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制造业升级发展从物流开始

2018/5/11 9:42:16来源:作者:喜崇彬

  2015年,中国政府推出了《中国制造2025》规划。这表明中国要通过大力发展先进制造和智能制造实现制造业升级,跻身世界制造强国行列。从国际经验来看,在制造业发展过程中,起到重要支撑作用的物流系统的不断升级和优化是关键因素之一。但是长期以来,我国制造企业对物流不够重视,物流管理运作水平较低。在中国制造业面临转型升级的重要关口,制造业物流也亟需改善优化。制造业物流有哪些特点?又该如何实现升级优化?带着这些问题,我们采访了业内资深专家——北京机械工业自动化研究所有限公司物流技术工程事业部总经理匡永江。

 

  北京机械工业自动化研究所有限公司是以推广和发展制造业综合自动化技术及智能制造技术为目标的多专业综合性高新技术公司,致力于工业智能化单元、系统集成及其相关配套技术的开发和应用。主要研究领域有:制造业信息化ERP、企业计算机综合应用软件,包括计算机辅助企业管理系统(MIS)、计算机辅助设计和制造(CAD/CAM);自动控制与应用工程,包括系统与集成、网络与通讯、制造过程控制与管理、柔性制造系统、车间级物流系统、自动化立体仓库、物流技术和自动检测;工业机器人与人工智能应用工程;机电一体化非标设备的研制和应用工程。

  记者:北自所成功实施了很多制造业物流项目。以你们的经验,制造企业在什么情况下会考虑做物流系统的优化或改善?

  匡永江:对于制造企业来说,制造是主业,物流是辅助性的工作,它的作用是助生产一臂之力。因此,很多制造企业都是在生产技术改造的过程中,“发现”了物流升级优化的需求。以我们曾经实施过的一个项目——某大型板材加工企业生产物流系统为例:该公司由于引进了先进的自动化生产设备,机床能够24小时不间断无人生产,但是原有的生产物流系统不是全自动系统,无法匹配高效的自动化生产,制约了生产效率的提高。我们的解决方案是配合生产需要,在生产车间设立自动仓库系统,与自动化的生产机床对接实现按需自动上下料和信息管理。这样就满足了该公司24小时不间断无人生产的需求,使生产效率大幅提高。

  除了被动地改善物流外,制造企业,尤其是一些行业龙头企业,在新建工厂时往往倾向最先进的生产系统,包括物流系统,以保持和扩大自己的竞争优势。例如我们的一个客户,是一家知名的家具生产企业,致力于打造全球知名的品牌。他们在国内外、行业内外调研了好几年,最后下决心建设一个全新的、先进的智能工厂。新工厂具有鲜明的“智能制造,按需生产”的特点:生产从客户需求开始入手,根据客户的房型设计产品,然后客户可以按照房型选择该公司的成熟产品模块,并形成最终方案,工厂定制生产家具,而且整个生产过程实现了高效生产。我们给该公司做的生产物流系统规划和建设,具体包括WMS、WCS、智能堆垛机、AGV、RGV、全自动输送线、货架等等。

  总结来讲,制造业物流就是把各个生产环节串联起来,物流系统与生产线、生产节拍紧密配合,各种先进的物流装备都是这个综合性大系统的重要组成部分,在先进的信息管理系统的统一指挥下实现高效生产。只有物流合理顺畅,才能提升整个工厂的运作效率和管理水平。如果物流不顺畅,就会影响生产。

  记者:制造企业物流系统改善项目的难点是什么?需要注意的关键点有哪些?

  匡永江:相比较其他行业的物流建设,制造业物流建设更加复杂,因为制造业包含很多不同的子行业,而且各具特点。这也造成了不同的制造业物流系统都有一些自己的独特性。

  从制造方式来分,制造业可分为流程制造业和离散制造业。流程制造业的典型行业如化工业,这种制造的特点是生产与物流融为一体,连续生产必然要求物料配送是连续进行。而且这个行业一般都是高度自动化生产,在生产车间建设规划时,需对生产和物料配送规划得十分充分、到位。因此,这类制造业的物流反而是成熟、清晰的,并没有太大的实施难度。

  对于离散制造业,还可细分为产品生产量大的制造业和产品生产量小的制造业。生产量大的典型代表如汽车制造行业、家电制造行业。这些行业由于长期的发展,已经形成成熟的生产模式、物流组织模式,是自动化程度较高的流水线生产。因此,这些行业的物流体系也有了很多成熟的、可借鉴的模式。而对于一些单品产量很少的制造行业,如重型机械加工,这种行业的流程、工艺都十分复杂,而且很多大型或超大型装备的制造还涉及国家的经济安全和军事安全等因素,技术领先的国家往往封锁技术的外泄,因此我们也很难有借鉴、模仿的机会。这都造成这类型制造业物流规划和实施的难度很大,很多时候需要专门立项研究。

  制造业物流从制造生产的流程上来分,还可分为生产(线边)物流和通用物流两大部分。制造企业的通用物流建设,也就是建设用于存储原材料、辅料、成品的仓库,和其他行业的仓库建设大同小异,因此也是比较容易规划和实施的。

  比较难的部分是生产(线边)物流的规划和实施。不管是全新工厂的生产物流系统建设,还是改造项目的物流优化和改善,都和生产工艺紧密结合,首先要做好工艺分析,按照生产流程先规划设计物流动线,再考虑生产设备布局,采用正确的步骤是非常重要的。但是多数国内制造企业对物流并不了解,因此往往先建工厂,购进设备,再考虑物流。这就造成物流系统建设面临很多限制条件,难以做到最优。这是很令人遗憾的。

  记者:您认为造成我国制造企业生产物流系统建设存在问题的主要原因有哪些?如何破解?北自所的优势在哪里?

  匡永江:由于我国原有体制的原因,制造企业在建设项目的时候,都是要找各自行业的设计院去做工厂的设计规划。对于这些设计院来说,设计规划的重点不是物流,他们首先会去考虑厂房(土建)和生产工艺等,由于缺少规划意识,物流规划也是他们的弱项。我国长期以来制造业物流水平比较低,和这方面有一定关系。现在各个设计院对物流规划设计的重视程度也在不断提高,而且随着项目的增多也取得了很多经验。但是已经建成的工厂由于企业经营或者市场情况发生了变化,很多都需要进行物流升级优化。

  因此我最近就在考虑,北自所能否与设计院强强联合,把物流规划设计纳入设计院的业务范畴,共同提高制造企业物流系统设计建设的能力。其实在国际上,物流规划设计通常由专业的物流咨询公司完成。但是我认为,设计院相比咨询公司的优势是有设计能力,能把概念细化和落地。如果我们能够实现优势互补,就更能满足客户的需求,我们就更有竞争力。

  其实在制造业物流领域,北自所还是有一定优势的。首先,我们有深厚的底蕴。北自所创建于1954年,是原机械工业部直属的综合性科研机构,是国内最早从事自动化物流系统集成和自动化立体库建设的单位,国家科技部指定的全国推广应用物流仓储技术依托单位。其次,由于制造业物流与生产工艺、流程管理等密切相关,因此综合能力很重要,而北自所在这方面有优势。我们致力于制造领域自动化、信息化、智能化技术的创新、研究、开发和应用,为客户提供包括开发、设计、制造、安装及服务的整体解决方案。北自所拥有ERP、MES、物流、装配线等一系列项目实施的能力。这就是我们的综合优势。

  记者:请您结合典型案例分析一下北自所是如何帮助制造企业优化物流系统的。

  匡永江:我们通过对一些行业生产工艺的透彻研究和分析,研发出适合该领域生产特点的物流自动化系统,构建了全新的物流运作模式,大幅提高了企业的生产效率。

  我们有很多成功的制造业物流案例。如我们为纺织行业开发的“全自动落丝系统”,由自动落丝机、辅助运转设备、机器人、设备运行调度和信息管理子系统组成,采用了激光定位技术、激光安全防护技术、现场总线技术、无线以太网络技术、计算机信息技术和设备调度优化算法。该系统的主要功能为:自动落丝机与卷绕机自动对接后完成自动落丝,并将丝饼暂存于车体中心棒上,丝饼随自动落丝机运行送往平衡间,并转运到辅助运转设备上,再由机器人直接抓取并放置在丝车空挂架上。该系统以机械化设备完全替代人工实现落丝、装车和转运自动化作业,能够满足同时多品种生产按单一品种装车的需求,并自动完成丝饼产品信息的跟踪及标签打印。这套系统符合制造业“机器换人”的发展方向,为纺织企业减少劳动力人数,降低生产成本,提高产品质量,带动了企业的技术进步,提高了企业的国际竞争力。该系统达到国际先进水平,获得多项国家专利,成功入选2015年度中国十大纺织科学新闻。

  记者:制造企业实施物流系统改善项目能收获哪些益处?

  匡永江:从以上案例可以看出,一个成功的物流优化实施项目,给制造企业带来的变化是巨大的,不仅体现在直接的经济效益上,还能改善企业的现场环境,提升企业形象,甚至解决很多管理上的难题。例如我们实施过的另一个案例,某电气开关生产企业,之前的物料配送和管理模式粗放,物料管理部门使用叉车为生产部门配送生产备件,配送时间和配送数量都不能做到精准。这使得两个部门经常为零部件账物不符而发生矛盾。该企业实施了物流优化项目,用AGV配合生产节拍实现物料的精准配送,不仅以上问题迎刃而解,还带来很多附加效益。首先,物流运作模式改变了,AGV配送物料取代了叉车作业,减少了人力,也更加安全可靠。其次,原先叉车送料单批次数量巨大,大量用不完的零件堆到生产线边,管理混乱,现在是需要多少送多少,生产线边更干净,物料管理不混乱。还有,按照生产计划把必要的零部件送过去,不用的储存在库里,物料账目清楚,而且账目与货物存放位置对应上了,可以清楚掌握物料消耗情况,减少重复采购造成的物料积压和仓位占用,也减少了资金占用。

  很多优秀的物流项目实施不仅可以直接为企业带来效益,有时甚至能够带动一个行业的发展。例如我刚刚提到的全自动落丝系统,以运行稳定、技术先进可靠、性价比高的特点,得到纺织企业的高度认同,已经实现了产业化,在纺织行业全面推广应用。该系统大幅提高了纺织企业的生产管理水平,提高了生产效率和生产调度的灵活性,具有显著的经济效益和社会效益。

  随着智能制造的发展,北自所将努力引领我国装备制造业自动化、信息化、智能化、集成化技术的创新与发展,根据北自所 “十三五”规划,重点发展智能制造与数字化工程业务,励志成为智能制造和数字化工厂整体解决方案的最佳提供者。

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