干貨：傳統工廠物流智能化轉型升級的切入點

來源/上海天睿物流咨詢（ID：tianrui_logiwis）

對于現有工廠而言，需要進行系統性的診斷和評審，以明確其存在的問題、機會、約束等，選擇適合自己的切入點進行物流改造和優化。以下內容選擇制造企業轉型升級過程中的成功經驗和案例進行闡述分享。

01

轉型升級的基本模式
物流是工廠轉型升級中的核心要素，其基本模式和內容如圖8-6所示：

圖8-6現有工廠物流改造與優化模型

（1）供應鏈、物流戰略及價值導向
需要確定企業的供應鏈、物流戰略及價值導向，以形成發展方向上的相對聚焦，達成企業上下的共識共行。對于工廠的經營而言，交付、成本、品質、服務、速度、效率等都需要兼顧，這些要素相互影響、制約和促進。所以，企業要結合行業環境和企業自身特征，選擇對自身競爭力提升的關鍵要素作為重點，比如某企業面對的市場環境是產品同質化較為嚴重，產品毛利不高，而且行業內企業都深受高庫存之害，經過分析，該企業把供應鏈、物流的響應速度和交付水平作為重要抓手，形成3-5年的供應鏈、物流發展戰略，其內在的邏輯是：通過快速響應既能提高交付服務水平，提升客戶滿意度，又能不斷地降低全通路的庫存，從而確保成本和毛利處在行業較佳的水平，逐步形成行業領先的競爭能力。另外，對于工廠數字化、智能化發展方向也需要在戰略中明確定義，明確中長期愿景，以達成各部門的共識和共行。
（2）建立計劃一體化協同管理體系
建立計劃一體化協同管理體系，實現產銷計劃、生產計劃、采購計劃、物流計劃、發運計劃之間的協同聯動。計劃能力的最終體現是能夠快速識別和應對市場波動，因此計劃體系要打破“擊鼓傳花”式的串聯機制，建立以供應鏈計劃為核心的互聯互通機制，當一個條件發生變化時，該體系能夠快速識別風險和差異，并指引其他計劃進行合理的判斷和調整。
（3）規劃與改善切入點
尋找合適的規劃與改善切入點，以此為抓手進行物流端到端的改造與優化。無論是以入廠物流、廠內物流還是成品物流為主要切入點，物流改造過程中都應時刻把握其價值鏈的屬性，物流鏈上每一個點都是承上啟下、牽一發而動全身的，因此必然需要具備全局性、系統性的思維。在這個階段，還需要持續關注組織、流程、包裝、信息化與可視化、設施、團隊與人才、應急物流等方面的提升和進步。
（4）尋求突破
在第一、二、三步取得一定成效的基礎上，尋求自動化、數字化、智能化的突破，其重點在于智能單元化設計、自動化物流設施應用、人工智能設施應用、人機物數字化、物流場景數字化、物流計劃智能化、物流信息平臺建設等方面的逐步應用升級。

02

轉型升級的基本原則
現有企業進行物流轉型升級的過程中，需要注意以下原則：
（1）差異化原則
針對不同的產品、物料、產線、供應商、客戶等制定差異化的物流策略，制定與其特征相匹配的解決方案。比如：對近距離供應商、體積較大、供應和品質較為穩定的物料嚴格控制庫存，采取準時到貨策略，而對于遠距離供應商、體積較小、供應相對緊缺的物料可以適當多備庫存，采取批量到貨策略；對于通用性強、銷售穩定的產品采取MTS（按庫存生產）模式，而對于個性化、需求波動較大的產品則采用MTO（按訂單生產）模式，因此而與其相應的客戶進行需求引導和協同的邏輯和機制也需要差異化的設置。
（2）標準化原則
通過產品、包裝、流程、器具、數據、業務的標準化，盡量降低物流的復雜度。比如：當物料包裝沒有標準化時，其物料標簽的位置、數據采集點的設置、物流設施的規格、庫位規劃等都不能統一，整個物流系統就會異常復雜，要實現自動化、智能化的難度也就會非常大。
（3）作業簡化原則
在梳理物流作業流程的過程中，采用ECRS法則盡可能簡化作業和流程，ECRS即取消、合并、重排、簡化。比如：通過包裝標準化減少不必要的物料分裝；通過越庫作業減少不必要的出入庫；通過自動盤點代替人工盤點；通過物料單元化減少點數、交接的難度或者取消交接；通過建立連續流減少物流斷點和庫存等。
（4）協同互聯原則
實現企業各業務部門間、企業和供應商之間、企業和客戶之間的計劃、數據、運營等方面的協同。具體而言，就是在物流規劃過程中要通過流程定義其溝通方式、溝通規則以及協同機制，并通過信息系統的對接實現“在線”協同。比如：在生產計劃流程中，要考慮與客戶需求（訂單）、供應商生產和前工序生產等要素之間的聯動；要考慮計劃、訂單、庫存、需求等關鍵信息在企業各部門以及企業和客戶、供應商之間的共享和有效解讀。
（5）過程管控原則
物流是由多個節點構成的一個動態過程，物流管理強調對物流過程中的計劃、標準、執行、差異等進行動態管理，因此，需要強調物流過程的全程可視和風險預警。比如：不但要能夠實時呈現各節點上的庫存數據，還要能夠結合庫存標準，動態監控庫存的合理性；不但要能夠實時體現送貨車輛的路徑和位置，還要能夠結合物流計劃預判缺料風險；對于人員效率、設備利用率、設備故障率、物流計劃達成率、物料齊套率等物流過程指標能夠實現實時的分析和呈現。

03

制定物流戰略
企業需要制定詳細的戰略落地規劃，基于物流戰略才能開展后續的系統構建過程。具體戰略制定參見3.4.2概念設計之物流戰略。此處僅展示某制造企業物流戰略的主要內容和表現形式。
該制造企業是行業龍頭企業，其總體經營能力、供應鏈運作能力、生產運營能力在行業內都是標桿。物流的改造和提升是該企業始終堅持的舉措之一，經過長達十數年的持續優化，該企業制造工廠內部物流基礎、物流布局、流線化、配送、自動化、準時化、物流信息化等都具有較高的水平。在此背景下，該企業需要尋求供應鏈、物流的更高的突破，制定了新的物流“五年計劃”，如圖8-7所示。

圖8-7某企業物流戰略規劃

首先，該工廠進行了全面的物流評審和診斷，結合對客戶需求的調研和分析，認為其物流的瓶頸主要體現在入廠物流環節。工廠和供應商之間在物流標準化、物流計劃協同、物流資源利用、物流應急機制、物流信息化打通、物流過程監控等方面還存在較大的差距，“管理沒有出廠門”，導致入廠物流對生產安定化的支持度偏低。因此，制定了以入廠物流為切入點，建立新的物流運作與管理體系，打造策略協同、互聯互通、快速響應的物流體系的新物流發展戰略。與現有工廠物流現狀相比至少要有三個方面的突破：
1.走出廠門，與供應商進行更深、更廣的協同，包括對供應商生產、物流等方面能力的輔導；
2.以高效交付為導向，其價值主線是通過供應端能力的提升以更好地響應客戶需求；
3.將互聯互通寫入了戰略，并落實到建設互聯互通的流程和信息網絡的行動上。
其次，該工廠定義了“兩條脈絡、三種模式、四個特征”的發展策略。兩條脈絡是指要緊扼信息流和實物流兩條邏輯鏈條，既要實現各自拉通，又要實現信息流和實物流同步，由此引領該工廠的物流規劃、流程優化和系統升級；三種模式是采用供方直送、循環取貨和中心集貨相結合的入廠物流模式，重點關注入廠物流環節的流量、車輛、人員、倉庫、設施等資源的不斷整合；四個特征是指在改造過程中需要時刻把握的基本原則，對于不同供應商、不同物料采取差異化的策略，致力于通過物流計劃實現與各部門、供應商之間的協同聯動，強調對物流過程的全程監控和可視，強調實時化的管理和快速響應，并在規劃改造過程中始終定位于未來的數字化、智能化迭代路線，明確“一次規劃，分步實施”的實施路徑。
第三，該工廠定義五大能力支撐，可以理解為戰略舉措，要實現戰略必須要去長期堅持、聚焦投入的地方。主旨鮮明的提出以五大能力建設為抓手：物流計劃、標準化、規?；?、應急機制和系統建設，這是整個物流改造過程中必須建立的能力，通過這些能力才能支撐戰略和策略的實現。
第四，在戰略中明確物流規劃和運營的重點導向：
1.通過生產均衡化和供應集約化實現物流的均衡化，最終實現生產的穩定性和經濟性。在沒有系統規劃之前，生產計劃和采購計劃沒有考慮物流的需求，往往存在各時段、各供應商、各線路、各車間、各線體的物流波動大，波動是造成忙閑不均、效率損失的主要原因，因為物流能力要確保滿足需求，就需要更多的資源匹配和能力配置以應對最大需求，但因此導致各項資源的利用率只有50%左右。因此，在規劃的過程中就需要考慮系統的均衡性，比如產品和產線、車間的匹配關系應相對固定，供應商和供應物料的種類、數量應相對固定，物流線路和車間應具有一定的匹配關系等。當然，一切都是在基于需求拉動的前提下，綜合分析所做出的相對較優的邏輯規劃，而因為實際需求變動導致的波動，需要通過暢通的信息機制、靈活的計劃變更、快速的響應機制等來進行補充。
2.通過系統的物流規劃提升物流資源的利用率。在未規劃之前，供應商投入的為工廠服務的司機、跟車人員、駐廠人員等數量龐大，這些人員散落在各個環節，基本無法進行有效的管控，因此造成巨大的安全隱患和浪費，同時這些人員的利用率極低，比如某供應商在工廠駐扎了5名服務人員，當該供應商有到貨時，這些人員就有工作，但沒有到貨時，這些人員就會閑置；比如跟車人員，每天跟著車輛在供應商和企業之間來回奔波、卸貨時候的等待，實際上這些時間均沒有產生任何價值。不僅僅是供應商的人員，包括廠內的人員、卸貨場地、倉庫、器具、裝卸貨設施，廠外的送貨車輛等，因為缺少整合規劃，其利用率都得不到保障，導致工廠的綜合運營成本很高。無論這些成本由供應商承擔還是企業自己承擔，都會體現在原材料的采購價格和產品的成本上。而通過建立第三方的物流組織（可以是真正的第三方物流公司，也可以是其他形式的公司，比如和供應商合作成立物流公司），對眾多供應商和工廠的物流業務進行統一規劃、運作和管理，可以獲得極大的整合收益。

04

夯實物流基礎
現有工廠的物流智能化是相對長期的目標，是持續改善的導向。對于大多數的現有制造工廠而言，當務之急是要以物流為主線，實現供應鏈上下游的協同運作，實現入廠物流、廠內物流和成品物流的協同，以提升工廠的運營效率。在這里，工廠的物流改造需要探討的不是數字化、智能化的課題，而是理順物流管理邏輯、夯實物流基礎的過程，這是現有工廠通往智能化道路上的“必補之課”。
當工廠處在頻繁缺貨的漩渦當中時，需要解決的是建立物流計劃與生產計劃的有效聯動，推動精細化的入廠物流管理，確保生產的安定化；當工廠產能無法滿足市場需求時，需要的是通過提高物流的響應能力和速度，建立準時化的物料供應機制，節約更多的面積用于擴大生產；當工廠庫存堆積如山時，需要的是建立合理有效的庫存策略，以引導庫存控制在合理的水平；當工廠成品庫存居高不下而又頻繁斷貨時，需要的是理順客戶需求和訂單管理，建立與生產、物流的協同機制，以實現有效的訂單優先級管理；當工廠自制件庫存高企、占用大量生產面積時，需要的是拉通內部價值流，實現物理上或者計劃上的聯通，減少內部物流斷點。
另一方面，現有工廠面臨的很多基礎性的問題，和數字化和智能化也沒有必然的關系。當工廠總是出現賬實不一致而導致管理混亂時，需要的是不斷完善物料清單，提升實物流和信息流的一致性和同步性；當工廠物料包裝五花八門、數量不準，導致物料接收、內部交接、點數、頻繁切換包裝、產線現場混亂等各種問題和浪費時，需要的是建立標準化、單元化、通用化的物料包裝標準；當工廠面臨各環節的物流現場混亂、效率低下且無法有效監控的管理時，需要的是建立各環節的物流運作標準和流程，使得物流運作“有法可依、違法可現”。

05

消除物流斷點
物流規劃的重點在于創建連續流，創造快速流動的基礎條件。如圖8-8所示，以物流為主線，從端到端的角度看待價值流，其本質是用合理的、較低的成本提供較高的交付服務水平，在這樣一個復雜系統中，整體均衡比局部高效更重要，全局協同比節點執行更重要。以物流為主線的價值流優化，應以計劃協同為驅動，實現時間和庫存的合理規劃，其目的在于準確地響應需求、縮短交付時間和降低庫存。因此，需要對物流過程進行整體的規劃，以實現端到端“事實上的平衡”。

圖8-8 以物流為主線的價值流圖

之所以說事實上的平衡，是因為企業不能“糾結”于理想的平衡或者理論上的平衡。物流端到端的過程就像是一條連續流生產線，對于一條真正的生產線，IE工程師會用秒表詳細記錄動作時間，精確的定義動作以縮短加工周期，并通過工位平衡的方法進行理想的生產線平衡率設定，這樣理論上每條線的實際產出能達到理論產出的90%甚至更高。但是實際運行的情況卻并沒有這么理想，因為實際運行過程中總會有各種干擾情況出現，各個工位會有不同程度的動作變異，工人技術熟練度和速度也有差異，導致工程師為平衡生產而做出的許多努力可能都是勞而無功。實際上，如果變異和干擾不能被消除，越是平衡的產線，其產出績效可能會越差。
對于一條平衡率接近理想平衡的產線而言，如果每個工位的有效產出是90%，那么整條產線的產出將是90%的N次方（N是產線的工位數），因此，比分秒必爭的工位平衡更為重要的，是在適當的工位平衡的基礎上，預留好工時的緩沖（比如對于某些經常有干擾的工位保留20%左右的保護性產能）、設置好庫存作為緩沖、管理好（削減）干擾和變異，以實現生產線整體產出最大化（而不是每個崗位產出最大化）。對于物流這條“生產線”而言，要實現整條“生產線”有效產出最大化，就要通過計劃協同、線路規劃、緩沖部署等措施，以實現整體效率的優化：
（1）計劃的協同
首先，通過供應鏈計劃有效平衡供需；其次，通過計劃的總體規劃，形成整個物流鏈上時間和庫存等緩沖的合理設置；第三，建立物流計劃和生產計劃的聯動響應。計劃是供應鏈和物流的引擎，有效的計劃管理是實現價值鏈優化的基本前提。
（2）物流模式和路線的規劃
對于入廠物流環節，是指到貨模式和入廠物流線路的規劃；對于廠內物流環節，是指內部物流動線、生產的連續流規劃，盡量減少生產和物流的斷點；對于成品物流環節，是指物流網絡和物流線路的規劃。
（3）緩沖的部署
為了應對物流過程中的各種異常，需要在必要的地方設置庫存和時間的緩沖。比如工廠的注塑車間因為設備數量、換型時間、經濟批量、產出節拍等原因無法與總裝線之間實現物理上的直接連接（連續流），所以需要在注塑車間和總裝車間之間設置必要的庫存作為緩沖，而這個庫存量的大小又取決于必要的緩沖時間，如果合理的緩沖時間是1天，則這個緩沖區內的庫存就需要滿足未來一天的生產計劃需求。對于整個物流鏈而言，庫存是有效銜接上下節點的橋梁，不是所有的節點都應該有庫存，也不是所有的節點上都可以沒有庫存，在A節點上有庫存B節點上或許就可以沒有庫存，究竟如何部署，需要通過系統規劃進行統一的部署，并設定必要節點上的庫存標準。

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發展專業化能力
建立物流管理組織，發展專業化能力。物流是端到端的思維，生產是“精確打擊”的思維，因此，生產人員一般是管理不好物流的，在工廠中應該具備單獨的物流管理組織，定義專業化的物流管理崗位，尤其應該重視物流規劃、物流流程、庫存管理、物流標準化以及物流自動化、數字化、智能化方面的人才培養和崗位建設。關于物流管理組織建設請參照第六章內容（6.2 智能工廠物流管理組織）。

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物流技術和設施應用
物流自動化、數字化、智能化方案和技術具有更廣的普適性和成熟度。生產系統的自動化、智能化改善，需要結合產品的具體制造工藝進行非標設計，特別是面對用戶的個性化產品，幾乎每類產品甚至每個具體的產品工藝都不一樣，各行業、各企業的生產設備都可能不一樣，無法大范圍的通用和推廣，所以投入自動化的難度較大，需要量身定制非標自動化、價格昂貴的智能設備。但物流系統雖然場景復雜，要滿足比如大件和小件、整進整出和整進散出、分揀出庫和直配崗位、各種尺寸規格的物料及產品單元等，經過物料包裝的標準化設計，以及物流運作流程的標準化設計之后，不同行業、不同企業、不同產品物流系統中的關鍵裝備、核心部件、控制系統和物流相關信息系統將具備很強的通用性，即便是非標系統的設計，也僅僅是外觀尺寸的差異，其核心動作依然是“輸送、轉向、進出、揀選、抓取、堆碼、定位、讀取”等，也正因為如此，相關技術和設施在不斷的應用過程中日趨成熟，這為工廠的物流智能化實現創造了極好的條件。
另一方面，現有工廠推進物流智能化改造，未必要一次性全部投入，可以按照“一次規劃，分步實施”的步驟。橫向上，可以先試點后復制，最大程度地降低投資風險。比如可以先試點一個產品線，成功運作并總結經驗后，再復制推廣到其他產品線或其他車間；自動化立體庫、輸送線、RGV、AGV系統等也都是基于模組的結構，具有較強的可擴展性和迭代性，可以分批投入，也可以實現不同階段技術的兼容。從縱向上，可以從一個環節、幾個環節依次或同步展開，比如可以先實施布局規劃，再實施自動化改造；先做好工廠內部的改造，再推廣到供應商的改造；先改善內部物流，再改善入廠物流和成品物流。只要物流系統規劃的邏輯正確，可以充分結合企業自身實際情況和試點情況進行節奏上的調整，把風險控制在較低的水平。
在現有工廠的物流智能化規劃和改造的過程中，應時刻把握“規劃是為了更好的運營”的價值導向，應用第三章中物流自動化導入分析模型等相關工具，選擇必要的節點進行改造試點和推廣，沒有必要非得一步到位。
物流自動化、數字化、智能化建設，是工廠實現價值飛躍的關鍵。當工廠具有清楚的物流邏輯，也具備了較好的物流管理基礎時，工廠就可以逐步推動物流自動化和數字化的建設。物流設施一般具有較好的通用性和柔性，運輸、搬運、裝卸、存儲、揀選、配送、工位對接等都具有比較成熟的技術應用。在具體實施物流自動化的過程中，需要注意以下幾點：
（1）通過物流自動化分析模型選擇合適的改造點，對于現有工廠而言，并非所有的節點都適合進行自動化改造，或者說某些節點上并不具備投資的價值；
（2）通過分析選擇合適的物流技術和設施，需要結合物料特征、流量、環境等具體分析，比如可能采用機械化、半自動化、自動化、智能化等不同層級的物流自動化設施，在連續輸送或者離散輸送、獨立存儲或者密集存儲、托盤存儲或者料箱存儲、自動揀選或者半自動輔助揀選等模式和技術中做出科學的選擇；
（3）盡可能選擇縱向上的自動化連接，選擇局部區域，比如某一個工廠、某一個車間或某一條產線，對物料卸貨-物料接收-物料檢驗-物料入庫-物料存儲-物料揀選-物料配送-物料上線-空容器回收整個過程進行系統的自動化規劃與試點。當然，在試點之前依然強調整體的規劃，以確保在試點的基礎上可以進行擴展和迭代；
（4）摒棄過去自動化就是“機器換人”的傳統觀念，物流自動化的核心價值在于端到端的貫通以實現快速的流動，減少物料流轉過程中的存儲、等待和斷點，縮短流轉時間，降低整個過程中的實物庫存。

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物流數字化
物流數字化是物流智能化改造的必然過程，物流智能化需要建立在物流數字化基礎之上。物流數字化的基本表現是物流過程全部“在線”、無紙化、數據采集與傳遞自動化、數據自動分析、風險與異常自動預警、可視化等。實質上，物流數字化是將工廠物流管理邏輯、經驗和知識固化到信息系統中的過程。物流數字化的前提是“要素上線”，要通過RFID或條碼的應用，實現物料及相關設備、人員的數字化，比如可感應的物料標簽、設備標簽、單據標簽及人員標簽等，實現人、機、料全部具備動態數據自動采集和雙向溝通的條件。物流數字化基礎包括物料、庫位、路徑、設施、人員等方面的數字化：
（1）物料數字化：物料的數字化一般通過包裝容器的數字化來實現。每一個物料在各個環節都需要指定唯一的容器和盛裝數量，通過在物料容器上粘貼條碼或者嵌入RFID的方式，實現物料信息的寫入和采集。在選擇和設計物料包裝容器時，需要結合讀碼技術和采集方式，明確定義物料標簽的位置并進行標準化設定，確保在物料流通過程中能高效地讀取數據。
（2）庫位數字化：這里的庫位是指廣義的庫位，即物料流動過程中的存放點和停頓點，比如卸貨場停車位、卸貨緩存位、待檢區、倉庫區和存儲庫位、分裝區、揀配區、線邊存放位等，這些物理位置需要能夠在信息系統中進行定義，利用空間定位技術在信息系統中虛擬標識，比如UWB（超寬帶）技術。并且對各個區域、各個庫位進行定位標識，便于物流運營過程中進行識別和定位。建立起各個區域之間的物理聯系和虛擬聯系，就形成了物流路徑的數字化。
（3）設施和人員數字化：智能化物流系統實際上是人、機、物的互聯和互動，需要實現相互之間的雙向溝通，因此，設施和人員也必然需要“在線”才能形成管理的連續性，盡量減少線下的工作流程。比如叉車、牽引車等機械化設備需要有標識其身份的RFID卡，便于對設備的調度和管理，設備上應該配置可顯示終端，顯示其具體的任務和指令，設備上還應該配置讀取設備，以實現和物料、庫存之間的信息互動，由此實現人-機-物-位置之間的數字化協同；人員也需要有固定的ID卡和身份定義，并通過手持終端或者移動終端接收和發出指令；由于設施和人員都配置有可感應標簽，因此可以對其路線、時間等進行分析并進行更為精準的安排和調度。
（4）數字化基礎：除了要有較好的數據化基礎之外，物流數字化要從數據采集、數據應用和數據智能三個方面逐步實現：數據采集是要建立物流全過程的數據采集能力，通過掃描設備、感應設備、拍照識別設備等實現動態數據自動采集；數據應用是要建立數據管理的結構與邏輯，結合物流管控的重點建立數據模型，將經驗和知識通過模型固化到系統和應用中，實現自動分析、預警和決策支持；數據智能需要搭建物流控制塔，建立物流管理平臺，在物流大數據的基礎上，實現物流計劃、調度、調整、協同、差異管理等方面的自主性，逐步向智能化邁進。

來源/上海天睿物流咨詢（ID：tianrui_logiwis）