物流技術(shù)如何賦能智能制造

供稿/上海天睿物流咨詢有限公司 邱伏生 編輯/馬晨

隨著智能制造的全面升級，物流技術(shù)在制造型企業(yè)的應(yīng)用日益廣泛和深入，物流技術(shù)越來越多的賦能企業(yè)經(jīng)營，成為物料精準(zhǔn)、精確流動的使能技術(shù)。對于物流技術(shù)如何切實(shí)有效的賦能智能制造，可以從以下方面入手。

需要提高物流與智能制造的關(guān)系認(rèn)知，重新定義智能制造物流

相對于社會物流、商業(yè)物流和航運(yùn)物流，制造物流有其特殊性，因?yàn)橹圃煳锪魃婕暗街圃炱髽I(yè)的產(chǎn)品經(jīng)營，以及針對采購、生產(chǎn)、交付等產(chǎn)銷協(xié)同系統(tǒng)。從微觀的角度而言，涉及到每個產(chǎn)品的BOM 結(jié)構(gòu)、物料的精益、有序的流動節(jié)奏，以及物料上線前的齊套與暫存、最終配送到工位加工或裝配，從而實(shí)現(xiàn)智能制造。其中最重要的特點(diǎn)和難點(diǎn)就是工位物流（如圖1 所示），一座智能工廠中，工位物流的好壞是衡量其生產(chǎn)節(jié)拍與物料流動節(jié)奏是否有效把控、物流技術(shù)與制造設(shè)施是否有效聯(lián)通、人機(jī)協(xié)同是否無障礙、信息與物理之間是否匹配、庫存控制是否合理的標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f，智能制造物流及其技術(shù)是智能制造的保障系統(tǒng)，是訂單交付的支撐系統(tǒng)和企業(yè)流動資產(chǎn)經(jīng)營的使能系統(tǒng)。離開物流及其相關(guān)技術(shù)的支撐，智能制造無法實(shí)現(xiàn)其低成本、高效率、柔性化的交付能力，從而最終停留在實(shí)驗(yàn)室階段。

圖1 典型的工位物流

物流技術(shù)在智能制造企業(yè)的應(yīng)用需要從功能性走向系統(tǒng)性入手

智能工廠從規(guī)劃到投入運(yùn)營，都需要實(shí)現(xiàn)“規(guī)劃一體化、建設(shè)一體化和運(yùn)營一體化”，不能將物流與制造割裂開來看待。在當(dāng)今的物流技術(shù)市場中，絕大多數(shù)都是功能性的產(chǎn)品，這難以獨(dú)立進(jìn)入一個智能工廠物流體系的建設(shè)中，即使進(jìn)入也容易流于價格競爭，從而形成“內(nèi)卷”。特定的某項(xiàng)物流技術(shù)需要能夠?qū)嵭泻蛯?shí)現(xiàn)智能制造系統(tǒng)賦予它的功能，并且與工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺互聯(lián)互通，而不是單純的解決存儲能力、搬運(yùn)能力，或者配送能力。

實(shí)際上，即使是將最優(yōu)的各項(xiàng)物流技術(shù)集成在一起，也未必能成為最佳的智能制造物流系統(tǒng)，因?yàn)樾枰此欠駥?shí)現(xiàn)了智能工廠的綜合效率、運(yùn)營成本和針對訂單的有效交付。也就是說，當(dāng)我們使用該項(xiàng)技術(shù)的時候要問：到底解決了什么問題？是功能性的問題還是系統(tǒng)性的問題？這就需要物流技術(shù)提供方和應(yīng)用方，能夠從制造制造的系統(tǒng)性思維入手，有效解決客戶問題，而不是通過低價競爭“擠進(jìn)來”。

如圖2 所示為汽車座椅從全自動立體庫中出來后，通過配送差速線與整車總裝產(chǎn)線同步，并按照J(rèn)IT 需求，個性化的送到工位。此前是通過人工牽引車、叉車、AGV 來配送的，并未解決生產(chǎn)系統(tǒng)的精益配送、防呆糾錯和安定生產(chǎn)問題。

圖2 某汽車企業(yè)座椅配送差速線與產(chǎn)線同步直送工位

協(xié)同產(chǎn)品制造工藝突破，提高物流技術(shù)與智能制造設(shè)施的集成能力

在流程型企業(yè)，上下道工序通常會因?yàn)楦鞣N原因形成斷點(diǎn)，通過應(yīng)用物流技術(shù)可以有效拉通多設(shè)施、多品種、多工位、多訂單的價值鏈，提高數(shù)字化、智能化水平，從而在降低庫存的同時提高生產(chǎn)效率，體現(xiàn)經(jīng)營效益。比如電子產(chǎn)品企業(yè)從SMT 到AI、DIP 的過程，可以通過多點(diǎn)提升（機(jī)構(gòu)）、（連續(xù)）輸送、分揀（分撥）、搬運(yùn)（AGV或CTU）技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同工位、產(chǎn)線之間的（料箱）物料互聯(lián)互通，減少“防呆”成本；家電企業(yè)注塑件、鈑金件到總裝之間可以通過硬連接或者智能存儲技術(shù)、輸送技術(shù)實(shí)現(xiàn)大件（托盤或料架）物料的綜合配送與協(xié)同，減少地面物流流量和搬運(yùn)難度；工程機(jī)械企業(yè)的鋼板下料到精加工、裝配，可以通過重型AGV 提高其工位間的對接與聯(lián)通能力，提高柔性能力和作業(yè)安全性；汽車企業(yè)車門、座椅等的預(yù)裝到總裝可以通過連續(xù)輸送、積放鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)混流生產(chǎn)和柔性配送，降低搬運(yùn)成本，提高精益能力。如圖3-圖6 所示。

圖3 某企業(yè)重型AGV 協(xié)同工序間物料

圖4 某電子企業(yè)料箱立庫智能揀選配送工位

圖5 某企業(yè)通過硬鏈接降低庫存

圖6 某企業(yè)通過智能積放鏈系統(tǒng)協(xié)同制造

需要擺脫“路徑依賴”，以終為始的協(xié)同設(shè)計物流技術(shù)應(yīng)用場景

制造物流有一個迭代升級的過程，通常的路徑都是初始狀態(tài)物流、精益物流、數(shù)字化物流、智能化物流，這期間人們往往通過“線性”的思維來看待物流技術(shù)升級，而不是從智能工廠的發(fā)展愿景來定義、定位物流技術(shù)的，從而倒逼、個性化開發(fā)、設(shè)計和升級。比如車間物料的搬運(yùn)，經(jīng)歷了人工搬運(yùn)、液壓托盤車或者叉車搬運(yùn)、通牽引車（一拖六）搬運(yùn)，后來為了降低人工成本，將牽引車改為自動導(dǎo)航的AGV 牽引，發(fā)現(xiàn)AGV 無法管理組車和工位配送，最后變?yōu)楸池?fù)式AGV 搬運(yùn)。

這個過程是一步一步過來，但是由一拖六的牽引車模式改為背負(fù)式牽引車模式，使得車間物流的車次和物流流量提升了六倍，現(xiàn)場到處是臺車和AGV，此時AGV 技術(shù)就成了雞肋。從智能工廠的制造需求而言，通過對物料的流轉(zhuǎn)規(guī)律（PFEP）分析，物流量大的可以通過連續(xù)輸送方式實(shí)現(xiàn)分揀和配送，同時減少地面物流；物流量小的或者大件物料，可以采用連續(xù)輸送結(jié)合AGV 接駁方式。通過物流動線的方式來實(shí)現(xiàn)物流技術(shù)協(xié)同，而不是單純?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)某項(xiàng)技術(shù)。如圖7、圖8 所示。

圖7 某企業(yè)通過物流流線方式實(shí)現(xiàn)工位配送

圖8 某企業(yè)通過CTU 協(xié)同工位物流

需要提高物流包裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能流動單元（Smart flow unit）

智能單元包裝技術(shù)是解決物流技術(shù)與智能制造的基礎(chǔ)要素和關(guān)鍵紐帶。通過智能流動單元包裝技術(shù)支撐和實(shí)現(xiàn)物料的存、儲、運(yùn)、包、檢、測、用全生命周期的基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)計，流動過程中的物流信息通過式采集，產(chǎn)線、機(jī)器人、工位器具、物流容器等生產(chǎn)-物流要素協(xié)同配合，物料的抓取、轉(zhuǎn)向以及裝配過程的全程無斷點(diǎn)等。如圖9、圖10 所示。

圖9 智能流動單元信息協(xié)同

圖10 智能流動單元與制造資源協(xié)同

通過物料的聲音（VOM Voice Of Material）協(xié)同物流資源和制造資源

VOM 代表了訂單和交付系統(tǒng)、計劃和執(zhí)行系統(tǒng)、物料和車間物流系統(tǒng)，通過VOM 可以考察到智能工廠的供應(yīng)鏈價值鏈服務(wù)能力、生產(chǎn)計劃與物理執(zhí)行的運(yùn)營體系以及物料和產(chǎn)品的流動軌跡，從而可以實(shí)現(xiàn)“來源可追溯、去向可查證”的全生命周期的可視化需求。從VOM 入手，來設(shè)計物流信息管理平臺，并以此來聯(lián)通物流集成設(shè)施和智能制造設(shè)施，構(gòu)建“VOM 控制系統(tǒng)平臺”，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、人工智能等，調(diào)度、監(jiān)控各項(xiàng)物流資源和制造資源，從而提高物料-物流-制造之間的協(xié)同能力和智能化水平，降低物流風(fēng)險。

隨著智能工廠作業(yè)場景的不斷柔性化發(fā)展和物流技術(shù)提供方的不斷創(chuàng)新，物流技術(shù)對于智能制造的賦能與融合將更上一層樓。