最近10年來，我國智能製造興起如火如荼。眾所周知，物流是智能製造系統的重要組成部分，智能製造中的物流問題有許多共性問題，也有許多個性問題，本文就這些問題做一些探討。

（一）

智能製造物流系統中的一般問題

智能製造系統中，有一些共性問題。

生產線模式：從目前的發展看，過去的流水線和CELL生產線模式有重大改變，柔性生產線成為一個重要的選擇。尤其在汽車生產線上，柔性化的生產線幾乎占據了80%以上的比重。但在一些重型裝備生產線上，流水線還是首選。柔性化的生產線其最大優勢有兩點：其一是快速切換不同型號的產品的生產，這對定製化生產帶來極大的便利；其二是有利於優化生產工藝，尤其是不同產品生產工藝的調整。

原料庫、零部件庫、成品庫與線邊庫：智能生產系統的基本構成，無外乎是零部件生產和總裝兩部分，其中零部件生產車間可能有多個，對應的倉庫也會有多個。零部件生產的物流，主要是面對原材料和零件問題，一般來說，零部件生產產品和工藝都比較單一，生產的工期比較長。因此，對物流的需求也比較簡單，物流量相對較少。總裝車間要面對的主要是零部件配送，有自製件，也有外購件。由於零部件名目繁多，型式多樣，因此，其儲存和配送型式也多種多樣，這是物流比較困難的地方。儲存存在托盤和載具的標準化問題，儲存型式一般會綜合平置存儲和立體存儲，立體存儲要求托盤和載具的型式越少越好，這樣有利於載具共用和方便作業管理。平置存儲雖然要求會低一些，但標準化也是非常重要的工作。倉庫的設置要求與生產線緊密相連，這樣可以最大程度的減少配送距離，但實際情況也並不盡然，但這種就近的原則是不會改變的。線邊庫更是如此。所謂線邊庫，就是在工位旁邊設置一定的儲存空間，以便可以維持連續生產。線邊庫的設計，要根據不同工位對物料的需求來確定，因此其型式是多樣的，這是充分體現生產獨特性的地方。產品下線後，有時也會形成庫存，尤其是作為配套的生產系統，如汽車配套件廠，往往需要較大的成品庫存，以保證產品的即時供應。成品庫一般視產品情況，通常也採用平置庫，或者立體庫。

揀選和配送：智能生產系統對物料的需求，儘管多種多樣，但都與生產產品有關。即產品決定了物料的需求。無論是流水線還是CELL線，還是現在的柔性生產線，一旦確定下來，每個生產節點在一個時間段對物料的需求是基本固定不變的。物流既要保障配送的及時性以維持連續生產，也要根據現場條件，儘量減少配送次數。這樣才能達到預期的目的。在很多情況下，由於生產現場空間有限，配盤和立體存儲是必要的，配盤解決了高效配送問題，而立體存儲則充分利用了空間。一般來說，2~4小時配送一次是一個合理的尺度，但對於一些地方狹小，零部件尺寸又比較大的場合，更短的時間間隔也是可以接受的。

輸送系統：從倉庫（指原料庫或零部件庫）到生產工位線邊庫的輸送，也是一個重要的過程。輸送方案多種多樣，有最簡單的人工配送（叉車、地牛、牽引車等），有輸送機系統輸送（包括托盤輸送線、料箱輸送線、穿梭車等），有AGV地面配送，還有空中輸送等。如何選擇輸送方式，要根據實際物料和路線的情況確定。對於一個智能物流系統來說，採用AGV輸送越來越成為一種趨勢，但也不是唯一的選擇。更多的情況是多種輸送方式的組合。

（二）

智能製造物流系統中的特殊問題

籠統的談智能製造，其實對物流系統設計是沒有多少指導意義的。因為不同的產品所對應的工藝流程不同，材料形態不同，生產節拍不同，產品複雜度不同，產品和零部件對質量的要求不同，產品要求的環境不同，因而表現出極大的差異性。智能製造系統從根本上講，就是一個高度定製化的系統。比如汽車製造、飛機製造、高鐵列車製造，無論從工藝流程還是從產品形態上看，其差異就非常大。即使是面對同一類型的產品，其生產工藝流程也千差萬別，因此對應的物流方案也是如此。如吉利汽車生產與奔馳汽車的生產，在工藝流程方面差異就很大，不同時期的生產線設計也出現非常大的差異，這些都充分說明了差異性這一現象。

要說明智能製造系統中物流的特殊性，我們還是從庫存和揀選配送幾個方面來描述。

庫存：物料的分類儲存是智能製造系統中常用的方式，不要去刻意追求庫存方式的一致性和統一性。一般的中小件貨物，可以採用統一的托盤或料箱等單元器具進行存儲，但異形件和大件就未必適合於統一的單元器具，而是要量體裁衣的進行定製化設計。有些形狀怪異的物料，可能需要設計適合於它們的特殊工裝，這對於物流設計人員，顯然是很大的挑戰，不僅費時費力，而且不一定獲得理想的結果，這時，經驗和用戶的支持就顯得非常的重要。

線邊庫可以說是智能生產系統的一個特殊存儲系統。它的特殊在於：物料、場地、工藝往往表現出很大的差異性。即使是一條生產線的各個工位，也是如此。線邊庫的設計是智能製造物流系統設計的一個重點和難點，尤其是對生產工藝和設備不熟悉的設計者來說，要一次就設計出十分恰當的線邊庫，幾乎是不可能的。有些線邊庫即使在使用了很長時間後，仍然在不斷優化。線邊庫也可以視作人機協作的一個典範，存儲的合理性，裝卸的便利性，工作的舒適性，作業的效率等都是線邊庫設計的難點和重點。

揀選和配送：如果只是簡單的討論流程，可能並不是很困難的一件事。畢竟對於智能製造系統來說，所面對的物料供給也並沒有十分特別之處。但實際上令人感到困惑的是，不僅每一個工位的物料組合有其特殊性，而且對於一些笨重的零部件，就連如何搬運，以及以什麼樣的角度、方位完成搬運，需要藉助什麼樣的輔助工具，都需要精心設計。這顯然不是一件簡單的工作，要求具備豐富的現場操作經驗，並且對特殊問題有著敏銳的洞察力和即刻提出合適的解決方案的能力，更多的情形是，所提交的解決方案是沒有先例的。

環境：智能製造車間往往並不如我們想像的整潔有序，它們有時是很多的裝備擁擠在一起；有時要面臨人工作業和AGV作業的相互干涉和影響；有時作業環境布滿了油污，空中瀰漫著煙塵；有時必須面對嘈雜的環境，就連網絡也不是期望的穩定，以及各種出人意料的干擾。所有這些都為物流配送提出了挑戰，這對於習慣於整潔環境的工程師們來說，很難適應。

物流屬於從屬地位：工廠物流（當然包括智能製造系統）的另一特殊性在於：物流始終是處於從屬地位的，這與流通領域的差異很大。流通領域的一個物流系統，完全是以物流的需求為主的，甚至建築設計也要從屬於物流的需求，這在工廠設計中是不可想像的。雖然在設計生產系統的時候，人們也會關注物流問題，但基本上是以生產系統為主。這就要求，在兩個系統發生衝突的時候，往往需要物流一方做出妥協。由於現場生產系統布局並不能隨意調整，有時候，為了規劃一條合適的路線，需要絞盡腦汁，甚至需要協調多個部門才能解決。這樣不僅會大大增加設計的難度，而且會導致設計方案並不是十分的理想。

可預見性：智能製造物流系統也有其相對簡單的方面，如可預測就是其顯著特點。一方面，生產的產品的變化是非常緩慢的，這就決定了它的零件BOM和生產工藝相對是固定的，零部件也是相對固定的，這樣會大大降低設計的難度；另一方面，生產計劃是可預測的，至少會有一定的提前量，這是由生產的特殊性所決定的。有計劃的生產給我們準備物料留出了充分的時間，這樣就為優化作業提供了可能。

（三）

智能製造物流系統中的軟體問題

軟體對於物流系統來說至關重要，而且越來越重要。這是由於軟體的作用和帶來的收益所決定的。多數人認為：軟體比硬體更重要。

關於智能製造系統的軟體需求，除去一般的WMS/WCS要求外，還有以下幾點需要特別關注：

1 數據的透明化問題

數據的透明化包括幾個方面，其中最重要的是數據的「可視化」。包括訂單的執行情況（通常以看板的形式體現），設備狀態的即時呈現（多用於生產管理和系統維護），庫存查詢，貨位查詢，訂單查詢，歷史記錄查詢，數據溯源等。數據的透明化對於提高生產管理效率極其重要，尤其在減少中間層級的反饋時間方面，數據的透明化改變了過去依靠層層傳遞的決策模式，提供了各級管理者同時面對第一現場的可能，從而為快速決策提供了可能。此外，站在用戶端的角度考慮，數據透明化給用戶提供了了解訂單真實進展的可能，從而消除客戶等待的焦慮感，提升客戶的滿意度。

2 現場驅動問題

傳統的生產管理，無論是採用推式還是拉式送料方式，都存在一些問題。推式送料過於死板，並不考慮現場的情況，只是按照程序執行既定任務；拉式送料往往憑經驗做出決策，各個工位往往形成搶奪資源的現象，使生產過程不能連續進行。智能化的物流系統，要求最大限度的利用系統資源，要求做到現場驅動高效有序。簡單的說，現場情況要即時反饋到系統之中，並由系統而非個人做出決策和安排，使物料準時有序達到線邊庫。

3 軟體的定製化問題

智能製造中的物流系統，往往要面對特殊的工藝需求，這就要求軟體系統能提供相應的支持。舉例來說：配盤就是一個特殊需求，通用的WMS往往不能支持配盤的工作。有時，為了完成高效的配盤，系統設計往往要進行很複雜的定製化設計，而WMS系統則被要求進行相應的定製化設計。有時，我們知道，現場的消耗並非完全符合配盤的規則，有時配盤本身就存在錯誤，有時還會有零部件的質量問題，所有這些給配盤流程設計帶來困難和挑戰。又比如型號切換問題，這是許多智能製造系統都要面對的問題，一方面剩餘的物料要退回到中心倉庫，另一方面新的物料要及時補充到線邊庫，這個過程牽涉到很多棘手的問題，效率問題就是一個頭疼的問題，WMS的支持成為一個前提條件。在智能製造系統中，軟體往往扮演著特殊的重要性，這種重要性有時是獨一無二的。

最後談一個常常困擾用戶的問題，即如何選擇智能物流的軟體系統，事實上，評價一款軟體的好壞的指標，關鍵是基本功能、穩定性和可擴展性這三個方面。軟體的基本功能都是大同小異的，而穩定性就差異很大。穩定性不僅僅決定了軟體系統有幾個版本，開發了多長時間，以及擁有多少客戶等等，還有一個重要的因素是軟體的開發過程是否符合軟體工程學的規定和流程，測試方法是否科學合理，這是容易被忽視的。軟體的可擴展性取決於多個方面，而且每個人的看法也不完全相同，但從過往的經驗看，軟體一定要支持定製開發，才能面對智能製造系統的需要。如何選擇軟體，還有兩個方面值得關注：第一是團隊，團隊的因素往往決定了軟體的實施的成敗，但如何辨別一支團隊是否具有專業性和豐富的經驗，對用戶來說有時是很困難的；第二是售後服務，售後服務對軟體來說是生命攸關的大事，一方面是售後服務的內容和收費情況，內容要能夠滿足未來生產的需求，而價格應在合理範圍之內。早幾年，國外軟體廣受詬病的主要原因是其高昂的售後服務價格。另一方面，更為重要的是售後服務的能力和可持續性。如果沒有足夠的能力為客戶提供長期服務，對用戶來說將存在巨大的風險。

撰文背景

關於作者：尹軍琪

北京伍強智能科技有限公司董事長，教授級高級工程師，長期從事現代物流系統集成，物流系統軟體開發，物流系統設計工作；參與並主持多項物流示範工程項目系統集成；發表論文100餘篇，並獲得多項獎項。

關於伍強智能科技

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