制造企业线边物流的智能化发展

文/本刊记者 王玉

2020年，突然暴发的新冠肺炎疫情打乱了各行各业的整体节奏，企业面临复工率低、人员短缺、集中风险等困境，诸多制造企业劳动力供应风险随之暴露而出。在疫情影响之下，制造企业表现出通过数字化、智能化来提升物流水平的迫切需求，不少企业已开始行动。其中，如何通过自动化、智能化技术设备，来提升线边物流效率，成为制造企业关注的焦点。

一、改善升级需求迫切

制造业主要分为离散型制造和流程型制造两种类型，不同类型的制造业物流特点相差较大，我们这次仅将目光聚焦于离散型制造业的线边物流。

在离散制造业中，生产的产品由许多零部件组成,各类零部件独立加工，然后再经过部件装配和总装配制成最终产品，主要细分领域包括机械加工、汽车、家电、电子、飞机、计算机、日用器具等。而离散制造业的线边物流，是指直接服务于装配和总装配生产线的物流流程，其中包括了零部件的存储、拣选、搬运、配送、空箱/废料返回等关键环节。

长期以来，我国众多制造企业往往只关注生产，一些企业甚至拥有世界级先进生产设备和生产工艺，但对线边物流的重视程度不够，目前仍采用“人工+机械”作业形式进行物流运作，信息化水平低、库存不准确、物料拣配错误率高、线边物料无序堆放、作业人员劳动强度大、灵活性差等诸多问题严重制约着企业生产效率的充分发挥。以汽车制造行业为代表的不少制造企业也将“精益生产”思想引入物流管理，不断找寻问题点并加以改善，但相关物流技术与装备的缺失或发展不成熟，导致线边物流效率提升受限。

随着《中国制造2025》正式对外发布，“智能制造”被确定为制造业转型升级的方向；同时，消费需求多样化要求凸显，多品种、小批量成为制造业的主流生产模式。打造高度柔性化的智能生产线，成为了制造企业实现转型升级的重要一环，而作为智能生产线顺畅运作的重要保障，线边物流的改善升级需求尤为迫切。

与此同时，我国物流自动化技术快速发展，智能化物流技术与产品纷涌而至。

满足生产制造需要，提高物流作业效率，实现“资源占用最小化”，是线边物流体系建设不变的目标，在内外因素的共同影响下，应用先进适用的信息化、自动化技术设备成为了改善线边物流痛点，实现降本增效的重要手段。

二、认识逐步提升

实际上，“精益物流”管理理念早已在制造企业的线边物流发展中得到运用，精益的线边物流就是要持续发现线边物流过程中的一切浪费，加以消除和改善，最终实现降本增效。例如，消除库存浪费、空间浪费、重复搬运浪费等。

因此，不少企业认为，线边物流智能化就是用先进的技术与装备去替代传统机械或人工作业，以此来达到降本增效的目标。然而，通过实践发现并非如此，单纯追求某个点上的智能化技术应用表面看起来解决了问题，但如果前后作业环节与其之间无法高效匹配，作业效率根本难以发挥，价值难以彰显，甚至会带来成本的上升。

经过不断摸索总结，业界普遍意识到：线边物流智能化优化，需要有系统思维，必须要进行整个物流系统由“点”到“线”，再到“面”的通盘考虑。即，当发现线边物流某个点上的问题可以借助智能化技术设备进行改善之后，应该将这个点与生产工艺流程上其它点依次连接变成“线”，然后再把所有相关体系相互串联起来变成“面”，来综合规划解决方案并评估智能化的改善价值。考虑物料上线方式智能化改善，就必须要考虑线边物料超市的设计、仓储量、拣选形式、设备、人员、通道方向等诸多方面，每个方面又会与其它线上的流程环节贯通，例如线边超市会与仓库存储或者零部件的到货方式、到货时间、频次等相连接。因为只有线边物流各环节无缝衔接，高度匹配，让整个流程顺畅运作，才能真正发挥智能化改善的价值。

线边物流智能化优化，需要有系统思维

所有智能化改造，必须要以精益物流为前提。另外需要注意的是，精益物流下通常说的“少人化”，也并不一定是减少作业人数，“减少重复搬运”也并非完全消除重复搬运。因此，线边物流智能化的真正意义，是运用物流技术与装备减少不必要的人员、动作或是作业环节，以此来优化整体布局及作业全流程，提升作业效率，降低整体运作成本。

三、智能技术装备加速落地应用

线边物流智能化升级，离不开先进技术设备的应用，制造企业借此可以提高效率、降低成本、保证质量、节省线边面积。尤其近两年，自动化立体库、自动货柜替代传统仓库实现物料自动化存储、自动排序；“货到人”系统，甚至“货到机器人”系统，让拣选效率大幅提升；AGV、RGV、空中悬挂输送线、地上输送线等实现自动搬运上线等等。当然，作为线边物流高效运作的大脑中枢系统，信息化技术的应用也已融入其中。

1.自动化立体库

离散型制造企业线边物料种类繁多，传统仓库作业模式下，作业人员通常需要根据产品系列、零部件生产周期/采购周期、订单交货期等来设定物料库存规模，根据销售预测制定安全库存，并根据消耗情况及订单变动不断优化调整，备货太多会造成库存浪费，备货太少可能无法保证生产。自动化立体仓库（AS/RS系统）这种完全由计算机操控的自动化物流存储系统很好地解决了这一问题，可自动实现收货、组盘、入库、出库、拣选、库存统计和报警、报表生成等功能。目前，自动化立体库已在机械、电子、家电、汽车等细分行业广泛应用。

随着离散型制造企业的生产柔性化需求的上升，应用于线边的自动化立体库也在不断创新发展。如今的线边自动化立体库不仅可以实现存储，还能根据生产订单的变化对所存储物料进行排序，并按照生产顺序进行排序出库，实现智能存储、排序、智能拣选等多功能作业。

2.自动货柜

在离散制造企业的线边物料中，通常会有一些小、散、价值高的零部件，这类零部件的管理难度较大，物料准确性很难保证。这也是线边物流高效运作的一大困扰。

自动化立体货柜成为了这一类物料管理的得力助手，在航空航天、汽车制造等细分领域广泛应用。近年来，自动化立体货柜技术也不断突破，从人工拣选，到半自动拣选，再到机器人拣选，智能化程度越来越高。目前，具备机器人拣选功能的自动化立体货柜，已经在线边物流中开始应用，如西班牙福特工厂已经采用货到机器人自动化立体货柜作为了线边库，实现了高效存储与拣选作业。

3.无人搬运设备

近年来，线边物流作业优化过程中大量引入了无人搬运设备实现各类物料上线，主要分为了地上无人搬运和空中无人搬运大类别。

无人搬运车AGV，可以沿规定路径行驶，自动搬运物料至指定位置，代替叉车、牵引车等传统物料搬运设备，实现少人化操作，柔性较高，适用面广，运输效率高。目前各类型的AGV的在线边物流应用已经十分普遍，例如在汽车主机厂的发动机、后桥、变速箱、底盘等部件的自动化柔性装配，以及SPS单台套物料配送上线作业环节中，AGV已被广泛应用。奇瑞捷豹路虎、上汽通用等知名主机厂都通过AGV实现总装线边仓的零部件拣选、排序、物料搬运自动化作业。

空中输送线、悬挂输送线、门式输送等各类空中无人搬运设备，也以省空间、省人力等诸多优势，被大量应用于离散制造企业的线边物料上线以及空箱、废料返回等作业环节。

4.信息系统升级

在线边物流智能化项目中，信息系统是核心之一。如今，物联网、建模算法、模拟仿真、人工智能、5G等技术飞速发展，制造企业的线边物流中的物料管理系统、智能库存管理系统、智能分拣控制系统、车间物料配送系统、智能调度等一系列信息系统，被建立或在原有基础上进行升级，通过物料信息抓取及大数据分析，来更好地指挥自动化物流设备的高效运作。

线边物流智能化升级，离不开先进技术设备的应用

目前各类型的AGV的在线边物流应用已经十分普遍

与此同时，消除信息孤岛，将线边各类物流管理系统相互连接，互联互通也受到格外重视，将线边物流进行全场景数字化管理，与终端用户、供应商、物流服务商等系统进行对接，建立统一的数字化平台成为大潮流。

国内知名制造业物流规划咨询专家张芸曾强调，并不是购买了先进设备就可以实现物流智能化，企业需要在前期做好整体物流规划，并打好内部物流标准化基础，按规划方案引入标准流程、信息系统和智能设备，串联到制造的每一个环节，才能为智能制造提供强有力的支撑。

四、未来发展与建议

在精益思想指导下，线边物流向智能化发展成为大势所趋。随着企业的重视程度增加，制造企业对智能化物流技术与装备的应用也将逐步深化。但是，制造企业的物流场景复杂，不同行业、不同企业的物流特点不同，需求各异，无论是物流软件、装备制造企业，还是系统集成服务商，需要进一步加深对制造企业生产工艺及零部件物流的运营方式的了解，以提供适合的技术方案与设备。制造企业虽然十分了解自身生产工艺与运营的切实物流需求，但是并不充分了解物流技术与装备的功能特点与发展趋势，这也阻碍了其选择先进适用的技术与产品。

制造企业在实施线边物流智能化项目规划时需要注意，制造企业的线边物流智能化一定要兼具柔性化，要能够灵活、快速调整以适应产线或产品调整变化。对此，张芸曾表示，线边物流的柔性化设计具体体现为模块化、标准化与数字化三个方面。线边物流的模块化规划设计更便于应用自动化技术设备实现高效上线，如汽车底盘等单台套零部件成模块上线就可以大量应用AGV。线边物流运作方面，要充分考虑标准化、数字化协同。

未来，智慧供应链一定是制造企业满足客户需求、提升企业竞争力的法宝。正如国内知名供应链咨询专家、上海天睿物流咨询有限公司总经理邱伏生所说，智能供应链体系下的智能物流系统应该是智能化物流装备、信息系统与生产工艺、制造技术与装备的紧密结合。智能物流可以打通整个供应链链条，各个环节的物流数据返回给供应链环节上的每一个使用者，数据共享就能创造价值。智能物流可以有效缩短供应链的反应时间，提高供应链的反应能力，增加智能供应链的抗风险能力和柔性能力，智能物流是整个供应链链条降本增效的必要手段，是实现智能供应链落地的必经之路。而线边物流的智能化是智能物流体系中的重要组成部分，其真正价值亦是如此。即，线边物流的数据与智慧供应链体系融合，与供应链上下游物流作业环节共享，实现高效协同，同时达到整体供应链的成本最优，创造更大的价值。