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關(guān)于如何降低智能物流系統投入成本的探討

發(fā)布日期:2024-03-13瀏覽次數: 信息來(lái)源: 天睿咨詢(xún)-王京平、李志強

摘要在智能工廠(chǎng)的建設過(guò)程中,智能物流系統有著(zhù)舉足輕重的作用。本文主要對如何降低智能物流系統的投入成本或如何用相對低成本的技術(shù)實(shí)現智能物流場(chǎng)景進(jìn)行了探討,認為必須秉承智能工廠(chǎng)“有效運營(yíng)”的本質(zhì),重新從產(chǎn)品、工藝、制造、布局、物流、運營(yíng)、信息等多維度進(jìn)行系統規劃,通過(guò)細胞化布局、打造連續流、降低節點(diǎn)庫存、選擇合理技術(shù)、分步驟實(shí)施等舉措,來(lái)控制成本和降低后續的運營(yíng)成本,而不僅僅單純從設施設備本身的價(jià)格考慮節約投入成本。


關(guān)鍵詞:智能工廠(chǎng)、物流系統規劃、投入成本、改善優(yōu)化


前言

智能工廠(chǎng)是智能制造過(guò)程的主要載體,智能工廠(chǎng)必須以智能物流為基礎,智能工廠(chǎng)通過(guò)智能物流體系實(shí)現工廠(chǎng)內部的整合,以及與供應商端和客戶(hù)端之間的協(xié)同,從而實(shí)現訂單交付全過(guò)程的打通。智能生產(chǎn)作為交付過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節,是將智能生產(chǎn)設施嵌入到智能物流系統中,從而實(shí)現“制造工廠(chǎng)物流中心化”。因此,智能工廠(chǎng)的智能物流系統有著(zhù)舉足輕重的作用。


在新工廠(chǎng)規劃或老工廠(chǎng)優(yōu)化升級的過(guò)程中,企業(yè)一方面意識到,傳統的物流已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足自身發(fā)展需要,物流基礎差、效率低、斷點(diǎn)多、周轉慢、服務(wù)水平低、現場(chǎng)表現差等問(wèn)題長(cháng)期存在,并且已經(jīng)成為約束工廠(chǎng)發(fā)展的主要瓶頸,經(jīng)營(yíng)者迫切希望通過(guò)構建智能物流系統以形成工廠(chǎng)核心競爭力;另一方面,在方案規劃、探討和決策時(shí),由于企業(yè)缺少專(zhuān)業(yè)的規劃團隊和系統方法論,難以依靠自身力量形成系統性規劃方案并判斷其合理性,聽(tīng)到最多的聲音就是智能工廠(chǎng)的智能物流系統投資大、回收期長(cháng),企業(yè)往往無(wú)法下定決心進(jìn)行智能物流系統的相關(guān)投入。


因此,如何降低智能物流系統的投入成本,或者如何用相對低成本的技術(shù)實(shí)現智能物流場(chǎng)景,成為企業(yè)決策者非常關(guān)注的問(wèn)題,為此拋磚引玉,與大家共同探討。




樹(shù)立長(cháng)期主義的智能物流戰略觀(guān)


企業(yè)首先需要制定清晰的物流戰略,明確自身物流的發(fā)展定位、價(jià)值導向、戰略績(jì)效、物流發(fā)展路徑等。企業(yè)應從理解客戶(hù)需求開(kāi)始,評估內部物流能力相對于最佳實(shí)踐的差距,分析行業(yè)物流發(fā)展趨勢和競爭對手的應用趨勢,在此基礎上,進(jìn)一步明確自身需要建立的物流能力清單。


這些能力清單,可能包括與供應商協(xié)同能力、建立端到端物流計劃能力、供應商準時(shí)化到貨能力、內部物流數字化管理能力、針對缺料的快速響應能力、采購訂單和銷(xiāo)售訂單的實(shí)時(shí)跟蹤和可視化能力、物料自動(dòng)配送到工位的準時(shí)化配送能力、端到端物流過(guò)程差異預警和管控能力、全部物流流程“在線(xiàn)”運作的能力、精確的全通路庫存管控能力、智能成品物流調度能力、人機物互聯(lián)的能力、物料包裝規劃與應用的能力、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(diǎn),合理定義能力清單的優(yōu)先級,形成3~5年甚至更長(cháng)周期的物流發(fā)展路徑。


由此回答的一個(gè)問(wèn)題是,貴公司是否需要發(fā)展智能制造、打造智能工廠(chǎng)、建設智能物流系統?如果公司所處的產(chǎn)業(yè)方興未艾,需要通過(guò)積極拓展的策略開(kāi)疆擴土,且公司具備相應的條件和實(shí)力,智能工廠(chǎng)和智能物流系統能夠極大提升核心競爭力,那答案就是肯定的,企業(yè)就應該樹(shù)立長(cháng)期主義的智能物流戰略觀(guān),明確打造智能物流系統的總體目標,再尋求更為經(jīng)濟、合理的實(shí)現路徑;如果公司規模尚小,或者尚處在考慮生存、收縮和穩定的階段,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(méi)有那么強烈。






改變傳統布局觀(guān)念,合理規劃以降低投入成本


目前在離散型制造業(yè)園區布局規劃時(shí),為了便于分區進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化管理,提高資源利用率,一般習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(chǎng)房或區域內,一些部件的組裝也集中采用孤島式布置方式,導致在園區內出現大量跨廠(chǎng)或跨區域搬運、大量中間庫存堆積的壯觀(guān)場(chǎng)面。如果前期忽視了物流規劃,就會(huì )帶來(lái)跨廠(chǎng)搬運過(guò)程的人身安全、物料的品質(zhì)隱患、轉運車(chē)輛及大量跨廠(chǎng)區配送的容器具投資等問(wèn)題,并且在智能工廠(chǎng)物流系統建設時(shí),也需要投入大量的存儲、搬運設施和復雜的信息系統,以滿(mǎn)足智能化物流運作的需要。


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基于以上問(wèn)題點(diǎn),在進(jìn)行布局規劃時(shí),改變傳統的功能式布局觀(guān)念,按照產(chǎn)線(xiàn)、產(chǎn)品、區域劃分選擇細胞式布局(如圖1),即根據客戶(hù)需求的組裝線(xiàn)節拍,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)和物流區域,使其成為一個(gè)制造細胞體系,平衡各類(lèi)設施間的節拍,并且從運營(yíng)、管理上按照細胞單元實(shí)現端到端的拉通,從而消除、降低跨廠(chǎng)房或區域的物流搬運、存儲、配送、包裝、容器具以及日常運作管理等方面的成本,在此基礎上再考慮智能物流系統,其總體投入自然會(huì )大幅下降。



通過(guò)精益物流改善,消除斷點(diǎn)以降低投入成本


物流規劃的重點(diǎn)在于創(chuàng )建連續流,創(chuàng )造快速流動(dòng)的基礎條件。以物流為主線(xiàn),從端到端的角度看待價(jià)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(gè)復雜系統中,整體均衡比局部高效更重要,全局協(xié)同比節點(diǎn)執行更重要(如圖2)。


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在工廠(chǎng)物流系統改造升級或新建工廠(chǎng)的過(guò)程中,人們很容易認為智能物流就是采用先進(jìn)的物流設施和軟件把全過(guò)程連接起來(lái)。由于很多工廠(chǎng)缺少精益物流的理念和行動(dòng),工廠(chǎng)運作存在諸多實(shí)物和邏輯上的斷點(diǎn),這時(shí)建設智能物流就需要投入大量的硬件設施和復雜的軟件系統,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(chǎng)”僅僅是“新瓶裝舊酒”,把原來(lái)并不合理的布局、邏輯、流程和參數固定在軟硬件系統中,并不能實(shí)現“智能物流”的全面升級,相反還會(huì )因為場(chǎng)景、能力不匹配,導致更多的問(wèn)題產(chǎn)生。


因此,在進(jìn)行軟硬件投入之前,先要基于未來(lái)的智能物流場(chǎng)景進(jìn)行精益物流規劃和物流運營(yíng)管理優(yōu)化,致力于物料及產(chǎn)品在價(jià)值鏈上的快速周轉,盡可能減少物料及產(chǎn)品在倉庫、暫存區、工序間、車(chē)輛上等各個(gè)節點(diǎn)上的等待時(shí)間?;凇爸圃旃S(chǎng)物流中心化”的原則,通過(guò)精益物流和精益生產(chǎn)的有效配合,結合自動(dòng)化、數字化、智能化的物流裝備應用,在工廠(chǎng)內部盡量消除物理上和信息上的斷點(diǎn),打造連續流。如此,既能極大提升工廠(chǎng)的運營(yíng)效率,又能夠大幅降低投入成本。


廠(chǎng)內精益物流改善,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(gè)場(chǎng)景和每種物料,能否創(chuàng )造條件實(shí)現工位點(diǎn)到點(diǎn) “硬連接”原則;其次,如果不能硬連,我們是否可以實(shí)現“不落地”原則;再次,如果不能實(shí)現“硬連接”和“不落地”,那么考慮是否可以實(shí)現“就近”原則。


基于以上三個(gè)原則進(jìn)行廠(chǎng)內精益物流改善后,再針對不同的物料及場(chǎng)景情況,梳理時(shí)間、空間、物料特性及廠(chǎng)內使用場(chǎng)景等邏輯關(guān)系,選擇合適的物流方式和動(dòng)線(xiàn)。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(xiàn)的方式,需要經(jīng)過(guò)頻繁地拆零、點(diǎn)數、揀選、回庫等作業(yè),這樣會(huì )導致整體物流當量成數量級放大,從而也使實(shí)現該場(chǎng)景功能的設施投資變得極大。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(shí)現物流數字化管理。


選擇與需求相匹配的物流技術(shù),合理有效的才是最好的


當以上條件都得到妥善考慮和體現后,基于實(shí)現物流智能化的中遠期目標,需要結合物料特征、流量、環(huán)境等具體分析,選擇合適的物流技術(shù)和設施,比如可能采用機械化、半自動(dòng)化、自動(dòng)化、智能化等不同層級的物流自動(dòng)化設施,在連續輸送或者離散輸送、獨立存儲或者密集存儲、托盤(pán)存儲或者料箱存儲、自動(dòng)揀選或者半自動(dòng)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(chǎng)景使用低成本的物流技術(shù),比如在前后工序計劃聯(lián)動(dòng)的情況下,工序間的節拍基本一致,采用硬連接進(jìn)行輸送,可選擇無(wú)動(dòng)力的流利條、輥筒輸送、精益管、非標自動(dòng)化機構等方式進(jìn)行連接、緩存,這種方式也無(wú)需復雜的信息化系統開(kāi)發(fā)。前后工序無(wú)法硬連接、需要緩存量或者建立倉庫時(shí),根據存量、流量參數,可以選擇懸掛鏈、電子揀選貨架、輸送線(xiàn)緩存系統、CTU箱式倉儲機器人系統、AGV物流系統等相對低成本的解決方案。


另一方面,企業(yè)決策者應該意識到,降低智能物流系統的投入成本并不代表一味選擇低成本的設備。第一,如前所述進(jìn)行系統性規劃和精益改善后,實(shí)際上已經(jīng)大幅降低了之前應該投入的成本,所以決策時(shí)應全盤(pán)考慮,避免決策失誤導致系統性風(fēng)險,或者因為錯誤判斷投資收益而喪失機會(huì )。第二,應充分尊重場(chǎng)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(chǎng)景下,可以選擇AGV、CTU、RGV等離散搬運技術(shù),既能滿(mǎn)足能力需求,又能控制較低的投入,但如果是流量大的場(chǎng)景,就可能需要導入巷道式立庫系統、密集式立庫系統、輸送線(xiàn)云物流系統等相對投入較大的物流系統。第三,不能為了低成本一味壓低物流設施價(jià)格,當確定了物流技術(shù)選型,企業(yè)為了追求更低成本,通常采用招標過(guò)度壓低價(jià)格,選擇交付能力、設備品質(zhì)、售后服務(wù)等相對較差的供應商,或者過(guò)度拆分標的分包等方式,最終結果可能適得其反,該投入的資金已經(jīng)投入了,但并沒(méi)有達到理想效果,還可能為未來(lái)運營(yíng)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。


一次規劃,分步實(shí)施,降低一次性投資壓力


工廠(chǎng)推進(jìn)物流智能化改造,未必要一次性全部投入,可以按照“一次規劃,分步實(shí)施”的步驟,在保證規劃系統性的同時(shí),有計劃、有步驟、可迭代的分步實(shí)施。


在橫向上,可以先試點(diǎn)后復制,最大程度地降低投資風(fēng)險。比如可以先試點(diǎn)一個(gè)產(chǎn)品線(xiàn),成功運作并總結經(jīng)驗后,再復制推廣到其他產(chǎn)品線(xiàn)或其他車(chē)間;自動(dòng)化立體庫、輸送線(xiàn)、RGV、AGV系統等也都是基于模組的結構,具有較強的可擴展性和迭代性,可以分批投入,也可以實(shí)現不同階段技術(shù)的兼容。


在縱向上,可以從一個(gè)環(huán)節、幾個(gè)環(huán)節依次或同步展開(kāi),比如可以先實(shí)施布局規劃,再實(shí)施自動(dòng)化改造;先做好工廠(chǎng)內部的改造,再推廣到供應商的改造;先改善內部物流,再改善入廠(chǎng)物流和成品物流。只要物流系統規劃的邏輯正確,可以充分結合企業(yè)自身實(shí)際情況和試點(diǎn)情況進(jìn)行節奏上的調整,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的投入成本,必須秉承智能工廠(chǎng)“有效運營(yíng)”的本質(zhì),重新從產(chǎn)品、工藝、制造、布局、物流、運營(yíng)、信息等多維度進(jìn)行系統規劃,通過(guò)細胞化布局、打造連續流、降低節點(diǎn)庫存、選擇合理技術(shù)、分步驟實(shí)施等舉措,來(lái)控制成本和降低后續的運營(yíng)成本,而不僅僅單純從設施設備本身的價(jià)格考慮節約投入成本。

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本文作者:王京平 李志強 | 上海天睿物流咨詢(xún)有限公司

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