制造业企业物流“智”动化——驱动现代制造新模式的落地体系不栓塞

前言（1） 痛则不通，实现离散制造生产物流整个作业过程的高效从“治堵疏通”开始 离散制造的生产过程并不是一套统一的工序就可以完成，需要多道工序的并发或先后协调完成。实际生产过程中由于产品的特点，所需配套物料或半成品的加工工序是不同的，并且工序的不同及需要的多道工序的限制，不同的生产工序又可能在不同的生产区域完成； 这就需要及时地“转运”生产过程中的配套物料或半成品到下一道工序或加工区，进而实现缩短整个生产过程工时的消耗；但是仅靠现有的手段很难实现“高 效”，并且还出现了大量的“拥堵”。 让“物的流动”井然有序 导致结果：企业生产物流成本相对较高 从“治堵疏通”开始 问题与现象 我国大多数制造类企业重产品生产、不重视物流管理和装备水平，尤其是生产物流的能力提升； 导致物料到达不准时、车间物料调动混乱、零部件配套性差等现象的一再出现。 生产 销售 原料采购 物流环节开销了90%以上的时间 物料大约85%时间处于生产过程中等待且不增值状态 在不增值部分实现竞争力的整体提升，通过提升“转运”过程中的能效，缩短整个生产 过程工时的消耗 前言（2） 御风而行向深海区进击的中国机器人，打通制造业企业物流过程中的血栓 企业物流 社会物流 制造业企业物流 购进物流 生产物流 销售物流 返品物流 回收物流 废弃物流 主要涉及4个重要的场景 离散制造 离散制造基于不同的物料、通过不同的路径、经过非连续的“移动”生产出产品。产品构成复杂、工艺流程和制造周期相对较长，直接推高了整个生产物流的控制和管理难度。 生产物流管理的重点在于实现整个作业过程的高效、可靠、不堵塞。即保证及时供料、零件、部件加工质量的基础上，准确控制零部件的生产进度，缩短生命周期，既要减少在制品积压，又要保证生产的成套性。 线边侧 产线侧 仓储侧 流程制造 流程制造的工艺过程是连续进行的不可中断，并且工艺过程的加工顺序是固定不变的。一般生产设施按照工艺流程布置，劳动对象按照固定的工艺流程，连续不断的通过一系列的设备和装备被加工处理成产品。 由于流程制造的生产物流具有非常突出的连续性，因此实现生产物流连续性的平衡是物流管理的关键。 厂区侧 目录Part01 Part02 Part03 Part04 发展 中国机器人装备与服务在企业物流场景下的发展迎来契机点 实践 机器人正在不断完善企业物流场景下的自动化作业过程 洞见 机器人在企业物流场景下未来的发展挑战与趋势 附录 研究说明 制造业的生产理念正在发生深刻的改变（1/2） 大势的驱动：从概念到生产的落地理念，端到端驱使企业物流的响应必须快捷有效，并且流程顺畅 从客户端需求出发，到满足客户端需求去，这种生产模式已经从概念进化到落地理念，其根本目的还是在提升用户的产品体验。 实践中已经驱使企业物流必须重新规划和实施，使得整个物流的响 应必须快捷有效，进而降低整体的生产成本。 基于“端到端”理念构建生产体系 线上线下融合化 需要：全新适配的企业物流规划和实施 流程顺畅工序紧凑协作化 确保每个场景“转运”的准确化 从到企业物流全程可视化 群群 众众客户需求规划与响应脉动化 中中 产品交付即时化 信息流 商品流 来去 由传统制造模式向数字化智能制造转型 商品流 制造型企业 产品体验 线上实时交易化 服务超个性化 信息流 批量生产定制化 用户端市场 1.交互定制：创意交互 用户互联产品互联 2.开放设计：参与设计 最佳产品体验 3.模块设计：个性化配置选择 4.智能生产：透明可视 5.智慧物流：全程可视 生产协同化 业务跨域分工 供应链全球化 8.体验交互：OTA持续升级 7.场景商务：车主服务 6.智能服务：用户评价 制造业的生产理念正在发生深刻的改变（2/2） 大势的驱动：数字化转型产生的连锁反应使制造业企业持续强化创新技术和智能化装备的部署程度 产品智能化 •产品全生命周期管理 •产品异常预警和预测性维护 •产品远程巡检和参数调优 行业服务化 •为生产企业提供数字化升级服务 •为分销、运维服务商提供平台化服务 •为行业管理机构提供数据分析服务 生产过程 •计算机辅助设计、工艺仿真等手段大量使用，使得工业生产过程中的智能化程度极大提升 生产模式 •协同生产、敏捷制造、大规模的订单化生产或定制化批量生产 创新技术和智能化设备 •新一代信息技术的加速渗透，云计算、无线传感、物联网、机器人等的加入，导致更加深刻的触发工业生产的变革 带来的趋势 导致的变化 产生的反应 数字世界：信息流 数 增加营业额 发掘/创造用户端需求 降低运营成本 改进物流与作业成本 实现智能生产 调优设计与生产能效 字化 转用户 型 智能化 IoT 零售设 备 应用服 系 运输务 统 存储基 设 分销础 施 算力基 设 运输础 施 网络基 设 生产础 施 安全基 设 原料础 施 物理世界：商品流 产品介绍 销售信息 产品组合 自动补货 仓储水平 加工订单 生产工艺 企业内部的生产物流，依靠现有的方式和装备很难契合调整后的生产理念 痛点的驱动：生产单元多且分散，各单元配套物料或半成品“转运”过程中存在各种“血栓” 离散制造产品的生产过程通常被分解成很多加工任务来完成，并且将每个大任务分解成多个小任务，最终分配给不同的生产单元。 这种生产方式，使得生产单元多且可能发散在厂区若干个厂房，各单元的配套物料或半成品的“转运”过程是否高效、顺畅，成为生产物流重新 规划与管理的重点。 仓储侧 产线侧 厂区侧 线边侧 产线侧： 线边侧： 仓储侧： 厂区侧： •非拉动式叫料 •根据产能柔性调配运 •人工装卸货、过账、 •人工搬运、安全生产 •库存监控不及时 力 出入库 能力低 •线边堆积 •自动化率低 •作业人数居高不下 •自动化率低 •生产断点 各单元配套物料或半成品“转运”过程中存在的各种“血栓” 这种“血栓”导致生产物流的流动非常不顺畅（1/4） 产线物料中传统的推动式生产造成原有产能及节拍损失，基于预测的排产难度大 离散制造需要协同生产工位之间、生产工位与物流系统，来保持生产节拍。通过对节拍的调节、排列、重组来实现生产模式的灵活切换 在产线环节，企业关注机器人的定位精准度、与整体生产节拍的协调性、调度系统的稳定性以及数据采集的可行性 推动式叫料 库存监控不及时 线边堆积 生产断点 大批量生产，推动 现式会产生许多库存 +12个-3个8个 产线旁堆积的物料 状 工厂仓库 消费者 纸质 物料文档 信息 纸质 物料文档 信息 物料 信息 实际物料需求 根据客户需求来驱动的制造模式 点 痛非拉动式生产，搬运任务难以有效 管控，造成产能及节拍损失 仓库盘点不会涉及线边库（已按出库管理），容易造成物料库存数量不真实，造成物料堆积 员工不了解在制品库存数量，只是从中领料拿料，不利于生产统计和拉动，造成很多的现场断点 这种“血栓”导致生产物流的流动非常不顺畅（2/4） 线边物流频繁换型导致无法实现物料精细化管理与精准配送 离散制造型企业线边物流普遍依靠传统“人工+机械”作业，产线按工艺布置设备，工艺变更频繁，同时整个线边物流不仅作业人员多、信息传导慢，效率低。 为了实现线边精益生产，就是要极大地减少线边库存、减少线边物料空间，减少浪费、降低负荷，同时保证产线操作人员在正确的时间和位置得到正确的物料进行装配。 工艺/产品临时调整生产线频繁换型 •（如：电子SMT）平均每天每条产线又有着数十次的换线需求 •生产线换型大幅增加，在制品增加，临时任务的物料查找费时、分拣缓慢、交叉作业错误率高是常见现象 生产流 水根据生产任务 线临时调整 2 生产工厂 生产流水线1 线边库 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 11 4 3 2 1 4 3 2 1 余料信息 物料1物料2物料3物料4物料5物料6 车间空间有限，线边超市库存积压 •线边区域通道狭窄，人机混行情况频繁且复杂 •在人机混合作业现场，安全事故往往造成严重的危害和损失。缺乏经验、不熟悉环境、不了解设备性能都容易引发安全事故 •大幅占用生产车间面积 仓库位、库存状态 不清晰 人工作业，线边仓库位状态和库存信息无有效得到监控 这种“血栓”导致生产物流的流动非常不顺畅（3/4） 仓储物流传统的人工作业模式，成为了木桶中的最短板 离散型制造企业产品加工所需的零部件种类繁多，BOM结构复杂，大量的SKU，仓储手工作业难度大。 在仓储场景中，企业更注重高效率、调度系统的SKU容量、WMS的高度可靠性等。 传统模式 工经验存放； •找料困难、耗时耗力 存取 运输 入库 •手工入库，数据结果造成系统数据与实际脱节，影响库存软件系统数据的准确性 •物料存放规则不统一，依赖人 业 作 内 库 •传统拣选速度慢，易出错，且 拣选 需要大量人工劳动 打包 •拣选和搬运流程过于复杂，容易导致工作人员出错 分拣 •仓库中不同物料种类的负责人不同，对同一领料单中不同种类的物料需求，物料重复清点、耗时长、效率低、占用人工 出库 •依靠手工纸本记录，只能查到物料的出入库报表和出入库流水，不能满足管理需求 实际需求 汽车行业仓储物流实践应用 某汽车零部件供应商头部企业，仓储环节面临痛点如下 自动化/智能化设备 + 调度系统 主要--四种物料箱规混存物流自动化难度大 痛点--库内物料存储、线边物料配送全自动化 --线边配送存在人机混场 --线边需对接流利条货架送料 实现从入库到出库的全流程自动化，减少对人工依赖 •该项目为客户智能化的试点工厂 项目•需求是针对原材料供应，做物料存储+配送全自动化试点 需求•完成后在客户其他工厂进行复制 这种“血栓”导致生产物流的流动非常不顺畅（4/4） 厂区物流面临成本高、调度复杂、人工作业安全风险大痛点 现代离散制造流程并不仅限于单个的厂房，因此物料的配送也不仅仅只在厂房内部，还涉及到跨厂房、跨车间的物料运输。 传统作业模式下的痛点 实际需求 新能源行业厂区物流案例 安全性低 精度低成本高 不环保 重载需求，生产安全风险不可控 •跨厂房间的重载需求不断提高，人工作业风险大 •轻载型物流设备无法实现准确的码放，小场地的平移 室内外切换衔接难 •室外长距离、复杂环境、恶劣天气 计费方式高、重复枯燥招不到人 •同路线70-80次/天往返 •人工货车按吨数和公里数计费 能耗双控政策驱动 •卡车国四到国五，更换成本高 •企业ESG绿色化需求提升 物流设备大尺寸、高承载融合导航的无缝切换 室内外环境转运自如切换 实现安全生产能力降低风险，提升物流设备自动化率 随着风力发电机组单机功率越来越大，其部件尺寸和重量也越来越大，部分机舱重量甚至超过300t 主要已有的风电机组生产车间，存在无法适应新型号更大功 痛点 率机组生产和组装的问题 行车起吊还存在无法将工件在车间之间进行转运，无法 将工件运到室外的问题 对于智能化物流设备的需求 项目过轨、坑洼复杂地面自适应 需求自带称重测试及质心显示 与工装对接自动左右对中系统 零下30°C极寒环境情况下正常工作 离散制造业企业物流场景下成本的优化控制 满足设备升级的驱动：通过智能化设备，本质上解决了物理要素和生产要素的连接，实现端到端 效•人工作业 果•厂房面积需求高 •人效比低 •少人化、无人化作业 •更少厂房面积 •更高效率 设 AMR机器人无人叉车RGV穿梭车码垛机器人机械臂 备 应 用 场 景 先行制造企业意识到是先进制造技术，推动产品和服务升级 保持竞争力的驱动：基于未来业务战略的重点，企业对“数字化”提出更高的诉求 制造业企业未来1-3年的业务战略重点 2021年2022年 改变当前的业务模式，发掘更高的价值与收入机会 改善产品与服务的客户体验 基于能力和资源的沉淀，进入新的业务市场 加快产品/服务上市速度 制造业数字化进入深水区 深入行业和现场，切实解决问题 从“模式创新”到“服务落地” 品和服务的升级 采用新的