满足智能制造要求的物流供应链建设研究

为了实现中国制造强国目标，同时使企业更具竞争力，制造企业需要不断探索《中国制造2025》和“工业4.0”的实现路径。本文结合家电企业的具体规划案例，对“工业4.0”与《中国制造2025》环境下的智能制造及其对物流供应链的要求进行了阐述。

　　一、“工业4.0”与《中国制造2025》对于智能制造物流供应链的要求

　　《中国制造2025》的主要要求是智能制造，智能制造需要智能物流作为支撑，因此从智能制造纲要上提出未来发展迭代升级的四个段落:

　　第一，制造基础的智能化；

　　第二，产品装备的智能化；

　　第三，制造过程的智能化；

　　第四，智能制造下的模式转变（如图1）。

　　其中，物流贯穿始终，成为支撑智能制造的重要基础。

　　首先，制造基础的智能化是智能物流的基础。目前，中国智能物流的基础非常薄弱，虽然大家看到了很多标杆案例，但其中很多都是国外的案例，在中国真正做到智能制造并且能够把1.0到4.0这四个阶段很清晰地表现出来的企业还是凤毛麟角。

　　有一个具体的例子可以体现物流基础在智能制造中的重要性：如果包装标准化、单元化、容器通用化，没有向智能单元方向转变，那么在物料流动和交接过程中，物料处理还是需要点数和扫描，于是，“会说话的物料/产品”只会成为一句空话，企业信息系统也无法落地，即使自动化实现了，智能化仍遥不可及。

　　其次，产品装备智能化。从最近几年人们推动“智能工厂”建设的案例来看，很多企业走入了一个误区，他们认为购买先进的生产自动化装备或者物流自动化装备，并将其组合起来或者对接起来，就实现了“工业4.0”。事实上，结果证明：最终还只是局部优化，因为没有用物流逻辑将这些装备有效、有机、系统化地互联起来。

　　第三，过程智能化。众所周知，物流过程是动态的，所以需要在先期规划的时候，就要有物流动态平衡的规划和对于运营的考虑。但是很多企业在规划的时候是静态的，认为做出平面布局，将设备、区域分布之后就可以落地了，根本没有考虑到各个环节的流动性因素，忽略了整个过程；有些即使考虑到了流动性，也仅仅是用平均数的方式来测算，没有针对每个物料(每个产品)进行分析和规划（这在个性化制造的今天是不可原谅的），所以在物流落地模式上完全无法表达出来。到了后期工厂运营时，设备商、规划者已不在现场，企业物流管理者只能是“谁用谁知道”了。所以《中国制造2025》在物流方面的要求是：要实现物流系统数字化、网络化、智能化，物流动线分析、供应链逻辑过程必须要跟上。

　　第四，智能模式转变。智能制造的提出，显然需要考虑个性化制造和未来“互联网+”的大背景。于是，生产由工厂/产品为中心，转变为以消费者为中心，企业的响应机制、供应链模式、信息平台模式、制造批量策略和计划模式，甚至是组织结构，都将产生颠覆性的变化（海尔的互联工厂、美的的智能化工厂已经呈现出这种变化）。

　　实际上，当我们透过物流供应链思维去点评或者审视《中国制造2025》或“工业4.0”，就会发现以下4个关键点：

　　1. 无论时代如何变迁，科技如何进步，制造的本质没有变，就一个工厂而言，还是需要强调采购、制造、销售以及物料的流动过程。一个制造企业真正的使命，还是强调其供需平衡和端到端的交付能力（order to delivery，OTD）。所以，首先要求产品从研发开始就具有可制造性；然后强调物流的本质——产品具有可流动性；第三，制造过程必须精益化，才能够打通整条价值链体系。

　　2. 在《中国制造2025》与“工业4.0”里面，更体现了物流与供应链协同的重要性，尤其是供应链一体化的战略地位（比如，需要重点强调供应商物流能力和第三方物流的无缝对接与联动）。

　　3. 计划、信息与物流系统全流程管理，未来驱动企业制造-物流系统的是数据和信息，于是，企业运营体系不再是以员工为主，而是流程标准遵循的差异，以及对差异掌控和自我补偿与修复的能力。

　　4. 传统制造是系统（ERP）指挥物料，未来是物料指挥系统（不再是各个信息模块的拼凑，而是智能调节系统），这是“工业4.0”的本质区别；在这个过程中，企业无论是走德国“工业4.0”模式还是《中国制造2025》发展思维，都要回到制造的本质——强调精准交付。

　　二、案例分析：“工业4.0工厂”忽略物流规划导致的问题

　　如图2所示，一家中国吸尘器行业前三强的企业，想建设一个智能化工厂。在天睿咨询团队入驻之前，他们依靠自己的IE团队，按照过去的经验，请了建筑设计院、制造设备厂商、物流设备厂商等，做了完整的工厂布局规划，包括：成品智能化并线、成品智能化码垛、自动化立体库、注塑车间、电子与电机车间、总装车间、原材料零部件仓库以及其他配套建筑，甚至某几个点都已经动工了。

　　静态来看图2没有什么问题，但是，如果用实际运营的动态的思维分析，就容易发现其实存在很多问题：

　　1. 原材料到货后，卸货区卸货根本来不及，这个工厂的年产量超过1000万台，而卸货空间和能力远远不够；

　　2. 同样的道理，成品出货区只有16个车位，不但装卸货容易互相干涉，而且成品出货能力也远远不够，立体库出货只有4个出口，但是没有算过流量，尤其是月底出货的峰值期间；

　　3. 包装材料如何上装配线成为巨大的瓶颈，其卸货位置、存储空间、配送模式与路径、车辆周转空间等均无法满足；

　　4. 通过RGV总线把物料送到总装的40条线上，RGV根本跑不过来。比如上午8点要开始生产了，需要物料铺线，RGV上线一开始触发，即使提前备料，上线速度也被约束，动态上来不及，同时配送距离太远；

　　5. 没有测算入厂物流配送物料的流量，使得存储空间不够用；

　　6. 设备制造商并未充分考虑物料如何自动上线，彼此间信息如何交互；

　　7. 小批量、多批次的生产模式，决定了物料流动方式是整进散出的，但是，由于物流设备提供商对于制造业物流并不专业，还在用托盘式存储方式，既浪费了空间，又降低了物流效率；

　　8. 电机车间使用的物料应该存放在洁净的仓库环境中，并且由于物料种类繁多，应该考虑采用自动化立体库和智能化配送模式；

　　9. 成品下线问题不大，但是由于产品型号太多，KUKA机器人识别不出多种多样的产品，无法做到信息标准化和识别能力提升；

　　10. 规划时没有考虑信息系统的对接，以为现有的ERP系统可以搞定。

　　这家企业采用了号称中国或全世界顶级的设备商，尽管设备本身没有问题，但是没有用供应链-物流动态逻辑联动起来，就像一把珍珠没有通过一根丝线串起来，所以可以预测，如果采用上述方案，这个工厂建成之后显然跑不动。因此后续建设几乎完全颠覆了原有方案，今天新的工厂已经开始量产了。

　　从以上案例可以看到，很多企业都说自己投了多少钱，买了什么设备。但我们认为，凡是用钱买得到的都不能构成核心竞争力，企业需要练好内功，从一体化到智能化的物流-供应链规划和管理运营才是企业的内功。企业物流-供应链（尤其是信息体系和实物流动的动态对应）犹如人的“任督两脉”，如果没有打通，容易导致“不通则死”的结果。

　　专业的规划和运营团队都知道这样一句话：当一个企业是一张白纸的时候，100个人给出的100个方案都是对的，因为没有准则，但是有规划的理由；同时它也是错的，因为没有准则，系统不是最优化。而物流协同才是最首要的准则。我们认为，在规划过程中，应该是大物流小生产，而不是大生产小物流。虽然说运营过程中物流是为生产服务的，但是更多的应该去强调整个价值流的过程，因为生产只是物料在供应链上流转的一个小的环节，所占时间经常少于全部用时的5%。

　　所以面向《中国制造2025》的智能化工厂建设，并不仅仅是智能化本身，而是必须强调智能制造需求下的供应链一体化与智能化。

　　通常，企业规划人员在作规划的过程中容易忽略以下几个关键点： 

　　一是没有物流-供应链战略。而没有战略规划，再好的方案也没有依据、没有落点、没有升级路径；什么是对的，什么是错的，没有判断准则。所以面对“工业4.0”和《中国制造2025》，企业需要工业4.0战略，以及与之相适应的供应链战略和物流策略，之后才有库存策略、制造策略、交付策略、成本策略等。

　　二是供应链物流和整个价值链系统没有打通，只是强调局部功能性规划，强调了单个环节的自动化和智能化。而智能工厂需要的是从个性化需求开始，到智能化制造、智能化交付等全过程联动和智能化、可视化。

　　三是计划-物流-信息管理体系没有联动起来。智能工厂的信息平台不应该是简单的ERP+WMS+TMS+MES……而是一开始就进行平台化构建，而且是基于“工业4.0”工厂的系统化、互联互通化的价值导向下完成的。

　　四是没有强调企业的约束条件，或者说约束条件太多了。而智能工厂不是一蹴而就的，需要根据不同时期和发展阶段达到不同的迭代升级目的。

　　所以，在企业智能工厂规划过程中，需要强调以下4个关系：供应链中订单-计划-物流-信息联动的逻辑关系；各个环节库存管理的策略和数量关系；生产作业计划-物流作业计划的时间关系；物流配送的实物关系。把这些关系与构建的信息联动起来，是实现智慧工厂的必要基础。

　　因此，所谓的CPS（cyber physics system，信息物理网络系统），我们认为从企业的逻辑层到实物层，两者之间要是能对应起来的话，就可以认为具备了工业4.0的雏形。

　　三、不同行业实现智能制造的物流-供应链规划要点

　　很多人说不知道“工业4.0”到底是什么样，但是我们知道中国很多企业已经开始进行智能化改造了，比如三一重工；前不久，伊利宣布他们是国内第一家实现了智能制造的乳品企业。无论“工业4.0”或者《中国制造2025》，关键是强调与这个时代的适应性，而不是为了4.0而4.0。今天的中国是时代的国家，我们的产业是时代的产业，于是企业也是时代的企业。在今天这个时代的企业或者时代的行业里面，智能工厂也应该具有这个时代的适应性，因为未来已经发生。

　　据此，智能工厂的物流-供应链规划也是跟着时代发展去相匹配的。我们可以简单点评以下典型行业的状况:

　　◆ 在轨道交通行业，智能化潜力大，因为它的周期长、精度要求高，所以供应链难协调，自动化要求较高。

　　◆ 在汽车行业，智能化比例大，它强调精益制造、供应链一体化，稳定性强，所以容易形成系统化和智能化。

　　◆ 在家电行业，智能化空间大，供应链质量不稳定，尤其是供应商部分和汽车行业比相差极大，它的需求变数大，个性化定制比较多（正如海尔现在强调建设互联工厂，以期实现大规模定制）。由于是充分竞争性行业，在未来的家电行业，美的正在把家电做成快消品，所以强调的是快的消费体验；格力强调的是好的质量和技术；海尔强调的是模式的引领。企业的价值导向不一样，于是智能化导向和供应链导向也迥异不同。

　　◆ 在乳品行业，自动化程度是非常高的，要求原料来源可追溯、去向可查证，并且要求生产环境洁净卫生，人工参与相对比较少，但是供应链管理难度比较大，产品新鲜度管理和个性化难度较大。

　　◆ 在家居行业，个性化程度要求高，产品实行客户定制化，整个精益制造过程还没有形成体系。

　　所以说，对于企业而言，搞清楚自己需要什么样的供应链发展策略以及“工业4.0”战略，是非常重要的，而不是简单地说“我们做工业4.0了”，于是自动化、机器人一拥而上，这是不靠谱的。

　　四、智能工厂规划建设的几点建议

　　在企业智能工厂的规划过程中，有必要强调以下几点：

　　第一，强调智能工厂的先期概念设计，从而推动后期的布局联动。先把概念设计拿出来，再请一流的物流设备商以及制造设备商，根据概念设计提出工厂需要的解决方案。然后，方案集成方把这些解决方案放进一个系统里面，之后再去招标，而不是直接说工厂需要哪个产品，让设备厂商提供。因为设备厂商肯定会提供他们各自的核心模块，而工厂也有一个核心模块，两个或者多个核心模块堆在一起，可能不是相融合的，而是相冲突的。因此建议企业根据产品策略、供应链策略、物流策略、制造策略等来定义智能化的特征，这样工厂价值导向、厂房结构和工厂物流规划布局才可以获得合理的布局和梳理。价值导向决定了工厂的布局模式，那么采用什么样的物流体系，采用什么样的物流设备，就完全不一样了。

　　第二，脱离静态规划思维，一定要测算流量，要有动态规划；规划是为了运营，而不是仅仅为了规划而去规划。如果仅仅是拿出一张布满各类先进设备的图纸来，规划的人“高大上”了、舒服了，但运营的人却永远不舒服。

　　第三，摒弃经验导向的规划，强调智能工厂综合集成的专业度。从仿真、供应链物流、信息平台构建、制造设备几个维度，细分建设智能工厂的各个里程碑，必要时集成视野开阔的专业团队，而不仅仅是企业内部的某个部门。

　　如何实现“工业4.0”迭代升级之路，从时间横向坐标轴来看，须经过精益现场、精益产线、数字车间、智慧工厂、智慧供应链；从物流发展纵向坐标轴来看，须经过标准化、精益化、模块化、自动化、智能化；从企业内部维度来看，应该先做到容器通用化、物料单元化、包装标准化、按订单生产、计划刚性、均衡生产、准时采购、JIT生产配送、流线化作业、量化管理、计划-物流-信息一体化，再到智能物料互联、智能产品。现在很多企业想一步到位，说自己是智能供应链、智慧工厂、智能产品。而一步到位是不可能的，最终还是要看具体路径。