近年來(lái)，在日益復(fù)雜的價(jià)值鏈運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景中，智能物流規(guī)劃已成為構(gòu)建智能工廠不可或缺的一環(huán)，并占據(jù)了核心地位。與過(guò)往傳統(tǒng)的工廠規(guī)劃邏輯相異，智能工廠規(guī)劃的視角更加前瞻，它立足于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大規(guī)模個(gè)性化定制的趨勢(shì)，堅(jiān)持“客戶至上”的原則，推廣“大物流支撐，小規(guī)模靈活生產(chǎn)”的新模式，旨在促進(jìn)從客戶需求發(fā)掘、原材料采購(gòu)、供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)制造到客戶服務(wù)等價(jià)值鏈每一個(gè)環(huán)節(jié)的無(wú)縫銜接與精益化流動(dòng)。接下來(lái)，本文將從基本原則與實(shí)施策略兩大維度，深入剖析智能工廠物流規(guī)劃的內(nèi)涵與實(shí)踐路徑。

一、智能工廠物流規(guī)劃的原則

智能工廠的物流規(guī)劃是傳統(tǒng)物料搬運(yùn)設(shè)計(jì)的升級(jí)迭代，結(jié)合信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化等技術(shù)的普及應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)物流的智能化，主要規(guī)劃原則有：

◆ 物流強(qiáng)度最低原則：綜合平衡各功能區(qū)物料/半成品的需求，計(jì)算配送距離和配送頻次，使工廠整體物流強(qiáng)度降到最低。

◆ 物流成本最低原則：物流設(shè)備設(shè)施的負(fù)載以及物流速度的選擇以匹配合理為主，兼顧柔性化和投資效益回報(bào)率。

◆ 空間利用率最高原則：充分利用工廠立體空間，布局生產(chǎn)線和物流設(shè)施，提高單位面積產(chǎn)出效益。

◆ 柔性適應(yīng)生產(chǎn)模式變化：物流系統(tǒng)要適應(yīng)工廠不斷變化的市場(chǎng)客戶需求，包括產(chǎn)品、工藝、產(chǎn)能的變化，以及未來(lái)智能化的更高需求。

◆ 統(tǒng)一的物流工裝容器：簡(jiǎn)化物流工裝容器的規(guī)格系列，工廠盡可能采用統(tǒng)一的物流工裝容器，減少特殊專用物流工裝。

◆ 物流信息即時(shí)可視化：工廠可視化看板中，物料/半成品的物流信息應(yīng)當(dāng)即時(shí)顯現(xiàn)，以監(jiān)控物流現(xiàn)狀和異常，更好地服務(wù)于生產(chǎn)。

二、智能工廠物流規(guī)劃的方法

智能工廠物流規(guī)劃的方法很多，影響因素也很多，比如企業(yè)產(chǎn)品工藝特征、生產(chǎn)模式、以及工廠規(guī)模定位等都是影響因素。主要的物流規(guī)劃方法有：

1、工廠整體物流布局的規(guī)劃方法

離散型制造企業(yè)整體物流布局以產(chǎn)品BOM和裝配關(guān)系為核心，而流程型制造企業(yè)物流布局則是要建立在產(chǎn)品材料配方及材料物理化學(xué)變化過(guò)程基礎(chǔ)上。二者核心基礎(chǔ)差異較大，但是在整體物流布局方面仍然有相同的規(guī)律可循。

目前國(guó)內(nèi)工廠布局常用的設(shè)計(jì)方法主要是系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)SLP法，并結(jié)合精益思想進(jìn)行拓展及延伸。比如設(shè)施作業(yè)單元相互位置模型、作業(yè)單元布置算法、以及并行混合遺傳算法(PHGA)的應(yīng)用等。

2、生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)方法

新工廠設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)生產(chǎn)線現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研診斷，找出當(dāng)前存在的問(wèn)題和不足，結(jié)合智能裝備、智能物流的應(yīng)用，重新規(guī)劃設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)線，以實(shí)現(xiàn)效率、效益、質(zhì)量大幅提升。

1）裝配型流水線的改善與設(shè)計(jì)采用“十步漏斗法”，從PQ分析、工藝分析、平衡分析到改善項(xiàng)目挖掘及實(shí)施，逐步深入改善流程、工序、工步、動(dòng)作和動(dòng)素，改善效果顯著，設(shè)計(jì)效率高。

2）離散加工型單元線采用“之字法”進(jìn)行設(shè)計(jì)，與“十步漏斗法”不同的是，需要進(jìn)行深入的PR分析、設(shè)備選型分析以及設(shè)備負(fù)載分析，然后通過(guò)物流強(qiáng)度的測(cè)算給出單元線布局方案。

兩種方法既可以用于新生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，也可以用于舊生產(chǎn)線的改善與升級(jí)。

3、生產(chǎn)線物料配送方式的選擇

智能工廠物流規(guī)劃的核心是生產(chǎn)線物料配送方式的選擇，這決定了物料取用的方式、物料輸送的方式，進(jìn)而影響物料存儲(chǔ)的方式及物料分揀配送設(shè)施的選擇。

對(duì)生產(chǎn)線上的工序而言，物料暫存的合理空間是有限的，作業(yè)員的取用空間也是有限的，那物料的數(shù)量和配送頻率就需要進(jìn)行測(cè)算，物料的容器和運(yùn)輸工具就需要進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)。

常見的工序物料配送模式有：

1) 單料配送：一個(gè)工序所需的幾種物料，都單獨(dú)配送到工序現(xiàn)場(chǎng)，不需要揀配，但物流配送頻率高，現(xiàn)場(chǎng)占地面積大。

2) 多料集中周轉(zhuǎn)式配送：一個(gè)工序所需要的幾種物料，按配比集中成套配送到工序現(xiàn)場(chǎng)，需要揀配，配送頻率降低，現(xiàn)場(chǎng)占地面積小，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)給。

3) 多料集中補(bǔ)貨式配送：多料集中配送時(shí)，需求量大的物料需要單獨(dú)增加配送頻次進(jìn)行補(bǔ)貨，不易實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)補(bǔ)給。

4) 單套隨行配送SPS：物料與生產(chǎn)線隨行，節(jié)拍一致，揀配工作量大，但配送點(diǎn)和配送頻次大大降低，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提升亦有很大幫助。

4、智能物流技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的物流設(shè)備設(shè)施，如常見的行車、叉車、滾筒/皮帶線、貨架等，多數(shù)不能與信息化系統(tǒng)互聯(lián)，已經(jīng)完全不能適應(yīng)智能化要求，因而現(xiàn)代智能物流設(shè)備設(shè)施的合理選用與設(shè)計(jì)也是智能工廠規(guī)劃的重要內(nèi)容。

常見的智能化物流技術(shù)有：

1) 智能立體倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)：堆垛技術(shù)、控制技術(shù)、自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)、GIS技術(shù)等組成的綜合技術(shù)。目前經(jīng)常選用的有巷道式立體倉(cāng)、垂直升降式立體倉(cāng)和水平回轉(zhuǎn)式立體倉(cāng)，前者適合大物料、棧板托盤物料，后兩者適合小物料，或者有環(huán)境特殊要求(溫濕度、耐腐蝕等)的物料存儲(chǔ)，且一般配有自動(dòng)/半自動(dòng)揀配功能。

立體倉(cāng)一般有獨(dú)立的WMS和WMC控制系統(tǒng)，可以與MES或ERP交互互聯(lián)。

2) 智能輸送技術(shù)：智能輸送設(shè)備由行走機(jī)構(gòu)、傳感系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成。常見的有機(jī)器人、AGV/RGV、積放鏈、摩擦鏈等，目前這類設(shè)備技術(shù)日臻成熟，應(yīng)用實(shí)踐廣泛，可靠性大幅提升。

3) 智能揀選技術(shù)：常見的智能揀選技術(shù)包括摘果式揀選、播種式揀選、語(yǔ)音揀選、燈光揀選和AR/智能眼鏡揀選等，智能揀選設(shè)備有智能揀貨小車、帶式自動(dòng)分揀機(jī)、斜導(dǎo)輪自動(dòng)分揀機(jī)、滑塊式自動(dòng)分揀機(jī)等。

4) 智能識(shí)別技術(shù)：以計(jì)算機(jī)、光、機(jī)、電、通信、人工智能等技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的一種高度自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集技術(shù)。二維碼、無(wú)線掃描儀、PAD終端、RFID電子標(biāo)簽等應(yīng)用比較廣泛。

5) 智能物流集成技術(shù)：將智能識(shí)別技術(shù)、智能輸送技術(shù)、智能倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)等有機(jī)整合，通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)集成系統(tǒng)軟件與硬件設(shè)備。

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