發(fā)布日期:2024-03-13瀏覽次數(shù): 次信息來源: 天睿咨詢-王京平、李志強
摘要:在智能工廠的建設(shè)過程中,智能物流系統(tǒng)有著舉足輕重的作用。本文主要對如何降低智能物流系統(tǒng)的投入成本或如何用相對低成本的技術(shù)實現(xiàn)智能物流場景進行了探討,認為必須秉承智能工廠“有效運營”的本質(zhì),重新從產(chǎn)品、工藝、制造、布局、物流、運營、信息等多維度進行系統(tǒng)規(guī)劃,通過細胞化布局、打造連續(xù)流、降低節(jié)點庫存、選擇合理技術(shù)、分步驟實施等舉措,來控制成本和降低后續(xù)的運營成本,而不僅僅單純從設(shè)施設(shè)備本身的價格考慮節(jié)約投入成本。
關(guān)鍵詞:智能工廠、物流系統(tǒng)規(guī)劃、投入成本、改善優(yōu)化
智能工廠是智能制造過程的主要載體,智能工廠必須以智能物流為基礎(chǔ),智能工廠通過智能物流體系實現(xiàn)工廠內(nèi)部的整合,以及與供應(yīng)商端和客戶端之間的協(xié)同,從而實現(xiàn)訂單交付全過程的打通。智能生產(chǎn)作為交付過程中的一個環(huán)節(jié),是將智能生產(chǎn)設(shè)施嵌入到智能物流系統(tǒng)中,從而實現(xiàn)“制造工廠物流中心化”。因此,智能工廠的智能物流系統(tǒng)有著舉足輕重的作用。
在新工廠規(guī)劃或老工廠優(yōu)化升級的過程中,企業(yè)一方面意識到,傳統(tǒng)的物流已經(jīng)無法滿足自身發(fā)展需要,物流基礎(chǔ)差、效率低、斷點多、周轉(zhuǎn)慢、服務(wù)水平低、現(xiàn)場表現(xiàn)差等問題長期存在,并且已經(jīng)成為約束工廠發(fā)展的主要瓶頸,經(jīng)營者迫切希望通過構(gòu)建智能物流系統(tǒng)以形成工廠核心競爭力;另一方面,在方案規(guī)劃、探討和決策時,由于企業(yè)缺少專業(yè)的規(guī)劃團隊和系統(tǒng)方法論,難以依靠自身力量形成系統(tǒng)性規(guī)劃方案并判斷其合理性,聽到最多的聲音就是智能工廠的智能物流系統(tǒng)投資大、回收期長,企業(yè)往往無法下定決心進行智能物流系統(tǒng)的相關(guān)投入。
因此,如何降低智能物流系統(tǒng)的投入成本,或者如何用相對低成本的技術(shù)實現(xiàn)智能物流場景,成為企業(yè)決策者非常關(guān)注的問題,為此拋磚引玉,與大家共同探討。
企業(yè)首先需要制定清晰的物流戰(zhàn)略,明確自身物流的發(fā)展定位、價值導(dǎo)向、戰(zhàn)略績效、物流發(fā)展路徑等。企業(yè)應(yīng)從理解客戶需求開始,評估內(nèi)部物流能力相對于最佳實踐的差距,分析行業(yè)物流發(fā)展趨勢和競爭對手的應(yīng)用趨勢,在此基礎(chǔ)上,進一步明確自身需要建立的物流能力清單。
這些能力清單,可能包括與供應(yīng)商協(xié)同能力、建立端到端物流計劃能力、供應(yīng)商準時化到貨能力、內(nèi)部物流數(shù)字化管理能力、針對缺料的快速響應(yīng)能力、采購訂單和銷售訂單的實時跟蹤和可視化能力、物料自動配送到工位的準時化配送能力、端到端物流過程差異預(yù)警和管控能力、全部物流流程“在線”運作的能力、精確的全通路庫存管控能力、智能成品物流調(diào)度能力、人機物互聯(lián)的能力、物料包裝規(guī)劃與應(yīng)用的能力、物流網(wǎng)絡(luò)布局與庫存部署能力等,選擇影響自身競爭力提升的關(guān)鍵要素作為重點,合理定義能力清單的優(yōu)先級,形成3~5年甚至更長周期的物流發(fā)展路徑。
由此回答的一個問題是,貴公司是否需要發(fā)展智能制造、打造智能工廠、建設(shè)智能物流系統(tǒng)?如果公司所處的產(chǎn)業(yè)方興未艾,需要通過積極拓展的策略開疆?dāng)U土,且公司具備相應(yīng)的條件和實力,智能工廠和智能物流系統(tǒng)能夠極大提升核心競爭力,那答案就是肯定的,企業(yè)就應(yīng)該樹立長期主義的智能物流戰(zhàn)略觀,明確打造智能物流系統(tǒng)的總體目標,再尋求更為經(jīng)濟、合理的實現(xiàn)路徑;如果公司規(guī)模尚小,或者尚處在考慮生存、收縮和穩(wěn)定的階段,或者所處產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生巨大變化,這種情況下,可能其必要性就沒有那么強烈。
目前在離散型制造業(yè)園區(qū)布局規(guī)劃時,為了便于分區(qū)進行專業(yè)化管理,提高資源利用率,一般習(xí)慣性采用功能式布局模式。例如,注塑、沖壓、電子、倉庫等工序分別集中在獨立的廠房或區(qū)域內(nèi),一些部件的組裝也集中采用孤島式布置方式,導(dǎo)致在園區(qū)內(nèi)出現(xiàn)大量跨廠或跨區(qū)域搬運、大量中間庫存堆積的壯觀場面。如果前期忽視了物流規(guī)劃,就會帶來跨廠搬運過程的人身安全、物料的品質(zhì)隱患、轉(zhuǎn)運車輛及大量跨廠區(qū)配送的容器具投資等問題,并且在智能工廠物流系統(tǒng)建設(shè)時,也需要投入大量的存儲、搬運設(shè)施和復(fù)雜的信息系統(tǒng),以滿足智能化物流運作的需要。
基于以上問題點,在進行布局規(guī)劃時,改變傳統(tǒng)的功能式布局觀念,按照產(chǎn)線、產(chǎn)品、區(qū)域劃分選擇細胞式布局(如圖1),即根據(jù)客戶需求的組裝線節(jié)拍,配置相關(guān)聯(lián)的沖壓、注塑、電子加工、部件組裝、成品包裝、成品檢測等前工序生產(chǎn)和物流區(qū)域,使其成為一個制造細胞體系,平衡各類設(shè)施間的節(jié)拍,并且從運營、管理上按照細胞單元實現(xiàn)端到端的拉通,從而消除、降低跨廠房或區(qū)域的物流搬運、存儲、配送、包裝、容器具以及日常運作管理等方面的成本,在此基礎(chǔ)上再考慮智能物流系統(tǒng),其總體投入自然會大幅下降。
物流規(guī)劃的重點在于創(chuàng)建連續(xù)流,創(chuàng)造快速流動的基礎(chǔ)條件。以物流為主線,從端到端的角度看待價值流,其本質(zhì)是用合理、較低的成本提供較高的交付服務(wù)水平,在這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)中,整體均衡比局部高效更重要,全局協(xié)同比節(jié)點執(zhí)行更重要(如圖2)。
在工廠物流系統(tǒng)改造升級或新建工廠的過程中,人們很容易認為智能物流就是采用先進的物流設(shè)施和軟件把全過程連接起來。由于很多工廠缺少精益物流的理念和行動,工廠運作存在諸多實物和邏輯上的斷點,這時建設(shè)智能物流就需要投入大量的硬件設(shè)施和復(fù)雜的軟件系統(tǒng),投資自然是巨大的。更為嚴重的是,在這樣的情況下,所謂的“智能工廠”僅僅是“新瓶裝舊酒”,把原來并不合理的布局、邏輯、流程和參數(shù)固定在軟硬件系統(tǒng)中,并不能實現(xiàn)“智能物流”的全面升級,相反還會因為場景、能力不匹配,導(dǎo)致更多的問題產(chǎn)生。
因此,在進行軟硬件投入之前,先要基于未來的智能物流場景進行精益物流規(guī)劃和物流運營管理優(yōu)化,致力于物料及產(chǎn)品在價值鏈上的快速周轉(zhuǎn),盡可能減少物料及產(chǎn)品在倉庫、暫存區(qū)、工序間、車輛上等各個節(jié)點上的等待時間?;凇爸圃旃S物流中心化”的原則,通過精益物流和精益生產(chǎn)的有效配合,結(jié)合自動化、數(shù)字化、智能化的物流裝備應(yīng)用,在工廠內(nèi)部盡量消除物理上和信息上的斷點,打造連續(xù)流。如此,既能極大提升工廠的運營效率,又能夠大幅降低投入成本。
廠內(nèi)精益物流改善,主要遵循“硬連接”原則、“不落地”原則、“就近”原則。首先,我們要分析每個場景和每種物料,能否創(chuàng)造條件實現(xiàn)工位點到點 “硬連接”原則;其次,如果不能硬連,我們是否可以實現(xiàn)“不落地”原則;再次,如果不能實現(xiàn)“硬連接”和“不落地”,那么考慮是否可以實現(xiàn)“就近”原則。
基于以上三個原則進行廠內(nèi)精益物流改善后,再針對不同的物料及場景情況,梳理時間、空間、物料特性及廠內(nèi)使用場景等邏輯關(guān)系,選擇合適的物流方式和動線。例如,針對一些通用件,如果采用按單齊套或單臺套揀選上線的方式,需要經(jīng)過頻繁地拆零、點數(shù)、揀選、回庫等作業(yè),這樣會導(dǎo)致整體物流當(dāng)量成數(shù)量級放大,從而也使實現(xiàn)該場景功能的設(shè)施投資變得極大。因此,通常建議針對通用件采用周期性整單元補給配送的方式,用較低的投入實現(xiàn)物流數(shù)字化管理。
當(dāng)以上條件都得到妥善考慮和體現(xiàn)后,基于實現(xiàn)物流智能化的中遠期目標,需要結(jié)合物料特征、流量、環(huán)境等具體分析,選擇合適的物流技術(shù)和設(shè)施,比如可能采用機械化、半自動化、自動化、智能化等不同層級的物流自動化設(shè)施,在連續(xù)輸送或者離散輸送、獨立存儲或者密集存儲、托盤存儲或者料箱存儲、自動揀選或者半自動輔助揀選等模式和技術(shù)中做出科學(xué)的選擇。
一方面,可以考慮某些場景使用低成本的物流技術(shù),比如在前后工序計劃聯(lián)動的情況下,工序間的節(jié)拍基本一致,采用硬連接進行輸送,可選擇無動力的流利條、輥筒輸送、精益管、非標自動化機構(gòu)等方式進行連接、緩存,這種方式也無需復(fù)雜的信息化系統(tǒng)開發(fā)。前后工序無法硬連接、需要緩存量或者建立倉庫時,根據(jù)存量、流量參數(shù),可以選擇懸掛鏈、電子揀選貨架、輸送線緩存系統(tǒng)、CTU箱式倉儲機器人系統(tǒng)、AGV物流系統(tǒng)等相對低成本的解決方案。
另一方面,企業(yè)決策者應(yīng)該意識到,降低智能物流系統(tǒng)的投入成本并不代表一味選擇低成本的設(shè)備。第一,如前所述進行系統(tǒng)性規(guī)劃和精益改善后,實際上已經(jīng)大幅降低了之前應(yīng)該投入的成本,所以決策時應(yīng)全盤考慮,避免決策失誤導(dǎo)致系統(tǒng)性風(fēng)險,或者因為錯誤判斷投資收益而喪失機會。第二,應(yīng)充分尊重場景需求,不能一味追求“高科技”,也不能一味追求“低成本”,合理有效的物流技術(shù)才是最好,比如流量小的場景下,可以選擇AGV、CTU、RGV等離散搬運技術(shù),既能滿足能力需求,又能控制較低的投入,但如果是流量大的場景,就可能需要導(dǎo)入巷道式立庫系統(tǒng)、密集式立庫系統(tǒng)、輸送線云物流系統(tǒng)等相對投入較大的物流系統(tǒng)。第三,不能為了低成本一味壓低物流設(shè)施價格,當(dāng)確定了物流技術(shù)選型,企業(yè)為了追求更低成本,通常采用招標過度壓低價格,選擇交付能力、設(shè)備品質(zhì)、售后服務(wù)等相對較差的供應(yīng)商,或者過度拆分標的分包等方式,最終結(jié)果可能適得其反,該投入的資金已經(jīng)投入了,但并沒有達到理想效果,還可能為未來運營埋下運作不暢、多故障、高維護成本、利用率低、使用壽命縮短等巨大的風(fēng)險隱患。
工廠推進物流智能化改造,未必要一次性全部投入,可以按照“一次規(guī)劃,分步實施”的步驟,在保證規(guī)劃系統(tǒng)性的同時,有計劃、有步驟、可迭代的分步實施。
在橫向上,可以先試點后復(fù)制,最大程度地降低投資風(fēng)險。比如可以先試點一個產(chǎn)品線,成功運作并總結(jié)經(jīng)驗后,再復(fù)制推廣到其他產(chǎn)品線或其他車間;自動化立體庫、輸送線、RGV、AGV系統(tǒng)等也都是基于模組的結(jié)構(gòu),具有較強的可擴展性和迭代性,可以分批投入,也可以實現(xiàn)不同階段技術(shù)的兼容。
在縱向上,可以從一個環(huán)節(jié)、幾個環(huán)節(jié)依次或同步展開,比如可以先實施布局規(guī)劃,再實施自動化改造;先做好工廠內(nèi)部的改造,再推廣到供應(yīng)商的改造;先改善內(nèi)部物流,再改善入廠物流和成品物流。只要物流系統(tǒng)規(guī)劃的邏輯正確,可以充分結(jié)合企業(yè)自身實際情況和試點情況進行節(jié)奏上的調(diào)整,把風(fēng)險和一次性投入控制在較低的水平。
綜上所述,要想降低智能物流系統(tǒng)的投入成本,必須秉承智能工廠“有效運營”的本質(zhì),重新從產(chǎn)品、工藝、制造、布局、物流、運營、信息等多維度進行系統(tǒng)規(guī)劃,通過細胞化布局、打造連續(xù)流、降低節(jié)點庫存、選擇合理技術(shù)、分步驟實施等舉措,來控制成本和降低后續(xù)的運營成本,而不僅僅單純從設(shè)施設(shè)備本身的價格考慮節(jié)約投入成本。
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本文作者:王京平 李志強 | 上海天睿物流咨詢有限公司