物流技术如何赋能智能制造.pdf

14/2023 年第 17 期SPECIAL REPORT专题报道随着智能制造的全面升级，物流技术在制造型企业的应用日益广泛和深入，物流技术越来越多的赋能企业经营，成为物料精准、精确流动的使能技术。对于物流技术如何切实有效的赋能智能制造，可以从以下方面入手。物流技术如何赋能智能制造供稿/上海天睿物流咨询有限公司 邱伏生 编辑/马晨需要提高物流与智能制造的关系认知，重新定义智能制造物流物流技术在智能制造企业的应用需要从功能性走向系统性入手相对于社会物流、商业物流和航运物流，制造物流有其特殊性，因为制造物流涉及到制造企业的产品经营，以及针对采购、生产、交付等产销协同系统。从微观的角度而言，涉及到每个产品的 BOM 结构、物料的精益、有序的流动节奏，以及物料上线前的齐套与暂存、最终配送到工位加工或装配，从而实现智能制造。其中最重要的特点和难点就是工位物流（如图 1 所示），一座智能工厂中，工位物流的好坏是衡量其生产节拍与物料流动节奏是否有效把控、物流技术与制造设施是否有效联通、人机协同是否无障碍、信息与物理之间是否匹配、库存控制是否合理的标准。可以说，智能工厂从规划到投入运营，都需要实现“规划一体化、建设一体化和运营一体化”，不能将物流与制造割裂开来看待。在当今的物流技术市场中，绝大多数都是功能性的产品，这难以独立进入一个智能工厂物流体系的建设中，即使进智能制造物流及其技术是智能制造的保障系统，是订单交付的支撑系统和企业流动资产经营的使能系统。离开物流及其相关技术的支撑，智入也容易流于价格竞争，从而形成“内卷”。特定的某项物流技术需要能够实行和实现智能制造系统赋予它的功能，并且与工业大数据平台互联互通，而不是单纯的解决存储能力、搬运能力，或者配送能力。实际上，即使是将最优的各项能制造无法实现其低成本、高效率、柔性化的交付能力，从而最终停留在实验室阶段。物流技术集成在一起，也未必能成为最佳的智能制造物流系统，因为需要看他是否实现了智能工厂的综合效率、运营成本和针对订单的有效交付。也就是说，当我们使用该项技术的时候要问：到底解决了什么问题？是功能性的问题还是系统图 1 典型的工位物流152023 年第 17 期/SPECIAL REPORT专精特新专题报道协同产品制造工艺突破，提高物流技术与智能制造设施的集成能力在流程型企业，上下道工序通常会因为各种原因形成断点，通过应用物流技术可以有效拉通多设施、多品种、多工位、多订单的价值链，提高数字化、智能化水平，从而在降低库存的同时提高生产效率，体现经营效益。比如电子产品企业从 SMT 到 AI、DIP 的过程，可以通过多点提升（机构）、（连续）输送、分拣（分拨）、搬运（AGV或 CTU）技术实现不同工位、产线之间的（料箱）物料互联互通，减少“防呆”成本；家电企业注塑件、钣金件到总装之间可以通过硬连接或者智能存储技术、输送技术实现大件（托盘或料架）物料的综合配送与协同，减少地面物流流量和搬运难度；工程机械企业的钢板下料到精加工、装配，可以通过重型 AGV 提高其工位间的对接与联通能力，提高柔性能力和作业安全性；汽车企业车门、座椅等的预装到总装可以通过连续输送、积放链技术实现混流生产和柔性配送，降低搬运成本，提高精益能力。如图 3-图 6 所示。图 2 某汽车企业座椅配送差速线与产线同步直送工位图 3 某企业重型 AGV 协同工序间物料图 5 某企业通过硬链接降低库存图4 某电子企业料箱立库智能拣选配送工位图 6 某企业通过智能积放链系统协同制造性的问题？这就需要物流技术提供方和应用方，能够从制造制造的系统性思维入手，有效解决客户问题，而不是通过低价竞争“挤进来”。如图 2 所示为汽车座椅从全自动立体库中出来后，通过配送差速线与整车总装产线同步，并按照 JIT 需求，个性化的送到工位。此前是通过人工牵引车、叉车、AGV 来配送的，并未解决生产系统的精益配送、防呆纠错和安定生产问题。需要摆脱“路径依赖”，以终为始的协同设计物流技术应用场景制造物流有一个迭代升级的过程，通常的路径都是初始状态物流、精益物流、数字化物流、智能化物流，这期间人们往往通过“线性”的思维来看待物流技术升级，而不是从智能工厂的发展愿景来定义、定位物流技术的，从而倒逼、个性化开发、设计和升级。比如车间物料的搬运，经历了人工搬运、液压托盘车或者16/2023 年第 17 期中国机械工程学会物流工程分会 副理事长 上海天睿物流咨询有限公司 总经理邱伏生需要提高物流包装技术，实现智能流动单元（Smart flow unit）智能单元包装技术是解决物流技术与智能制造的基础要素和关键纽带。通过智能流动单元包装技术支撑和实现物料的存、储、运、包、检、测、用全生命周期的基础参数设计，流动过程中的物流信息通过式采集，产线、机器人、工位器具、物流容器等生产-物流要素协同配合，物料的抓取、转向以及装配过程的全程无断点等。如图 9、图 10 所示。图 9 智能流动单元信息协同 图 10 智能流动单元与制造资源协同通过物料的声音（VOM Voice Of Material）协同物流资源和制造资源VOM 代表了订单和交付系统、计划和执行系统、物料和车间物流系统，通过 VOM 可以考察到智能工厂的供应链价值链服务能力、生产计划与物理执行的运营体系以及物料和产品的流动轨迹，从而可以实现“来源可追溯、去向可查证”的全生命周期的可视化需求。从VOM 入手，来设计物流信息管理平台，并以此来联通物流集成设施和智能制造设施，构建“VOM 控制系统平台”，结合工业互联网、5G技术、数字孪生技术、人工智能等，调度、监控各项物流资源和制造资源，从而提高物料-物流-制造之间的协同能力和智能化水平，降低物流风险。随着智能工厂作业场景的不断柔性化发展和物流技术提供方的不断创新，物流技术对于智能制造的赋能与融合将更上一层楼。SPECIAL REPORT专题报道叉车搬运、通牵引车（一拖六）搬运，后来为了降低人工成本，将牵引车改为自动导航的 AGV 牵引，发现AGV 无法管理组车和工位配送，最后变为背负式 AGV 搬运。这个过程是一步一步过来，但是由一拖六的牵引车模式改为背负式牵引车模式，使得车间物流的车次和物流流量提升了六倍，现场到处是台车和 AGV，此时 AGV 技术就成了鸡肋。从智能工厂的制造需求而言，通过对物料的流转规律（PFEP）分析，物流量大的可以通过连续输送方式实现分拣和配送，同时减少地面物流；物流量小的或者大件物料，可以采用连续输送结合 AGV 接驳方式。通过物流动线的方式来实现物流技术协同，而不是单纯为了实现某项技术。如图 7、图 8 所示。图7 某企业通过物流流线方式实现工位配送图 8 某企业通过 CTU 协同工位物流