01 概述

        在制造業(yè)領(lǐng)域，有一大類產(chǎn)品為機(jī)電類產(chǎn)品，其范圍非常廣，包括機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、交通運(yùn)輸工具、電子產(chǎn)品、電器產(chǎn)品、儀器儀表、金屬制品等及其零部件、元器件等。這是我國制造業(yè)的主要組成部分，據(jù)媒體報(bào)道，我國2021年機(jī)電類產(chǎn)品出口約2萬億美元，占我國外貿(mào)出口比重約60%。其中除了包括我們熟知的汽車、家電外，還包括飛機(jī)、火車（高鐵）、輪船等大型交通運(yùn)輸機(jī)械類產(chǎn)品。

        我國的機(jī)電類產(chǎn)品制造企業(yè)比較分化，既有大型的高端產(chǎn)品，如高鐵、飛機(jī)、汽車等，也有大量的低端產(chǎn)品，如各種工具、電子電器產(chǎn)品等。其物流也體現(xiàn)出這一特點(diǎn)。大型企業(yè)的場(chǎng)內(nèi)物流正在向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，而更多的中小企業(yè)，由于規(guī)模有限，其物流仍然停留在傳統(tǒng)的水平，缺乏規(guī)劃、缺乏管理、效率低下，并且也不受重視。

        本文論述機(jī)電類產(chǎn)品制造業(yè)物流的特點(diǎn)和難點(diǎn)，主要是針對(duì)大型機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)企業(yè)而言，然而其對(duì)中小企業(yè)也有一定的參考意義。之所以要將機(jī)電產(chǎn)品制造與其他產(chǎn)品，如食品、藥品、鞋服等區(qū)分開來，主要還是他們之間存在很大的差異。這種差異會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)組織、關(guān)鍵技術(shù)、物流組織和處理都有很大不同。

02 機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)物流的基本內(nèi)容

        本文所講機(jī)電類產(chǎn)品制造業(yè)物流主要是指生產(chǎn)過程中的原材料、半成品、外購件等物料的物流，制成品物流不在本文討論范圍。

        與其他類產(chǎn)品制造過程一樣，機(jī)電類產(chǎn)品制造過程也是從原料到成品的一個(gè)過程，主要包括零部件生產(chǎn)、半成品生產(chǎn)，以及整機(jī)裝配等過程。其中尤其以整機(jī)裝配最具有代表性。原料（包括各種零部件）從倉庫中發(fā)出，進(jìn)入指定的生產(chǎn)單元進(jìn)行加工或裝配，最終生產(chǎn)成品下線。在這一過程中，產(chǎn)生了一個(gè)特有的概念叫線邊庫。線邊庫就是生產(chǎn)線邊的原料暫存庫的簡(jiǎn)稱。從配送中心過來的物料，按照生產(chǎn)用量，會(huì)分批次及時(shí)送達(dá)生產(chǎn)線邊。為了維持連續(xù)生產(chǎn)和提升生產(chǎn)效率，在線邊需要保留一定的原材料和零部件庫存，這就是線邊庫的基本作用。很顯然，線邊庫要恰如其分，過大自然場(chǎng)地不允許，因?yàn)榫€邊的空間非常有限，過小的話，頻繁的補(bǔ)貨會(huì)使得物流非常吃力，甚至?xí)绊懮a(chǎn)的連續(xù)性。關(guān)于這一點(diǎn)，其實(shí)也對(duì)生產(chǎn)線的布置提出了需求，即生產(chǎn)線不能僅僅只考慮生產(chǎn)設(shè)備的需要，還要考慮物流作業(yè)的需求。然而，在實(shí)際生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)物流需求的考慮往往不充分，這樣的結(jié)果就是在實(shí)際作業(yè)時(shí)，物流往往不能滿足生產(chǎn)的要求，或者是物流的成本過高。

        物流在機(jī)電生產(chǎn)制造車間的地位非常高。在我早年去德國參觀SEW的工廠時(shí)，負(fù)責(zé)接待的工程師告訴我，他們的工廠主要由兩部分組成，其一是生產(chǎn)系統(tǒng)，即構(gòu)成整個(gè)生產(chǎn)功能的各車間及其生產(chǎn)設(shè)備和流程，其二是物流系統(tǒng)，即支撐整個(gè)生產(chǎn)流程的物流系統(tǒng)，由7個(gè)倉庫和相應(yīng)的輸送系統(tǒng)構(gòu)成。他詢問我參觀哪一部分，然后再確定參觀路線和參觀重點(diǎn)。由此可見，一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)電產(chǎn)品制造企業(yè)，物流是何等重要。事實(shí)上，物流在所有機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)中占有很大的比重，無論是設(shè)備投資還是空間的占用，其比重都不比生產(chǎn)系統(tǒng)少。然而，長(zhǎng)期以來，我國的制造業(yè)，對(duì)物流的認(rèn)識(shí)還沒有上升到這一高度，這也從一個(gè)側(cè)面反映我國制造業(yè)水平整體還是處于較低的水平。

        在工業(yè)制造4.0時(shí)代，物流對(duì)制造業(yè)的作用至關(guān)重要，物流系統(tǒng)本身的升級(jí)換代也變得非常快。以汽車制造的總裝車間為例，過去的固定的流水線生產(chǎn)模式已被更為柔性化的生產(chǎn)線所取代，柔性化生產(chǎn)線的改變提升了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)定制化生產(chǎn)的能力，對(duì)物流也提出了更高的要求。表面上是物流的供給模式發(fā)生了巨大的變化，由過去單一模式變化為多種模式，而更深層次的變化則是物流的及時(shí)性、可定制化、透明化、自動(dòng)化等方面的升級(jí)。

03 機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)物流的特點(diǎn)

        長(zhǎng)期以來，機(jī)電制造業(yè)物流往往屬于從屬地位，甚至不受重視。一個(gè)企業(yè)，要經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間探索和實(shí)踐以后，才明白物流對(duì)于生產(chǎn)的重要性。所以，我們看到的情況往往是，物流部門一開始是不受重視的，但經(jīng)過一段時(shí)間后，其重要性才逐漸體現(xiàn)出來。

        在大多數(shù)人的認(rèn)知中，車間布局主要以生產(chǎn)工藝為主。因此，物流的設(shè)計(jì)，往往會(huì)在車間布局完成后才著手設(shè)計(jì)，這樣所受限制自然就很多，這是與流通領(lǐng)域明顯不同的。當(dāng)然，很多車間設(shè)計(jì)，最終仍然要考慮物流的需求，否則就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)無法進(jìn)行。但這種限制始終客觀存在。

        機(jī)械制造業(yè)倉庫類型多樣，原料、外購件、半成品、成品等，每種類型倉庫面對(duì)的物料型式更是千變?nèi)f化。尤其是特型物料（長(zhǎng)大件、非規(guī)則件、超重件等）往往占有相當(dāng)大的比重。因此，這類物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜。各種存儲(chǔ)技術(shù)，如立體庫、高架庫、平置庫等往往存在于一個(gè)工廠，多種立體庫的型式并存現(xiàn)象普遍，配送到線邊的難度很大。以SEW德國工廠為例，有鋼材原料庫（長(zhǎng)大件，分為線材和板材庫兩種），毛坯庫（重型為主），半成品庫，外購件庫，成品油漆后緩存庫，包裝后成品緩存庫等，每個(gè)倉庫各有特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)了不同的生產(chǎn)車間和工藝。

        配送物料的多樣性和特殊性，使得自動(dòng)配送變得困難。特別是異形件和長(zhǎng)大件，對(duì)配送帶來很大困難。機(jī)械制造車間，一般環(huán)境均比較惡劣，灰塵、油漬不可避免，進(jìn)一步加劇了配送的難度。無論是AGV還是穿梭車，均很難適應(yīng)這樣的環(huán)境。

        線邊庫是制造業(yè)工廠物流的一個(gè)特點(diǎn)。有時(shí)，為了充分利用有限的空間，不得不采用配方托盤的型式進(jìn)行配送，所謂配方托盤是指按照生產(chǎn)節(jié)拍要求，將多種物料按比例組合在一個(gè)托盤上，這樣就解決了線邊庫空間小，配送不及時(shí)的問題。

        柔性化的要求是工廠物流的一個(gè)特點(diǎn)。尤其是到工位的配送，國外早在90年代即已經(jīng)考慮采用AGV等柔性設(shè)備完成到工位的配送。在工業(yè)4.0的要求下，不僅要做到柔性化，還要透明化。即整個(gè)物流過程是透明的。不僅配送過程透明，整個(gè)庫存也是透明的。

        以前我們理解的工廠物流，可能會(huì)影響生產(chǎn)效率，但在工業(yè)4.0時(shí)代，物流被賦予了新的意義，即物流對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響。要理解這一點(diǎn)其實(shí)也不難，物料在存儲(chǔ)和配送過程中的質(zhì)量保持，被認(rèn)為是影響生產(chǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，而配送的準(zhǔn)確性則被認(rèn)為是保持生產(chǎn)質(zhì)量更重要的環(huán)節(jié)。

04 機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)物流的難點(diǎn)

        機(jī)電制造業(yè)工廠物流的特點(diǎn)，其實(shí)即其難點(diǎn)。從規(guī)劃角度看，物流受生產(chǎn)線布置的限制是客觀存在的現(xiàn)實(shí)。物流與生產(chǎn)工藝緊密配合，物流應(yīng)為生產(chǎn)服務(wù)，這是工廠物流的特殊性，也是其目標(biāo)所在。如何全面了解生產(chǎn)工藝的要求，是完成物流設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作，這就是為什么對(duì)每一項(xiàng)生產(chǎn)物流的設(shè)計(jì)，都要花費(fèi)更多的實(shí)踐去了解去體驗(yàn)的根本原因，每一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝往往是不同的，人們?cè)谄渌?xiàng)目獲得的經(jīng)驗(yàn)，往往不具備直接的借鑒和指導(dǎo)意義，更不用說照搬經(jīng)驗(yàn)了。生產(chǎn)物流還存在一個(gè)不斷迭代和完善的過程，這需要物流做積極的配合，有些完善甚至是由物流發(fā)起的。

        機(jī)電產(chǎn)品，尤其是一些大型機(jī)電產(chǎn)品，如汽車、高鐵、飛機(jī)、礦山機(jī)械、起重機(jī)、工程機(jī)械等，有些零件或部件不僅尺寸大，而且重量很中，對(duì)存儲(chǔ)和搬運(yùn)都帶來很大困難，這是這類制造企業(yè)物流的難點(diǎn)之一。存儲(chǔ)方面，如何設(shè)計(jì)存儲(chǔ)單元，以應(yīng)對(duì)各種規(guī)格尺寸的產(chǎn)品，并非一件容易的事情，無論是托盤載具、貨叉等零部件的設(shè)計(jì)，還是堆垛機(jī)、輸送機(jī)、AGV的整機(jī)設(shè)計(jì)，都面臨非標(biāo)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)，有些異型產(chǎn)品，如圓形件、長(zhǎng)大件、大型軸承、模具、電機(jī)等，需要采用特殊的夾具才能完成搬運(yùn)和儲(chǔ)存，對(duì)設(shè)計(jì)者來說更是一種挑戰(zhàn)。盡管車間一般會(huì)給物流留出一定空間，但往往空間有限，尤其是通道狹小，難以適應(yīng)長(zhǎng)大件的搬運(yùn)。此外，長(zhǎng)大件和重型零件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)和操作都需要設(shè)計(jì)專門的工具才能完成，這對(duì)于物流設(shè)計(jì)者的確不是一件輕松的工作。

        對(duì)于一個(gè)大型的制造業(yè)企業(yè)來說，車間和倉庫往往不止一個(gè)，并且分布很廣。一方面是物流路線過長(zhǎng)，不僅影響效率，更為重要的是大大增加了設(shè)備和運(yùn)營成本，并且對(duì)物流技術(shù)的選擇帶來挑戰(zhàn)；另一方面是物料、托盤、工位器具等交叉搬運(yùn)，順流、逆流兩個(gè)方向相互干涉，常常導(dǎo)致物流路線設(shè)計(jì)非常困難。這也是制造業(yè)工廠物流的難點(diǎn)之一。

        大型制造業(yè)一般采用流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)節(jié)拍要求很嚴(yán)格，物流的作用是保證生產(chǎn)節(jié)拍的順利進(jìn)行。這件事表面看沒有什么難度，但實(shí)際情況卻并非如此。生產(chǎn)工位經(jīng)常會(huì)遇到缺貨或零部件存在質(zhì)量問題要求換貨的情形，這就是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。一方面，物流與生產(chǎn)要緊密協(xié)作，一旦發(fā)生問題，要求物流在最短時(shí)間做出響應(yīng)，這就是所謂的管理透明化的需求，要求問題要同時(shí)呈現(xiàn)到各有關(guān)部門，并能快速有效做出反饋。另一方面，物流的響應(yīng)時(shí)間要短，要將生產(chǎn)的影響降到最小。

        與流通領(lǐng)域不同，機(jī)電制造業(yè)生產(chǎn)物流雖然物流量往往不是很大，但其峰值往往很高，因?yàn)橐笏泄の痪陂_工前完成一次配送，流程越復(fù)雜、物料越多的車間，難度就越大。在設(shè)計(jì)時(shí)，要特別關(guān)注這一方面的需求。有時(shí)沒有辦法，只能采取提前上班的方式予以解決。實(shí)際上，對(duì)很多制造業(yè)企業(yè)來說，物流是最辛苦的部門。

05 結(jié)束語

        機(jī)電產(chǎn)品制造企業(yè)物流是一個(gè)特殊的行業(yè)，但同時(shí)也是一個(gè)市場(chǎng)廣大的行業(yè)。研究這一行業(yè)的物流解決辦法具有現(xiàn)實(shí)意義。

        總體而言，這一行業(yè)的廠內(nèi)物流面對(duì)非標(biāo)的挑戰(zhàn)往往是一種常態(tài)。不僅是每個(gè)具體企業(yè)的產(chǎn)品不同，工藝要求不同，而且是產(chǎn)品本身的非標(biāo)程度很高。尤其是長(zhǎng)大件、重型零部件的處理成為物流面對(duì)的難點(diǎn)。很多情況下，需要設(shè)計(jì)專門的物流設(shè)備，包括工具、托盤、貨叉、夾具等，這是其特點(diǎn)和難點(diǎn)所在。此外，多車間、多倉庫、逆向物流導(dǎo)致的一些列問題，如路線過長(zhǎng)、線路過于復(fù)雜、物流技術(shù)選擇的多樣性等，都是其難點(diǎn)。

        研究機(jī)電產(chǎn)品制造企業(yè)物流解決方案，不僅要從理論方面入手，總結(jié)、歸納出共性的東西，而且更要深入實(shí)際，了解每個(gè)企業(yè)生產(chǎn)工藝對(duì)物流的需求是什么，了解每個(gè)企業(yè)的個(gè)性化的需求。這樣才能有效的解決問題。

        機(jī)電產(chǎn)品制造業(yè)物流的非標(biāo)程度很高，因此，本文的分析，主要還是停留在概念方面，因?yàn)闊o法以一個(gè)具體的案例來說明這一問題的實(shí)質(zhì)，所以只能放棄案例部分。每一位讀者應(yīng)該知道的是，要完成機(jī)電產(chǎn)品制造企業(yè)物流系統(tǒng)的解決方案，是一項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)性的工作，不僅需要有多方面的經(jīng)驗(yàn)，而且需要有腳踏實(shí)地的工作方法，從具體的企業(yè)入手，認(rèn)真且充分調(diào)研，充分論證，才有可能取得期望的結(jié)果。

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