智能制造基地線邊倉回收物流方案設(shè)計(jì)

江育俊JIANG Yu-jun

（身份證號(hào)：440301198202 104950）

0 引言

近年來，線上消費(fèi)交易額呈爆炸式增長(zhǎng)，據(jù)國(guó)家郵政局2022 年公布的數(shù)據(jù)可知，截止2021 年底，我國(guó)的郵政/物流企業(yè)服務(wù)總量達(dá)833.6 億，同比增長(zhǎng)31.2%；同時(shí)，我國(guó)的郵政/物流企業(yè)營(yíng)業(yè)收入已然達(dá)到8795.4 億元，同比增長(zhǎng)17.3%。然而，即便我國(guó)自2023 年初經(jīng)濟(jì)就保持了較快的發(fā)展速度，但是郵政/物流企業(yè)的發(fā)展方式還是相對(duì)較為粗糙。故而為減輕我國(guó)的環(huán)境污染，減少資源的浪費(fèi)，我國(guó)頒布了一系列政策，以促進(jìn)物流行業(yè)的發(fā)展。而其中的線邊物流（Line/Auxiliary Logistics）系統(tǒng)，包涵倉庫管理及供給管理兩大板塊，對(duì)線邊庫、線邊料位場(chǎng)、集配作業(yè)、供給作業(yè)提供了清晰的指導(dǎo)。從生產(chǎn)線的上游工位到下游工位，從生產(chǎn)工位到緩沖倉，從集中倉庫到線邊倉，實(shí)現(xiàn)了全場(chǎng)景物流配送體系，能夠?qū)崿F(xiàn)物料定時(shí)、定點(diǎn)、定量配送的物流系統(tǒng)，并借助人工智能演算獲取最優(yōu)物流路徑，從而提升設(shè)備稼動(dòng)率最大化。因此本文將以某企業(yè)為例，從智能制造視角入手，對(duì)基地線邊倉回收物流系統(tǒng)展開方案設(shè)計(jì)，以期推動(dòng)廢舊電子產(chǎn)品的循環(huán)利用，并以具體的案例方案為參考模板，為其他企業(yè)提供一個(gè)可行性較高的實(shí)踐依據(jù)。

1 某公司線邊倉回收物流現(xiàn)狀問題

該公司成立于2017 年12 月，經(jīng)營(yíng)范圍包括通訊產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)程控交換系統(tǒng)等。目前該公司線邊倉回收物流的電子產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入到報(bào)廢的高峰期，其線邊倉為做好廢舊電子產(chǎn)品回收物流工作，提高廢舊電子產(chǎn)品處理的科學(xué)性與實(shí)效性，開始逐步加強(qiáng)對(duì)廢舊電子回收物流的研究，并由此構(gòu)建了一套較為完善的回收物流體系，從根本上實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。

近年來，伴隨著信息化的發(fā)展，該公司線邊倉回收利用信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)，為客戶提供了現(xiàn)代化智能家居服務(wù)。截止2023 年第二季度，該公司線邊倉總體物料的回收率為30.9%，有近七成的物料沒有完成回收，不僅在制造成本上造成了一定的浪費(fèi)，同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了污染。如圖1 所示，是該公司目前線邊倉回收物流運(yùn)營(yíng)模式。

圖1 回收物流模式

其中的AGV 車供給，該公司主要是借助激光區(qū)域掃描以及紅外反射進(jìn)行的定位，其后加拖掛提升運(yùn)力系統(tǒng)，則以蓄電池牽引車、拖掛車，以及導(dǎo)軌電動(dòng)平車為主，由于該公司零件種類繁多、數(shù)量較大和價(jià)值差別大，且存在車型混線生產(chǎn)的問題，導(dǎo)致其不僅成本控制存在問題，同時(shí)物料回收率也沒有達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而造成了不利于線邊倉的生產(chǎn)與銷售的困境。

2 某公司線邊倉回收物流模式存在問題的原因

2.1 回收物流體系不科學(xué)

未建立完善的回收物流體系。線邊倉對(duì)于回收物流體系構(gòu)建，沒有考慮其特殊性與基本原則，忽略了生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于回收物流體系的設(shè)置，僅是重視廢舊電子產(chǎn)品的搜集、分揀、運(yùn)輸，沒有形成統(tǒng)一的管理模式，導(dǎo)致信息反饋不及時(shí)，責(zé)任主體不明確，降低了回收物流體系的科學(xué)性。未制定回收物流管理制度。線邊倉未結(jié)合回收的實(shí)際情況制定回收物流管理制度，使得電子產(chǎn)品回收流程復(fù)雜且混亂，增加了廢舊電子產(chǎn)品回收的成本，降低了回收運(yùn)輸?shù)膶?shí)效性。

2.2 缺乏先進(jìn)的回收環(huán)保技術(shù)

線邊倉廢舊電子產(chǎn)品回收再利用效率較低，主要是由于缺乏先進(jìn)的回收環(huán)保技術(shù)，具體包括以下幾方面：回收產(chǎn)品修理與復(fù)原技術(shù)缺乏。由于回收物流屬于新型的行業(yè)，其整體技術(shù)水平不高，對(duì)于廢舊電子產(chǎn)品的修理與復(fù)原處理不到位，諸多廢舊產(chǎn)品無法綠色維修再利用，降低了回收資源的利用效率。未建立回收循環(huán)物流。回收循環(huán)物流可以使得廢舊的資源循環(huán)使用，若是線邊倉沒有將生產(chǎn)中不合格的產(chǎn)品與廢棄物再次利用，會(huì)提高資源的損耗率。

2.3 物料流模式不夠完善

從物料流現(xiàn)狀梳理過程，不難發(fā)現(xiàn)線邊倉的推式物料流模式下，物料流的供應(yīng)是基于訂單預(yù)測(cè)的推式生產(chǎn)下的物料供應(yīng)，由于精益生產(chǎn)的推行，生產(chǎn)模式已經(jīng)發(fā)生根本性的變革，由面向庫存的生產(chǎn)變成了按客戶訂單安排生產(chǎn)的拉式模式。生產(chǎn)的物料需求供應(yīng)的管理，需要根據(jù)這種新的生產(chǎn)模式安排配套的物料流。車間物料流如果仍然按照傳統(tǒng)的面向線邊倉的批量推送供應(yīng)，大批量的物料流供應(yīng)方式是不能精確匹配生產(chǎn)的需求的，也不能適應(yīng)精益生產(chǎn)的要求。當(dāng)前舊的物料流模式與精益生產(chǎn)之間的矛盾，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：①在多品種、小批量的生產(chǎn)工單的模式下，大批量的物料供應(yīng)必然會(huì)造成過多供應(yīng)物料，在生產(chǎn)車間的線邊倉，各工序的物料暫存區(qū)產(chǎn)生大量的庫存和積壓。庫存會(huì)造成空間的浪費(fèi)，而且會(huì)占用大量的流動(dòng)資金，成為生產(chǎn)供需鏈條上的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；②不能滿足精益生產(chǎn)下工單物料需求的按需供應(yīng)，物料只有在需要的時(shí)間點(diǎn)才供應(yīng)的要求。庫存供應(yīng)鏈?zhǔn)芘１扌?yīng)（bullwhip effect）作用，在工單物料庫存采購上多是基于以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)設(shè)和訂購，導(dǎo)致溝通協(xié)作的水平相對(duì)較低；③批量供應(yīng)的物料推送計(jì)劃，不能滿足拉式生產(chǎn)（豐田生產(chǎn)模式）的供應(yīng)量只能按需求的數(shù)量進(jìn)行供應(yīng)的要求。

以上三個(gè)方面的矛盾，反應(yīng)了對(duì)精益生產(chǎn)模式下物料流的管理存在問題。具體到車間內(nèi)部物料流程段，供應(yīng)物料流程段等進(jìn)行進(jìn)一步問題的分析。

3 基于智能化關(guān)于線邊倉發(fā)展回收物流方案設(shè)計(jì)

3.1 基于智能制造的生產(chǎn)效率優(yōu)化

3.1.1 生產(chǎn)線智能化改造

在線邊物流的優(yōu)化設(shè)計(jì)上，為加快數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行智能化改造尤為關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)引入了自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備和智能機(jī)器人，旨在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，通過安裝傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，提高了生產(chǎn)線的穩(wěn)定性和可靠性。

3.1.2 數(shù)據(jù)化管理

在生產(chǎn)過程中，為了保證該公司能夠?qū)崟r(shí)采集并分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)優(yōu)化了其生產(chǎn)流程和工藝，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，通過分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在涂覆環(huán)節(jié)中使用了較多的原料，導(dǎo)致了成本的增加。于是可采用智能化的涂覆機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)原料用量的減少和涂覆效率的提高，剔除信息孤島，降低了不必要的成本浪費(fèi)。

3.1.3 應(yīng)用MES 系統(tǒng)

在本設(shè)計(jì)中，還應(yīng)用了MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）系統(tǒng)（見圖2），明確回收物流的責(zé)任主體，很好地實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的數(shù)字化和集成化管理。

圖2 引入的MES 系統(tǒng)示意圖

如圖2 所示，MES 系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)流程和設(shè)備狀態(tài)，并與ERP 系統(tǒng)進(jìn)行無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃的動(dòng)態(tài)調(diào)整和生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理。同時(shí)通過MES 系統(tǒng)還能協(xié)助公司構(gòu)建全場(chǎng)景物流配送體系，確保生產(chǎn)過程的透明化和可控性，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2 基于智能制造的生產(chǎn)流程改進(jìn)

3.2.1 采用自動(dòng)化設(shè)備

在生產(chǎn)流程中引入自動(dòng)化設(shè)備，例如機(jī)械臂、自動(dòng)化裝配線等，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工組裝方式。通過聯(lián)營(yíng)回收模式建立現(xiàn)代回收物流體系。

3.2.2 采用智能化設(shè)備

在智能制造的背景下，本文建議該公司可引入更多的智能化設(shè)備，例如工業(yè)機(jī)器人和智能監(jiān)控系統(tǒng)等。這些設(shè)備可以自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化生產(chǎn)流程，從而達(dá)到更高的效率和更好的質(zhì)量控制。

3.2.3 優(yōu)化物料管理

保持供應(yīng)鏈的透明度，及時(shí)獲取物料信息、庫存情況和交貨狀態(tài)等，以便在最短時(shí)間內(nèi)協(xié)調(diào)解決可能出現(xiàn)的問題。此外，可以采用RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料跟蹤，減少物料誤用或丟失等問題，從而提高電子廢棄物的回收環(huán)保目的。

3.2.4 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)操作流程

建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，確保每個(gè)員工都能遵循相同的工作規(guī)范和程序。這不僅可以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還可以降低培訓(xùn)成本和人力資源管理成本。

3.2.5 引入人機(jī)協(xié)作技術(shù)

在生產(chǎn)流程中引入人機(jī)協(xié)作技術(shù)，在自動(dòng)化設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人的輔助下，員工可以更加高效地完成操作。例如，使用智能手套等設(shè)備，讓員工可以更加自然地與機(jī)器交互，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.3 基于用智能制造的生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)管

在搭建自動(dòng)儲(chǔ)存和輸出物料的自動(dòng)化立體倉庫過程中，本文發(fā)現(xiàn)目前該公司存在回收物流體系不科學(xué)、缺乏先進(jìn)的回收環(huán)保技術(shù)、物料流模式不夠完善等顯著問題，因此在對(duì)該公司線邊倉回收物流生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)管的過程中，應(yīng)用智能制造技術(shù)可以對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋，有效降低了生產(chǎn)過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題的風(fēng)險(xiǎn)。保證產(chǎn)品質(zhì)量。具體思路如下：

3.3.1 數(shù)據(jù)采集與分析

通過多層貨架、集信息自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)導(dǎo)引小車技術(shù)等，對(duì)當(dāng)前的傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化、采集和記錄。這些數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、濕度、振動(dòng)等指標(biāo)，以及產(chǎn)品的尺寸、外觀、性能等參數(shù)。通過將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，該公司可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況和潛在問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整和糾正。

3.3.2 質(zhì)量控制與優(yōu)化

該公司通過智能制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過程的全面控制和優(yōu)化。其中，重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：其一，是設(shè)備自動(dòng)調(diào)整。生產(chǎn)設(shè)備配備了智能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化。例如，當(dāng)設(shè)備工作溫度過高或過低時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整加熱或冷卻設(shè)備，以達(dá)到最佳工作狀態(tài)；其二，是自動(dòng)化質(zhì)檢。比如當(dāng)該公司采用了自動(dòng)化的質(zhì)檢系統(tǒng)后，能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行尺寸、外觀、性能等多方面的檢測(cè)。其中，部分檢測(cè)任務(wù)中以通過機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)，大大提高了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確率；其三，是實(shí)時(shí)監(jiān)控。旨在對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)異常或問題，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)并提示相關(guān)人員進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)料、存儲(chǔ)、發(fā)料、退換不良產(chǎn)品的健康運(yùn)行。

4 優(yōu)化方案實(shí)施效果評(píng)價(jià)

本文通過對(duì)某公司基地線邊倉的回收物流進(jìn)行了智能制造技術(shù)改造，經(jīng)一段時(shí)間的運(yùn)行后，對(duì)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制進(jìn)行了測(cè)試，歸納出以下幾個(gè)方面：

4.1 生產(chǎn)效率大幅提高

智能化的生產(chǎn)流程和設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和全面控制，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化，進(jìn)一步縮短了生產(chǎn)周期和成本。（表1）

表1 生產(chǎn)效率對(duì)比情況

4.2 生產(chǎn)質(zhì)量顯著提升

智能化的質(zhì)檢系統(tǒng)和實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行全面檢測(cè)和管理，從而有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。

通過表2 可見，該公司在應(yīng)用智能制造技術(shù)后，生產(chǎn)周期縮短了40%，不合格品率降低了45%，日產(chǎn)量提高了接近60%。以上這些數(shù)據(jù)表明，智能制造技術(shù)的應(yīng)用對(duì)該公司線邊倉回收物流的生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面都有著顯著的改善效果，能夠讓該公司可以隨時(shí)根據(jù)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品變化快速調(diào)整生產(chǎn)流程和設(shè)備配置，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)需求。

表2 生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)比情況

4.3 生產(chǎn)成本有效控制

表3 展示了該公司在智能制造技術(shù)應(yīng)用后，其線邊倉回收物流與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比所實(shí)現(xiàn)的成本節(jié)約情況。

表3 生產(chǎn)成本對(duì)比情況

從表3 可以看出，該公司在將智能制造技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)線后，材料采購、零部件和總裝配三個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了成本節(jié)約。其中，在材料采購環(huán)節(jié)，智能制造生產(chǎn)線相比傳統(tǒng)生產(chǎn)線減少了30%的成本，而在智能制造生產(chǎn)線上，節(jié)約成本為10%，這說明智能制造技術(shù)在材料采購環(huán)節(jié)仍有改進(jìn)空間。在零部件和總裝配環(huán)節(jié)，智能制造生產(chǎn)線相比傳統(tǒng)生產(chǎn)線分別減少了40%和50%的成本，而在智能制造生產(chǎn)線上，節(jié)約成本則分別為15%和20%，這也表明智能制造技術(shù)在零部件和總裝配環(huán)節(jié)得到了較好的應(yīng)用。

綜上所述，該公司通過應(yīng)用智能制造技術(shù)，在線邊倉回收物流的生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了全面數(shù)據(jù)化和自動(dòng)化控制，從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。未來，該公司將繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)智能制造技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程和設(shè)備配置，比如積極結(jié)合公司的實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整，以確保最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并減少生產(chǎn)成本，從而為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。