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    【專家觀點】尹軍琪:機電類產品制造業物流的特點與難點

    時間:2022-11-01 10:56:00    作者:河南省物流協會    閱讀:

    01
    概述
     

    在制造業領域,有一大類產品為機電類產品,其范圍非常廣,包括機械設備、電氣設備、交通運輸工具、電子產品、電器產品、儀器儀表、金屬制品等及其零部件、元器件等。這是我國制造業的主要組成部分,據媒體報道,我國2021年機電類產品出口約2萬億美元,占我國外貿出口比重約60%。其中除了包括我們熟知的汽車、家電外,還包括飛機、火車(高鐵)、輪船等大型交通運輸機械類產品。

    我國的機電類產品制造企業比較分化,既有大型的高端產品,如高鐵、飛機、汽車等,也有大量的低端產品,如各種工具、電子電器產品等。其物流也體現出這一特點。大型企業的場內物流正在向自動化、智能化方向發展,而更多的中小企業,由于規模有限,其物流仍然停留在傳統的水平,缺乏規劃、缺乏管理、效率低下,并且也不受重視。

    本文論述機電類產品制造業物流的特點和難點,主要是針對大型機電產品制造業企業而言,然而其對中小企業也有一定的參考意義。之所以要將機電產品制造與其他產品,如食品、藥品、鞋服等區分開來,主要還是他們之間存在很大的差異。這種差異會導致生產組織、關鍵技術、物流組織和處理都有很大不同。

    02
    機電產品制造業物流的基本內容
     

    本文所講機電類產品制造業物流主要是指生產過程中的原材料、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。

    與其他類產品制造過程一樣,機電類產品制造過程也是從原料到成品的一個過程,主要包括零部件生產、半成品生產,以及整機裝配等過程。其中尤其以整機裝配最具有代表性。原料(包括各種零部件)從倉庫中發出,進入指定的生產單元進行加工或裝配,最終生產成品下線。在這一過程中,產生了一個特有的概念叫線邊庫。線邊庫就是生產線邊的原料暫存庫的簡稱。從配送中心過來的物料,按照生產用量,會分批次及時送達生產線邊。為了維持連續生產和提升生產效率,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,過大自然場地不允許,因為線邊的空間非常有限,過小的話,頻繁的補貨會使得物流非常吃力,甚至會影響生產的連續性。關于這一點,其實也對生產線的布置提出了需求,即生產線不能僅僅只考慮生產設備的需要,還要考慮物流作業的需求。然而,在實際生產線設計時,對物流需求的考慮往往不充分,這樣的結果就是在實際作業時,物流往往不能滿足生產的要求,或者是物流的成本過高。

     

    物流在機電生產制造車間的地位非常高。在我早年去德國參觀SEW的工廠時,負責接待的工程師告訴我,他們的工廠主要由兩部分組成,其一是生產系統,即構成整個生產功能的各車間及其生產設備和流程,其二是物流系統,即支撐整個生產流程的物流系統,由7個倉庫和相應的輸送系統構成。他詢問我參觀哪一部分,然后再確定參觀路線和參觀重點。由此可見,一個現代化的機電產品制造企業,物流是何等重要。事實上,物流在所有機電產品制造業中占有很大的比重,無論是設備投資還是空間的占用,其比重都不比生產系統少。然而,長期以來,我國的制造業,對物流的認識還沒有上升到這一高度,這也從一個側面反映我國制造業水平整體還是處于較低的水平。

    在工業制造4.0時代,物流對制造業的作用至關重要,物流系統本身的升級換代也變得非???。以汽車制造的總裝車間為例,過去的固定的流水線生產模式已被更為柔性化的生產線所取代,柔性化生產線的改變提升了系統應對定制化生產的能力,對物流也提出了更高的要求。表面上是物流的供給模式發生了巨大的變化,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性、可定制化、透明化、自動化等方面的升級。

    03
    機電產品制造業物流的特點
     

    長期以來,機電制造業物流往往屬于從屬地位,甚至不受重視。一個企業,要經過很長時間探索和實踐以后,才明白物流對于生產的重要性。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,但經過一段時間后,其重要性才逐漸體現出來。

    在大多數人的認知中,車間布局主要以生產工藝為主。因此,物流的設計,往往會在車間布局完成后才著手設計,這樣所受限制自然就很多,這是與流通領域明顯不同的。當然,很多車間設計,最終仍然要考慮物流的需求,否則就會導致生產無法進行。但這種限制始終客觀存在。

     

    機械制造業倉庫類型多樣,原料、外購件、半成品、成品等,每種類型倉庫面對的物料型式更是千變萬化。尤其是特型物料(長大件、非規則件、超重件等)往往占有相當大的比重。因此,這類物流系統的設計相對比較復雜。各種存儲技術,如立體庫、高架庫、平置庫等往往存在于一個工廠,多種立體庫的型式并存現象普遍,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,每個倉庫各有特點,對應了不同的生產車間和工藝。

    配送物料的多樣性和特殊性,使得自動配送變得困難。特別是異形件和長大件,對配送帶來很大困難。機械制造車間,一般環境均比較惡劣,灰塵、油漬不可避免,進一步加劇了配送的難度。無論是AGV還是穿梭車,均很難適應這樣的環境。

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

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

    以前我們理解的工廠物流,可能會影響生產效率,但在工業4.0時代,物流被賦予了新的意義,即物流對生產產品的質量產生影響。要理解這一點其實也不難,物料在存儲和配送過程中的質量保持,被認為是影響生產的基礎環節,而配送的準確性則被認為是保持生產質量更重要的環節。

    04
    機電產品制造業物流的難點
     

     

    機電制造業工廠物流的特點,其實即其難點。從規劃角度看,物流受生產線布置的限制是客觀存在的現實。物流與生產工藝緊密配合,物流應為生產服務,這是工廠物流的特殊性,也是其目標所在。如何全面了解生產工藝的要求,是完成物流設計的基礎性工作,這就是為什么對每一項生產物流的設計,都要花費更多的實踐去了解去體驗的根本原因,每一個產品的生產工藝往往是不同的,人們在其它項目獲得的經驗,往往不具備直接的借鑒和指導意義,更不用說照搬經驗了。生產物流還存在一個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起的。

     

    機電產品,尤其是一些大型機電產品,如汽車、高鐵、飛機、礦山機械、起重機、工程機械等,有些零件或部件不僅尺寸大,而且重量很中,對存儲和搬運都帶來很大困難,這是這類制造企業物流的難點之一。存儲方面,如何設計存儲單元,以應對各種規格尺寸的產品,并非一件容易的事情,無論是托盤載具、貨叉等零部件的設計,還是堆垛機、輸送機、AGV的整機設計,都面臨非標設計的挑戰,有些異型產品,如圓形件、長大件、大型軸承、模具、電機等,需要采用特殊的夾具才能完成搬運和儲存,對設計者來說更是一種挑戰。盡管車間一般會給物流留出一定空間,但往往空間有限,尤其是通道狹小,難以適應長大件的搬運。此外,長大件和重型零件,對現場搬運和操作都需要設計專門的工具才能完成,這對于物流設計者的確不是一件輕松的工作。

     

    對于一個大型的制造業企業來說,車間和倉庫往往不止一個,并且分布很廣。一方面是物流路線過長,不僅影響效率,更為重要的是大大增加了設備和運營成本,并且對物流技術的選擇帶來挑戰;另一方面是物料、托盤、工位器具等交叉搬運,順流、逆流兩個方向相互干涉,常常導致物流路線設計非常困難。這也是制造業工廠物流的難點之一。

     

    大型制造業一般采用流水線生產,生產節拍要求很嚴格,物流的作用是保證生產節拍的順利進行。這件事表面看沒有什么難度,但實際情況卻并非如此。生產工位經常會遇到缺貨或零部件存在質量問題要求換貨的情形,這就是一個巨大的挑戰。一方面,物流與生產要緊密協作,一旦發生問題,要求物流在最短時間做出響應,這就是所謂的管理透明化的需求,要求問題要同時呈現到各有關部門,并能快速有效做出反饋。另一方面,物流的響應時間要短,要將生產的影響降到最小。

     

    與流通領域不同,機電制造業生產物流雖然物流量往往不是很大,但其峰值往往很高,因為要求所有工位均要在開工前完成一次配送,流程越復雜、物料越多的車間,難度就越大。在設計時,要特別關注這一方面的需求。有時沒有辦法,只能采取提前上班的方式予以解決。實際上,對很多制造業企業來說,物流是最辛苦的部門。

    05
    結束語
     

     

    機電產品制造企業物流是一個特殊的行業,但同時也是一個市場廣大的行業。研究這一行業的物流解決辦法具有現實意義。

     

    總體而言,這一行業的廠內物流面對非標的挑戰往往是一種常態。不僅是每個具體企業的產品不同,工藝要求不同,而且是產品本身的非標程度很高。尤其是長大件、重型零部件的處理成為物流面對的難點。很多情況下,需要設計專門的物流設備,包括工具、托盤、貨叉、夾具等,這是其特點和難點所在。此外,多車間、多倉庫、逆向物流導致的一些列問題,如路線過長、線路過于復雜、物流技術選擇的多樣性等,都是其難點。

     

    研究機電產品制造企業物流解決方案,不僅要從理論方面入手,總結、歸納出共性的東西,而且更要深入實際,了解每個企業生產工藝對物流的需求是什么,了解每個企業的個性化的需求。這樣才能有效的解決問題。

     

    機電產品制造業物流的非標程度很高,因此,本文的分析,主要還是停留在概念方面,因為無法以一個具體的案例來說明這一問題的實質,所以只能放棄案例部分。每一位讀者應該知道的是,要完成機電產品制造企業物流系統的解決方案,是一項充滿挑戰性的工作,不僅需要有多方面的經驗,而且需要有腳踏實地的工作方法,從具體的企業入手,認真且充分調研,充分論證,才有可能取得期望的結果。

     

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