智能制造基地线边仓回收物流方案设计

江育俊JIANG Yu-jun

（身份证号：440301198202 104950）

0 引言

近年来，线上消费交易额呈爆炸式增长，据国家邮政局2022 年公布的数据可知，截止2021 年底，我国的邮政/物流企业服务总量达833.6 亿，同比增长31.2%；同时，我国的邮政/物流企业营业收入已然达到8795.4 亿元，同比增长17.3%。然而，即便我国自2023 年初经济就保持了较快的发展速度，但是邮政/物流企业的发展方式还是相对较为粗糙。故而为减轻我国的环境污染，减少资源的浪费，我国颁布了一系列政策，以促进物流行业的发展。而其中的线边物流（Line/Auxiliary Logistics）系统，包涵仓库管理及供给管理两大板块，对线边库、线边料位场、集配作业、供给作业提供了清晰的指导。从生产线的上游工位到下游工位，从生产工位到缓冲仓，从集中仓库到线边仓，实现了全场景物流配送体系，能够实现物料定时、定点、定量配送的物流系统，并借助人工智能演算获取最优物流路径，从而提升设备稼动率最大化。因此本文将以某企业为例，从智能制造视角入手，对基地线边仓回收物流系统展开方案设计，以期推动废旧电子产品的循环利用，并以具体的案例方案为参考模板，为其他企业提供一个可行性较高的实践依据。

1 某公司线边仓回收物流现状问题

该公司成立于2017 年12 月，经营范围包括通讯产品研发、生产程控交换系统等。目前该公司线边仓回收物流的电子产品已经进入到报废的高峰期，其线边仓为做好废旧电子产品回收物流工作，提高废旧电子产品处理的科学性与实效性，开始逐步加强对废旧电子回收物流的研究，并由此构建了一套较为完善的回收物流体系，从根本上实现了资源的循环利用。

近年来，伴随着信息化的发展，该公司线边仓回收利用信息技术与大数据，为客户提供了现代化智能家居服务。截止2023 年第二季度，该公司线边仓总体物料的回收率为30.9%，有近七成的物料没有完成回收，不仅在制造成本上造成了一定的浪费，同时也对环境造成了污染。如图1 所示，是该公司目前线边仓回收物流运营模式。

图1 回收物流模式

其中的AGV 车供给，该公司主要是借助激光区域扫描以及红外反射进行的定位，其后加拖挂提升运力系统，则以蓄电池牵引车、拖挂车，以及导轨电动平车为主，由于该公司零件种类繁多、数量较大和价值差别大，且存在车型混线生产的问题，导致其不仅成本控制存在问题，同时物料回收率也没有达到预期的标准要求，进而造成了不利于线边仓的生产与销售的困境。

2 某公司线边仓回收物流模式存在问题的原因

2.1 回收物流体系不科学

未建立完善的回收物流体系。线边仓对于回收物流体系构建，没有考虑其特殊性与基本原则，忽略了生态效益与经济效益。对于回收物流体系的设置，仅是重视废旧电子产品的搜集、分拣、运输，没有形成统一的管理模式，导致信息反馈不及时，责任主体不明确，降低了回收物流体系的科学性。未制定回收物流管理制度。线边仓未结合回收的实际情况制定回收物流管理制度，使得电子产品回收流程复杂且混乱，增加了废旧电子产品回收的成本，降低了回收运输的实效性。

2.2 缺乏先进的回收环保技术

线边仓废旧电子产品回收再利用效率较低，主要是由于缺乏先进的回收环保技术，具体包括以下几方面：回收产品修理与复原技术缺乏。由于回收物流属于新型的行业，其整体技术水平不高，对于废旧电子产品的修理与复原处理不到位，诸多废旧产品无法绿色维修再利用，降低了回收资源的利用效率。未建立回收循环物流。回收循环物流可以使得废旧的资源循环使用，若是线边仓没有将生产中不合格的产品与废弃物再次利用，会提高资源的损耗率。

2.3 物料流模式不够完善

从物料流现状梳理过程，不难发现线边仓的推式物料流模式下，物料流的供应是基于订单预测的推式生产下的物料供应，由于精益生产的推行，生产模式已经发生根本性的变革，由面向库存的生产变成了按客户订单安排生产的拉式模式。生产的物料需求供应的管理，需要根据这种新的生产模式安排配套的物料流。车间物料流如果仍然按照传统的面向线边仓的批量推送供应，大批量的物料流供应方式是不能精确匹配生产的需求的，也不能适应精益生产的要求。当前旧的物料流模式与精益生产之间的矛盾，主要表现在三个方面：①在多品种、小批量的生产工单的模式下，大批量的物料供应必然会造成过多供应物料，在生产车间的线边仓，各工序的物料暂存区产生大量的库存和积压。库存会造成空间的浪费，而且会占用大量的流动资金，成为生产供需链条上的一个风险点；②不能满足精益生产下工单物料需求的按需供应，物料只有在需要的时间点才供应的要求。库存供应链受牛鞭效应（bullwhip effect）作用，在工单物料库存采购上多是基于以往的经验进行预设和订购，导致沟通协作的水平相对较低；③批量供应的物料推送计划，不能满足拉式生产（丰田生产模式）的供应量只能按需求的数量进行供应的要求。

以上三个方面的矛盾，反应了对精益生产模式下物料流的管理存在问题。具体到车间内部物料流程段，供应物料流程段等进行进一步问题的分析。

3 基于智能化关于线边仓发展回收物流方案设计

3.1 基于智能制造的生产效率优化

3.1.1 生产线智能化改造

在线边物流的优化设计上，为加快数字化、智能化转型，对生产线进行智能化改造尤为关键。本设计引入了自动化生产设备和智能机器人，旨在实现生产过程的自动化和标准化。同时，通过安装传感器和监测系统，实时获取生产数据和设备状态，提高了生产线的稳定性和可靠性。

3.1.2 数据化管理

在生产过程中，为了保证该公司能够实时采集并分析生产数据，本设计优化了其生产流程和工艺，以提高生产效率和产品质量。例如，通过分析生产数据，发现在涂覆环节中使用了较多的原料，导致了成本的增加。于是可采用智能化的涂覆机器人，实现原料用量的减少和涂覆效率的提高，剔除信息孤岛，降低了不必要的成本浪费。

3.1.3 应用MES 系统

在本设计中，还应用了MES（制造执行系统）系统（见图2），明确回收物流的责任主体，很好地实现了生产过程的数字化和集成化管理。

图2 引入的MES 系统示意图

如图2 所示，MES 系统可以实时监控生产流程和设备状态，并与ERP 系统进行无缝对接，实现了生产计划的动态调整和生产过程的优化管理。同时通过MES 系统还能协助公司构建全场景物流配送体系，确保生产过程的透明化和可控性，提高了生产效率和生产质量。

3.2 基于智能制造的生产流程改进

3.2.1 采用自动化设备

在生产流程中引入自动化设备，例如机械臂、自动化装配线等，以代替传统的人工组装方式。通过联营回收模式建立现代回收物流体系。

3.2.2 采用智能化设备

在智能制造的背景下，本文建议该公司可引入更多的智能化设备，例如工业机器人和智能监控系统等。这些设备可以自主学习和优化生产流程，从而达到更高的效率和更好的质量控制。

3.2.3 优化物料管理

保持供应链的透明度，及时获取物料信息、库存情况和交货状态等，以便在最短时间内协调解决可能出现的问题。此外，可以采用RFID 技术实现物料跟踪，减少物料误用或丢失等问题，从而提高电子废弃物的回收环保目的。

3.2.4 统一标准操作流程

建立统一的标准操作流程，确保每个员工都能遵循相同的工作规范和程序。这不仅可以提高生产效率和质量，还可以降低培训成本和人力资源管理成本。

3.2.5 引入人机协作技术

在生产流程中引入人机协作技术，在自动化设备和工业机器人的辅助下，员工可以更加高效地完成操作。例如，使用智能手套等设备，让员工可以更加自然地与机器交互，提高生产效率和质量。

3.3 基于用智能制造的生产质量监管

在搭建自动储存和输出物料的自动化立体仓库过程中，本文发现目前该公司存在回收物流体系不科学、缺乏先进的回收环保技术、物料流模式不够完善等显著问题，因此在对该公司线边仓回收物流生产过程进行监管的过程中，应用智能制造技术可以对每个环节进行实时监控和反馈，有效降低了生产过程中出现质量问题的风险。保证产品质量。具体思路如下：

3.3.1 数据采集与分析

通过多层货架、集信息自动化技术、自动导引小车技术等，对当前的传感器和监测设备进行优化、采集和记录。这些数据包括生产设备的运行状态、温度、湿度、振动等指标，以及产品的尺寸、外观、性能等参数。通过将这些数据进行汇总和分析，该公司可以及时发现生产过程中的异常情况和潜在问题，并采取相应的措施进行调整和纠正。

3.3.2 质量控制与优化

该公司通过智能制造技术实现了对生产过程的全面控制和优化。其中，重点关注以下几个方面：其一，是设备自动调整。生产设备配备了智能控制系统，能够根据生产数据进行自动调整和优化。例如，当设备工作温度过高或过低时，系统会自动调整加热或冷却设备，以达到最佳工作状态；其二，是自动化质检。比如当该公司采用了自动化的质检系统后，能对产品进行尺寸、外观、性能等多方面的检测。其中，部分检测任务中以通过机器视觉技术实现，大大提高了检测效率和准确率；其三，是实时监控。旨在对生产中出现异常或问题，监控系统会立即发出警报并提示相关人员进行处理，实现领料、存储、发料、退换不良产品的健康运行。

4 优化方案实施效果评价

本文通过对某公司基地线边仓的回收物流进行了智能制造技术改造，经一段时间的运行后，对生产效率、产品质量、成本控制进行了测试，归纳出以下几个方面：

4.1 生产效率大幅提高

智能化的生产流程和设备能够实现自动化生产和全面控制，提高了生产效率。同时，通过数据分析和优化，进一步缩短了生产周期和成本。（表1）

表1 生产效率对比情况

4.2 生产质量显著提升

智能化的质检系统和实时监控系统能够对产品进行全面检测和管理，从而有效提高了产品质量。同时，通过数据分析和优化，进一步提高了产品的稳定性和可靠性。

通过表2 可见，该公司在应用智能制造技术后，生产周期缩短了40%，不合格品率降低了45%，日产量提高了接近60%。以上这些数据表明，智能制造技术的应用对该公司线边仓回收物流的生产效率和质量方面都有着显著的改善效果，能够让该公司可以随时根据市场需求及产品变化快速调整生产流程和设备配置，以适应不同的生产需求。

表2 生产质量对比情况

4.3 生产成本有效控制

表3 展示了该公司在智能制造技术应用后，其线边仓回收物流与传统生产线相比所实现的成本节约情况。

表3 生产成本对比情况

从表3 可以看出，该公司在将智能制造技术应用到生产线后，材料采购、零部件和总装配三个环节都实现了成本节约。其中，在材料采购环节，智能制造生产线相比传统生产线减少了30%的成本，而在智能制造生产线上，节约成本为10%，这说明智能制造技术在材料采购环节仍有改进空间。在零部件和总装配环节，智能制造生产线相比传统生产线分别减少了40%和50%的成本，而在智能制造生产线上，节约成本则分别为15%和20%，这也表明智能制造技术在零部件和总装配环节得到了较好的应用。

综上所述，该公司通过应用智能制造技术，在线边仓回收物流的生产过程中实现了全面数据化和自动化控制，从而提高了生产效率和产品质量。未来，该公司将继续加强对智能制造技术的应用研发，进一步优化生产流程和设备配置，比如积极结合公司的实际情况进行评估和调整，以确保最终实现预期目标，提高生产效率和质量，并减少生产成本，从而为客户提供更加优质的产品和服务。