升級

在線邊物流智能化項目中，信息系統是核心之一。如今，物聯網、建模算法、模擬仿真、人工智能、5G等技術飛速發展，制造企業的線邊物流中的物料管理系統、智能庫存管理系統、智能分揀控制系統、車間物料配送系統、智能調度等一系列信息系統，被建立或在原有基礎上進行升級，通過物料信息抓取及大數據分析，來更好地指揮自動化物流設備的高效運作。

線邊物流智能化升級，離不開先進技術設備的應用

目前各類型的AGV的在線邊物流應用已經十分普遍

與此同時，消除信息孤島，將線邊各類物流管理系統相互連接，互聯互通也受到格外重視，將線邊物流進行全場景數字化管理，與終端用戶、供應商、物流服務商等系統進行對接，建立統一的數字化平臺成為大潮流。

國內知名制造業物流規劃咨詢專家張蕓曾強調，并不是購買了先進設備就可以實現物流智能化，企業需要在前期做好整體物流規劃，并打好內部物流標準化基礎，按規劃方案引入標準流程、信息系統和智能設備，串聯到制造的每一個環節，才能為智能制造提供強有力的支撐。

四、未來發展與建議

在精益思想指導下，線邊物流向智能化發展成為大勢所趨。隨著企業的重視程度增加，制造企業對智能化物流技術與裝備的應用也將逐步深化。但是，制造企業的物流場景復雜，不同行業、不同企業的物流特點不同，需求各異，無論是物流軟件、裝備制造企業，還是系統集成服務商，需要進一步加深對制造企業生產工藝及零部件物流的運營方式的了解，以提供適合的技術方案與設備。制造企業雖然十分了解自身生產工藝與運營的切實物流需求，但是并不充分了解物流技術與裝備的功能特點與發展趨勢，這也阻礙了其選擇先進適用的技術與產品。

制造企業在實施線邊物流智能化項目規劃時需要注意，制造企業的線邊物流智能化一定要兼具柔性化，要能夠靈活、快速調整以適應產線或產品調整變化。對此，張蕓曾表示，線邊物流的柔性化設計具體體現為模塊化、標準化與數字化三個方面。線邊物流的模塊化規劃設計更便于應用自動化技術設備實現高效上線，如汽車底盤等單臺套零部件成模塊上線就可以大量應用AGV。線邊物流運作方面，要充分考慮標準化、數字化協同。

未來，智慧供應鏈一定是制造企業滿足客戶需求、提升企業競爭力的法寶。正如國內知名供應鏈咨詢專家、上海天睿物流咨詢有限公司總經理邱伏生所說，智能供應鏈體系下的智能物流系統應該是智能化物流裝備、信息系統與生產工藝、制造技術與裝備的緊密結合。智能物流可以打通整個供應鏈鏈條，各個環節的物流數據返回給供應鏈環節上的每一個使用者，數據共享就能創造價值。智能物流可以有效縮短供應鏈的反應時間，提高供應鏈的反應能力，增加智能供應鏈的抗風險能力和柔性能力，智能物流是整個供應鏈鏈條降本增效的必要手段，是實現智能供應鏈落地的必經之路。而線邊物流的智能化是智能物流體系中的重要組成部分，其真正價值亦是如此。即，線邊物流的數據與智慧供應鏈體系融合，與供應鏈上下游物流作業環節共享，實現高效協同，同時達到整體供應鏈的成本最優，創造更大的價值。