對我國智能工廠物流規(guī)劃與運營的建議
——“智能工廠物流構建”系列連載之七

文 / 邱伏生 李志強 代浩

上海天睿物流咨詢有限公司

對于我國智能工廠物流規(guī)劃與運營提出十項建議：建立科學的智能工廠物流規(guī)劃理念和邏輯，鼓勵物流倉儲裝備業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展，提高適應制造作業(yè)場景的物流系統(tǒng)集成能力，發(fā)展智能單元化包裝對接技術，將智能工廠“嵌入”智能供應鏈，提高企業(yè)團隊的物流技術水平，培養(yǎng)工位配送外包服務能力，建立物流能力評審機制，培養(yǎng)物流咨詢規(guī)劃能力，建立智能應急物流與應急供應鏈。

制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，是工業(yè)化和現代化的主導力量，是衡量一個國家或地區(qū)綜合經濟實力和國際競爭力的重要標志，也是國家安全的保障。近十年來，國家發(fā)展戰(zhàn)略為智能工廠提供了良好的發(fā)展環(huán)境與基礎，不斷完善的產業(yè)鏈為推進智能工廠發(fā)展提供了良好的技術支撐，我國智能制造發(fā)展取得長足進步。但與高質量發(fā)展的要求相比，智能制造發(fā)展仍存在供給適配性不高、創(chuàng)新能力不強、應用深度和廣度不夠、專業(yè)人才缺乏等問題。與此同時，外部還面臨著資源環(huán)境要素約束趨緊、產業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定面臨挑戰(zhàn)等風險。

本書作者團隊始終致力于對智能工廠物流規(guī)劃與運營的研究、探索和推廣應用，倡導和推動企業(yè)從智能物流到智能工廠的發(fā)展建設模式（幾種發(fā)展建設模式之一）。智能制造以智能工廠為載體，智能工廠包含（不限于）智能生產和智能物流，智能工廠通過智能物流體系實現工廠內部的整合，以及與供應商端和客戶端之間的協同，從而實現訂單交付全過程的打通。智能生產作為交付過程中的一個環(huán)節(jié)，是將智能生產設施嵌入到智能物流系統(tǒng)中，從而實現“制造工廠物流中心化”。

結合本書主旨立意和前文內容，對于我國智能工廠物流規(guī)劃與運營提出以下建議：

一、建立科學的智能工廠物流規(guī)劃理念和邏輯

在智能供應鏈的價值鏈運營環(huán)境下，智能物流已經成為智能工廠的核心要素（見圖1）。智能工廠需要智能物流作為生存環(huán)境，這不難理解，“沒有智能物流與智能供應鏈的支撐，智能工廠將停留在實驗室階段”，為此，工廠規(guī)劃和運營管理必須要具備“流動思維”和“供應鏈交付思維”?！按蠼桓丁⒋笪锪?、小生產”、“制造工廠物流中心化”的工廠規(guī)劃和運營理念，在制造業(yè)中已經得到越來越多的認同和實踐。

圖1 物流體系與智能工廠的關系

在以消費者需求為導向的智能交付體系中，智能生產被認為是在供應鏈、物流過程中嵌入一個符合供應鏈價值導向和運作要求的工廠、車間或產線，是一個節(jié)點或者環(huán)節(jié)；而物料（產品）流動和物流管理貫通供應鏈始末，成為端到端協同打通的有效承載。對于智能工廠而言，生產只是過程，滿足消費者個性化需求才是目的。無論是智能化（新）工廠的規(guī)劃，還是原有工廠的智能化改造，無論是以何種要素作為切入點，如布局、建筑、設施、生產、物流、信息化等，都需要將工廠運營管理的價值導向、目標、邏輯、流程、規(guī)則等納入其中。因此，智能工廠物流構建的目的，正是以物流規(guī)劃和運營為主線、以工廠有效運營為導向、“以終為始”進行規(guī)劃，實現所有規(guī)劃和資源要素的聯動和拉通。

二、鼓勵物流倉儲裝備業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展

我國非常重視信息技術的發(fā)展帶來的重大技術創(chuàng)新，以信息系統(tǒng)為基礎和引導，推動其他種類系統(tǒng)融合集成式發(fā)展，物流倉儲裝備也融入其中。物流倉儲裝備產業(yè)是為了保證制造業(yè)順利生產的服務業(yè)。隨著技術的不斷創(chuàng)新，制造業(yè)和物流倉儲裝備產業(yè)間固有的邊界逐漸模糊化，兩者出現了融合的趨勢。

因此，從國家、產業(yè)和企業(yè)各個層面，應鼓勵或致力于物流倉儲裝備產業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展，積極推廣應用物流倉儲新技術、新裝備，加強物流倉儲裝備業(yè)與相關行業(yè)融合互動，加快物流倉儲裝備產業(yè)轉型升級的步伐，提升物流倉儲技術、倉儲裝備和服務水平，構建良好的產業(yè)融合發(fā)展的外部環(huán)境。

三、提高適應制造作業(yè)場景的物流系統(tǒng)集成能力

智能物流是智能工廠的重要組成部分，智能物流體系能夠將供應鏈上主要的制造元素動態(tài)地聯系起來，為數字化、網絡化、智能化制造提供基礎。

物流設施配置需要遵循物料流動規(guī)律。制造業(yè)物流的本質在于“流動”，關于物料如何流動，不同的行業(yè)、不同的產品需要不同的流動方式，這需要遵守物料的流動規(guī)律，而不是按照經驗的“預設”。

物流裝備企業(yè)要深入了解智能制造物流的邏輯和作業(yè)場景需求，從解決功能性要求轉為解決系統(tǒng)性要求。在智能工廠構建的過程中，物流設備供應商需要重點關注客戶流程，而不僅僅是了解客戶需要什么設備。不同的物流設備供應商有不同的核心能力與產品，賣設備主要滿足了客戶的功能性要求，而不是解決系統(tǒng)性問題。對于物流設備供應商來說，要進入制造業(yè)物流領域，關鍵在于分析客戶的價值鏈需求——到底要解決什么問題，并提供符合客戶需求的解決方案和系統(tǒng)集成能力（見圖2）。

圖2 某智能工廠的物流概念設計圖

物流設備供應商和系統(tǒng)集成商需要深入了解制造業(yè)工藝流程、物流邏輯和作業(yè)場景，針對制造企業(yè)物流癥結把脈開方、對癥下藥，才能為制造企業(yè)提供專業(yè)的服務，而不僅僅是提供設備而已。越來越多的制造企業(yè)意識到物流進步不僅僅是裝備、技術上的應用提升，制造業(yè)物流存在嚴密的邏輯關系，需要整個流通過程實現互聯互通以及執(zhí)行過程中的差異管理，還有過程中變數的預警和應急物流。

四、發(fā)展智能單元化包裝對接技術

隨著生產自動化、智能化覆蓋率日益提升，機器人在線邊物流場景的應用越來越普遍。在智能工廠的規(guī)劃過程中，智能單元化包裝和機器人的對接非常關鍵。由于線邊物流場景涉及作業(yè)人員、機器人、信息采集和物料協同，所以，智能單元化包裝對接技術往往成為智能工廠物流規(guī)劃的關鍵節(jié)點和有效運作的重要影響因素之一。單元化包裝從供應商生產成品下線就開始使用，后續(xù)經過搬運、運輸、存儲、檢驗、配送到工位，以及最后由機器人（抓取屬具）從容器具或者工位器具中識別并取出物料的過程，需要智能單元化包裝能夠在整個過程中與（智能化的）搬運設備、運輸設備、檢測設備、配送設備、機器人、信息采集設備等進行數據對接和作業(yè)指令的交互。

通俗而言，就是需要保證物料在所有物流環(huán)節(jié)能夠無障礙地與相關設備進行“對話”，這就需要包裝單元突破傳統(tǒng)的掃碼采集數據的簡單功能，轉化為物料告知其關鍵信息給相關的設備。其中，最為關鍵的不僅僅是物流過程中的條碼掃描或者RFID標簽的識別，而是與機器人對接和抓取的便利性。前者是整個包裝單元的識別，技術上相對簡單；后者是由機器人屬具從包裝單元容器具中識別并抓取單個或多個物料，涉及物料包裝、定位、機器人識別、抓取、移動、放到工位裝配等一系列的作業(yè)。在抓取的過程中，物料需要告訴機器人相關信息，機器人需要結合生產作業(yè)需求進行操作，同時系統(tǒng)需要將所有的信息抓取并且作為實時場景信息為后續(xù)的決策提供依據，形成自反饋閉環(huán)系統(tǒng)……在功能性規(guī)劃過程中，人們通常依據機器人的作業(yè)要求來設計包裝單元，卻并沒有考慮此前相關環(huán)節(jié)的物流運作要求，比如運輸、搬運、存儲等，導致包裝單元無法實現物流一體化，后續(xù)切換包裝的成本也非常高昂，影響流動效率。

建議企業(yè)從系統(tǒng)化的角度，思考智能化包裝單元的一體化應用過程，同時兼顧機器人的對接需求，使機器人和單元化包裝相互協同，以實現智能化成本最優(yōu)（見表1）。

五、將智能工廠“嵌入”智能供應鏈

智能供應鏈不是單純、有形的“鏈式結構”或者“網狀結構”，而是虛實結合、虛實聯動的多維的智能化增值服務系統(tǒng)。任何組織或者企業(yè)，或是其所提供的產品或者服務，要在智能供應鏈環(huán)境下生存和發(fā)展，都需要經歷創(chuàng)造價值、傳遞價值和獲取價值的過程。

由于智能供應鏈的多維度（涉及范圍和環(huán)節(jié)廣、基于企業(yè)和資源管理戰(zhàn)略高度、運營作業(yè)的技術深度等）、系統(tǒng)性要求，涉及各項不同的資源，這些資源大致可以分為客戶資源、數據資源、產品資源、供應資源和技術資源，智能供應鏈主要實現各項資源智能化自主整合。

智能工廠物流構建本質上是需要促進企業(yè)交付能力的提升，如果僅限于工廠思維，容易陷入局部優(yōu)化的誤區(qū)。所以需要站在智能供應鏈發(fā)展和優(yōu)化的角度思考智能工廠的物流規(guī)劃與運營，在價值鏈拉通的基礎上保證規(guī)劃合理性和運營有效性，思考智能工廠的生存能力和供應鏈環(huán)境下的適應能力（見圖3）。智能制造端需要的供應鏈智能化協同，至少包含上游材料供應商的互聯互通、第三方物流的互聯互通、智能化采購和原材料入廠物流的智能化、智能生產和工位物流的精益化、智能化配送、成品下線和智能化存儲、裝車發(fā)運，在工業(yè)互聯網環(huán)境下（形成工業(yè)大數據）解決智能化采購供應和智能化生產供應，以保證制造端的快速響應和有效交付能力，傳遞制造價值。

圖3 智能工廠從訂單到交付的基本邏輯

表1包裝智能單元典型應用場景

六、提高企業(yè)團隊的物流技術水平

通常情況下，智能工廠的物流系統(tǒng)解決方案是由物流規(guī)劃咨詢公司或者其他專業(yè)機構提供。但是在技術選擇、設備選型、技術應用、設施維護、物流設備招投標、入場安裝試運行、正常運行、日常生產等過程中，需要企業(yè)的技術使用團隊能夠理解方案和了解技術設備的參數與特性，以保證生產、物流運行的平穩(wěn)性。

在某些失敗的案例中，工廠物流規(guī)劃團隊（可能外包或自有）與運營團隊通常不是同一個團隊，后者通常不理解、不了解該新工廠的布局規(guī)劃邏輯和設施特性，僅僅作為常規(guī)承接，即使進行了培訓，也難以保證應用的有效性和穩(wěn)定性。尤其是在設備故障、產品換型的時候，即使設備供應商維護人員到位支持，也容易造成巨大的損失和成本。

因此，建議企業(yè)設立專業(yè)團隊研究制造業(yè)物流技術的發(fā)展趨勢、應用場景、工藝工位需求創(chuàng)新，形成具有

（本文內容為《智能工廠物流構建——規(guī)劃、運營與轉型升級》一書的主要觀點摘要。本連載7 篇文章基本上將該書的核心內容進行了全面呈現。如果讀者希望對新工廠物流規(guī)劃邏輯、物流技術應用、工廠園區(qū)物流規(guī)劃與管理、物流運營與管理平臺、智能工廠物流規(guī)劃落地方法、現有工廠物流改造等有更加深入的學習，建議閱讀全書內容。）物流技術引入、判斷、使用能力的人才隊伍。

另一方面，制造型企業(yè)在依托高校和職業(yè)技術學校的同時，內部應加大現代化物流設備設施的設計和使用人員的培訓，使其更加適應專業(yè)崗位的要求，以全面發(fā)揮自動化、智能化物流裝備在生產運營中的作用。在制造企業(yè)物流技術領域深度開展產學研合作，需要從更高的視角對人才資源進行重構，優(yōu)化資源配置模式，形成以制造企業(yè)物流技術應用場景為核心的創(chuàng)新體系，因此需要加大產學研合作，創(chuàng)新產業(yè)合作體系和運作模式。

七、培養(yǎng)工位配送外包服務能力

強化制造業(yè)物流外包意識，培養(yǎng)具有工位配送能力的第三方物流公司。傳統(tǒng)的物流外包，主要是采購物流和成品物流外包，極少涉及工位物流外包。究其原因，除了擔心時間和效率方面難以滿足，更多的是與企業(yè)外包意識有很大關系。人們習慣了“看得見的管理”，認為工位物流距離短、時間緊、精益化要求高，需要掌握在“自己手上”。制造企業(yè)通常的做法是，在生產線邊設立緩存區(qū)域作為線邊倉，以應對快速需求、產線變化、實時配送到工位的要求。由此掩蓋了企業(yè)物流管理的漏洞，成了物流與生產管理部門的緩沖地帶，實際上成了精益生產以及未來智能制造的數字化盲區(qū)和一些部門管理的“自留地”。

由于制造企業(yè)工位物流涉及作業(yè)計劃、工位器具、物流容器、現場管理、工位管理、人機結合、工時節(jié)拍等要素，所以，物流協同難度比較大，通常的物流服務企業(yè)難以滿足要求。在智能制造中，智能物流需要物流服務供應商根據生產裝配計劃和工位要求，將物料送到線邊倉或者具體的工位，需要智能工廠具備精益物流計劃能力、數據能力、精益物流管理協同能力、全過程的效率控制和應急響應的能力等。在智能制造供應鏈中能夠將全程價值鏈拉通的第三方物流（第四方物流）服務需求將變得越來越迫切。

八、建立物流能力評審機制

制造企業(yè)的物流管理水平參差不齊、各有千秋。要達到智能化要求，制造企業(yè)更多需要做的是“補課”的工作，但是對于如何盡快達成智能化規(guī)劃方案中的水平，企業(yè)團隊通常都是“滿頭霧水”。

建議推動制造企業(yè)建立物流供應鏈評審標準，通過多維度綜合評估的方式，使得企業(yè)物流管理和規(guī)劃團隊能夠量化、直觀地識別自己的管理水平，以及與智能制造物流需求之間的差距，從而指導團隊分步驟地進行“補課”，夯實制造物流的基礎，逐步從粗放管理向精益物流、數字化物流乃至智能化物流的方向達成。

九、培養(yǎng)物流咨詢規(guī)劃能力

催生和培育更多具有物流規(guī)劃、集成、研發(fā)能力的創(chuàng)新型解決方案提供方，形成具有較高專業(yè)度的行業(yè)專家和培訓、咨詢服務機構，以促進制造業(yè)智能工廠、智能物流從規(guī)劃到落地運營的合理性和有效性，從而減少試錯、進入誤區(qū)的可能和成本。

專業(yè)的咨詢服務機構或者系統(tǒng)方案提供方，始終堅持對制造企業(yè)物流體系、方法、技術、應用等方面進行前沿研究和應用實踐，通常具有更高的見識和更廣的視野。對于制造企業(yè)尤其是致力于打造智能工廠的企業(yè)而言，這無疑是有效的社會智力資源，應更多地引入這些外部專業(yè)資源進行企業(yè)內部人才的培養(yǎng)。企業(yè)可以在內部開設物流大講堂，邀請相關的專家進行培訓，通過在內部形成針對專家培訓內容的探索、討論和實踐的機制，促進團隊的能力提升。也可以和培訓機構、咨詢公司合作，組織內部的物流人才培養(yǎng)學校，科學地設計系列課程和實踐項目，在企業(yè)內有組織、有系統(tǒng)、有批次地開展人才培養(yǎng)，并推行持證上崗，甄選人才。

十、建立智能應急物流與應急供應鏈

為了保障智能制造，智能工廠的物流要求比一般工廠更高，同時面臨的各類變數依舊存在，所以需要設立應急物流與供應鏈管理機制。

通常需要建立應急場景設定，即當設定的問題發(fā)生或者條件達到時，就啟動應急物流與供應鏈模式。應急物流與供應鏈場景通常包含：堵車，批量不合格，翻車，貨損，延遲到貨，搬運設備、配送設備、揀選設備、存儲設備故障，以及水災、火災、瘟疫傳播、地震、環(huán)境、政策法規(guī)等企業(yè)不可控因素的設定和判別方式。

企業(yè)需結合自身環(huán)境分析和識別風險的優(yōu)先級，并針對較高優(yōu)先級的應急場景制定應急方案，以保證當物流發(fā)生計劃外的事件時，供應仍可持續(xù)。應急方案是為了避免供應鏈的中斷（比如：裝配線停止、勞動力不足、財務壓力、物流安全等），以支持工廠快速、有序恢復到正常的業(yè)務流程。（連載完）