【中文詞條】生產(chǎn)物流

【英文詞條】Production Logistics

【詞條正解——工業(yè)百條】

生產(chǎn)物流搭建從“原材料”到“在制品”再到“成品”的物料主線，將產(chǎn)線或生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)逐一綁定在對應的物料上，形成以實物流為基礎(chǔ)的實時、完整、準確的大數(shù)據(jù)平臺，通過大數(shù)據(jù)平臺與智能化設(shè)備的互聯(lián)互通，最終實現(xiàn)一個全生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集、決策、執(zhí)行、糾偏的無人化封閉系統(tǒng)。

無論何時，無論何地，物料流動始終是企業(yè)制造活動的重要內(nèi)容。無論何料，無論何機，物料始終要準確地流向機器并由機器以正確的方式進行妥當?shù)募庸?。無論何人（或企業(yè)），都希望對物料和成品的流動狀態(tài)做到心中有數(shù)，數(shù)物相符，精確可控。

生產(chǎn)物流的定位

從技術(shù)實現(xiàn)的角度，一個標準的數(shù)字車間由三大板塊構(gòu)成：① 中央大數(shù)據(jù)平臺；②物資物流智能化系統(tǒng)；③ 產(chǎn)線智能化系統(tǒng)。其中物資物流智能化板塊打破了原有物資物流服務(wù)于產(chǎn)線的模式，承擔起生產(chǎn)過程中中樞神經(jīng)的作用，牽引整個生產(chǎn)。物資物流智能化搭建了從“原材料”到“在制品”再到“成品”的物料主線，將產(chǎn)線或生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)逐一綁定在對應的物料上，形成以實物流為基礎(chǔ)的實時、完整、準確的大數(shù)據(jù)平臺，通過大數(shù)據(jù)平臺與智能化設(shè)備的互聯(lián)互通，最終實現(xiàn)一個全生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)采集、決策、執(zhí)行、糾偏的無人化封閉系統(tǒng)。所以，物資物流智能化系統(tǒng)的建設(shè)尤為重要。

凡是有人工參與的工作就會出現(xiàn)錯漏、拖延等問題。但是如果能以數(shù)據(jù)閉環(huán)為基礎(chǔ)，利用信息及自動化等技術(shù)，實時智能感知與獲取環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、人的行為數(shù)據(jù)，形成實時、準確、完整的數(shù)據(jù)流，并進行實時分析，做出正確決策，就可以采取正確的應對行為。

實現(xiàn)實物流與數(shù)據(jù)流的閉環(huán)雙向驅(qū)動的先進物流系統(tǒng)必須依賴于一套完整的智能設(shè)備和軟件系統(tǒng)才能實現(xiàn)。

下圖是以智能存儲及物流為主線的一個數(shù)字車間模型。

圖1 數(shù)字車間的生產(chǎn)物流

智能存儲及物流的建設(shè)方案

智能存儲及物流建設(shè)的實質(zhì)是建立實物流與信息流的橋梁，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的信息流與實物流的同步閉環(huán)。具體如下：

☆ 首先建立實物與信息的一一對應關(guān)系（例如對實物建立唯一碼，唯一碼包含實物的全部信息）；

☆ 其次通過研發(fā)的專用存儲設(shè)備將實物通過唯一碼一對一地管理起來；

☆ 再次將所有實物的信息匯總在一個軟件平臺上（設(shè)備族的調(diào)度平臺和客戶產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理平臺）；

☆ 而后通過軟件平臺的調(diào)度（依據(jù)生產(chǎn)工藝信息）實現(xiàn)實物一對一定向流動（包括實物在設(shè)備內(nèi)的流動和設(shè)備外的流動）；

☆ 最后將實物定向流動的結(jié)果反饋給軟件平臺，軟件信息平臺進行糾偏或執(zhí)行下一個命令，以此循環(huán)。

通過上位系統(tǒng)的信息集成，將原來基于人工操作的軟件平臺轉(zhuǎn)變成基于智能化設(shè)備互聯(lián)互通的執(zhí)行平臺，對設(shè)備數(shù)據(jù)進行采集、分析、執(zhí)行、糾偏等完整動作。通過智能化設(shè)備的互聯(lián)互通實現(xiàn)設(shè)備自身的PDCA循環(huán)，實現(xiàn)無人化的實物流建立閉環(huán)的數(shù)據(jù)流，再通過數(shù)據(jù)流推動或拉動實物流，實現(xiàn)實物流的閉環(huán)。數(shù)據(jù)流和實物流雙向驅(qū)動，構(gòu)造完整的數(shù)字車間。

在廠內(nèi)的實物流環(huán)節(jié)中（包含從原材料到成品的全周期環(huán)節(jié)），根據(jù)實物流通的要素（生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)工藝、存儲要素等）實現(xiàn)智能化。

存儲、配料：對原材料、在制品、成品進行一對一最小單元碼管理。系統(tǒng)會根據(jù)特性或倉儲環(huán)境要求，自動將物料運送到指定的智能倉，完成一對一掃碼入庫。接到工單指令后，調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度智能存取數(shù)據(jù)終端自動分揀齊套出庫或根據(jù)分時區(qū)物料需求出庫。

物料配送：通過無人運輸系統(tǒng)實現(xiàn)定向物流，嚴格按照生產(chǎn)要素（上線時間、站點、物料編碼、數(shù)量等）將物料搬運到指定的工位站點，其中裝卸物料動作也由物流終端設(shè)備自動完成。

生產(chǎn)周轉(zhuǎn)：無人運輸系統(tǒng)可根據(jù)工序間的完工及需求情況，執(zhí)行在制品的工序間智能流轉(zhuǎn)，即上一個工序完成加工后，先進物流終端會將完工的工件運送到下一個工序站點，保證工作車間能夠連續(xù)地不間斷的運行，或?qū)⒃谥破贩祷貢捍鎺爝M行暫存，根據(jù)生產(chǎn)要素（上線時間、站點、在制品編碼、數(shù)量等）自動配送到需求站點，實現(xiàn)在制品智能流轉(zhuǎn)管理。

可視化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r跟蹤存、配、送全流程物流狀態(tài)，系統(tǒng)中每一臺設(shè)備的運行狀態(tài)，系統(tǒng)能夠根據(jù)起始點和目的地智能規(guī)劃路徑，選擇合適的運輸設(shè)備等。

智能存儲設(shè)備的選型依據(jù)

傳統(tǒng)的獨立自動化設(shè)備，結(jié)合獨立的軟件平臺或軟件模塊（例如MES），仍然無法實現(xiàn)先進的生產(chǎn)物流。這主要原因如下：

☆ 大數(shù)據(jù)平臺缺失：認為物料倉儲和物流可以分家或出于省人的目的解決局部物料管理問題，沒有通盤布局。會造成無法實現(xiàn)按工單實時對物料的存料、配料、送料、過程料管理直至成品的數(shù)據(jù)流拉通，關(guān)鍵環(huán)節(jié)必須人工干預，無法形成“實時、完整、準確”的大數(shù)據(jù)平臺，也無法形成全數(shù)據(jù)鏈追溯，所以只能是自動化工廠的生產(chǎn)方式。

☆ 硬件設(shè)備柔性缺失：認為物料存儲設(shè)備只要實現(xiàn)碼管理就可以，沒有考慮為滿足個性化制造而需求的物料管理設(shè)備的柔性，設(shè)備應根據(jù)物料及管理屬性不同可通過軟件任意調(diào)整。例如：設(shè)備存儲位要隨物料變化可任意調(diào)整、存取方式、效率可任意調(diào)整、物料管理方式可任意調(diào)整（例如先進先出原則、環(huán)境、管理屬性、碼規(guī)則、信息接口、數(shù)據(jù)流等）。自動化設(shè)備一般沒有柔性。

實際上，智能化存儲設(shè)備要支撐數(shù)字車間的物料管理，需要實現(xiàn)五個方面：一是不同的存儲設(shè)備搭載不同的客戶端軟件平臺，不同的物料管理屬性搭載不同的客戶端軟件平臺；二是硬件須滿足軟件平臺的柔性要求，設(shè)備須適應任意物料的任意管理要求；三是物料做到最小單元一對一碼管理，按軟件要求實現(xiàn)定向流動。最小單元根據(jù)物料屬性和用途不同可任意定義，可以是一箱、可以是一包、可以是一個組合，也可以是最小的一個；四是智能化存儲設(shè)備，最小單元需要具備一對一的代碼管理和精度保障。這是是柔性管理的基本條件。最后則需要分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，來實現(xiàn)搭載在設(shè)備上的客戶端與中樞信息平臺的二次數(shù)據(jù)交換，構(gòu)建數(shù)字車間的大數(shù)據(jù)平臺。

基礎(chǔ)組成

一個先進的生產(chǎn)物流大概可以由以下幾方面內(nèi)容組成：

☆ 一對一存取終端。產(chǎn)品為軟硬件一體化設(shè)計，自帶客戶端軟件系統(tǒng)（可單機運行或多設(shè)備系統(tǒng)集成運行），屬智能存儲終端。滿足物料的存儲要素需求（如溫濕度控制、防靜電要求等），可實現(xiàn)對小型標準物料（如SMT盤料、小型標準件等）在機械手或其他存取機構(gòu)的協(xié)同下完成一對一錄入物料信息后自動完成入庫，同時可實現(xiàn)在出庫信息的驅(qū)動下完成一對一自動齊套出庫。

☆ 異形料一對一。產(chǎn)品為軟硬件一體化設(shè)計，自帶客戶端軟件系統(tǒng)（可單機運行或多設(shè)備系統(tǒng)集成運行），屬智能存儲終端。滿足物料的存儲要素需求（如溫濕度控制、防靜電要求等），可實現(xiàn)對一定尺寸規(guī)格內(nèi)的任意物料（刀量具、結(jié)構(gòu)件、散裝電子物料等）進行一對一自動存儲，同時可實現(xiàn)在出庫信息的驅(qū)動下在設(shè)備內(nèi)部進行多種物料的自動齊套調(diào)整，最后以齊套物料進行出料。

☆ 集成式搬運小車。產(chǎn)品為軟硬件一體化設(shè)計，自帶客戶端軟件系統(tǒng)（可單機運行或多設(shè)備系統(tǒng)集成運行），屬平層的生產(chǎn)物流終端設(shè)備。無軌導航，無線或有線通信（滿足保密要求），精確定位小于0.5mm，滿足設(shè)備間自動接駁多次重復定位需求；集成自動裝卸貨機構(gòu)和多貨位，可同時滿足多個工位物料配送的需求，提升流通效率。

☆ 跨樓層物料交換機。產(chǎn)品為軟硬件一體化設(shè)計，自帶客戶端軟件系統(tǒng)（可單機運行或多設(shè)備系統(tǒng)集成運行），屬跨樓層的生產(chǎn)物流終端設(shè)備。物料運送過程精確定位貨盒，且通過RFID進行物料信息驗證，可實現(xiàn)跟智能小車或傳送帶的精確對接，滿足任意樓層之間的物料交換。

☆ 軟件產(chǎn)品。大數(shù)據(jù)平臺+調(diào)度平臺+客戶端的分布式架構(gòu)，在系統(tǒng)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)處理和響應上具有優(yōu)越性。

整個物資物流智能化系統(tǒng)，需要基于數(shù)字車間的頂層設(shè)計整體規(guī)劃，要具備系統(tǒng)集成的技術(shù)標準。滿足信息流的交換要求，形成實時、完整、準確的大數(shù)據(jù)。只有基于智能制造頂層規(guī)劃下的智能設(shè)備和完善的分布式軟件產(chǎn)品系列，才可以構(gòu)建出完整的一個先進的生產(chǎn)物流系統(tǒng)。

注：本詞條入選《智能制造術(shù)語解讀》一書，由中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院編，即將由電子工業(yè)出版社出版，敬請關(guān)注。

《工業(yè)百條》是《知識自動化》一個常設(shè)的欄目，收集新工業(yè)浪潮中值得解讀的概念，包括新老術(shù)語。旨在“用科普精神解讀專業(yè)術(shù)語”。如果大家發(fā)現(xiàn)值得解讀的術(shù)語或者概念，歡迎推薦。

作 者

時桂強：北京東械科技總裁

編 審

林雪萍：南山工業(yè)書院發(fā)起人，北京聯(lián)訊動力咨詢公司