“互聯網+”時(shí)代的(de)到來(lái)，加快(kuài)了(le)工業品“定制化(huà)”的(de)步伐，個(gè)人(rén)消費産品如此，如汽車、電器、服裝等行業，企業産品也(yě)是如此，如飛(fēi)機、高(gāo)鐵等行業。物(wù)流系統本身就是一個(gè)非标系統，定制化(huà)的(de)程度本來(lái)就很高(gāo)，随著(zhe)“互聯網+”概念的(de)迅速普及，物(wù)流裝備如何借助于互聯網快(kuài)速升級以适應日趨激烈的(de)市場(chǎng)競争變得(de)日益迫切。

        互聯網時(shí)代與傳統時(shí)代的(de)一個(gè)明(míng)顯不同就是：距離短了(le)，時(shí)間快(kuài)了(le)。對(duì)于制造業來(lái)講，由于市場(chǎng)需求個(gè)性化(huà)趨勢使然，過去的(de)“規模化(huà)生産”正向“定制化(huà)生産”轉變，同時(shí)，市場(chǎng)信息全覆蓋的(de)趨勢也(yě)越來(lái)越明(míng)顯。在國内，東西部的(de)距離，在世界，東西方的(de)距離，都在迅速變小，市場(chǎng)信息在互聯網時(shí)代，更是逐漸演變成“零距離”。

        在這(zhè)種情況下(xià)，一方面，市場(chǎng)對(duì)定制化(huà)的(de)需求越來(lái)越強烈，大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)制造成本；另一方面，則是市場(chǎng)競争越來(lái)越激烈，地域之間的(de)綜合差距越來(lái)越小，發達地區(qū)的(de)技術優勢往往難以抵擋欠發達地區(qū)的(de)成本優勢的(de)沖擊，尤其對(duì)于技術難度較低的(de)産品更是如此。物(wù)流裝備大(dà)多(duō)屬于這(zhè)種情況。

        01定制化(huà)是基本特征

        物(wù)流集成系統的(de)定制化(huà)是其基本特征，與單純的(de)産品定制化(huà)不同，一方面是系統的(de)差異，即整體的(de)差異；另一方面才是産品級别的(de)差異。

        系統差異方面。由于行業不同、處理(lǐ)的(de)物(wù)料對(duì)象不同、流程不同、規模不同、地理(lǐ)位置不同、溫度不同、管理(lǐ)方式不同、基礎條件不同等，世界上幾乎沒有兩座完全一樣的(de)物(wù)流集成系統。除了(le)個(gè)别情況外，基本相似的(de)系統也(yě)是極其少見的(de)。正是這(zhè)種獨特性，才顯示出物(wù)流集成系統的(de)規劃設計變得(de)至關重要，并成爲一項專門的(de)工作。

        産品差别方面。一部分(fēn)原因是由于系統選型的(de)不同所導緻的(de)，如貨架的(de)高(gāo)度及規格尺寸和(hé)單元重量；堆垛機高(gāo)度、載貨台型式、起升與運行速度和(hé)加速度、作業能力；叉車的(de)型式和(hé)額定載荷；輸送機的(de)寬度、速度、輸送能力、分(fēn)段長(cháng)度、分(fēn)流與合流方式等。這(zhè)些差異都是由于系統變化(huà)直接導緻的(de)。另一部分(fēn)卻是由于客戶的(de)定制化(huà)需求所決定的(de)，如設備的(de)顔色搭配方案等，這(zhè)些與系統的(de)關聯不大(dà)。盡管物(wù)流技術有一定的(de)通(tōng)用(yòng)性，但這(zhè)種定制化(huà)的(de)需求，一方面導緻了(le)産品的(de)變化(huà)豐富多(duō)彩，給規模化(huà)生産帶來(lái)了(le)困難；另一方面，不同類型的(de)産品，或同一類型産品的(de)不同組成部分(fēn)，導緻其定制化(huà)的(de)含義發生了(le)改變。

        貨架是物(wù)流系統的(de)最常見的(de)設備之一，也(yě)是最簡單的(de)設備之一，但貨架的(de)定制化(huà)程度依然非常高(gāo)，包括貨架型式、尺寸、顔色、承載能力等多(duō)個(gè)方面。即使是非常類似的(de)兩個(gè)物(wù)流集成系統，也(yě)會出現明(míng)顯的(de)差異。

        有人(rén)認爲貨架生産簡單，這(zhè)是一種對(duì)貨架生産不了(le)解的(de)表現。事實上，貨架的(de)設計、計算(suàn)非常複雜(zá)，生産過程的(de)質量控制也(yě)非常難，如對(duì)軋機的(de)要求、材料的(de)要求、溫度的(de)要求、表面處理(lǐ)的(de)要求以及孔型、連接方式、安全防護的(de)要求等，都需要有專業的(de)知識和(hé)經驗。沒有這(zhè)些專業知識和(hé)經驗，所生産的(de)貨架，不僅質量難以保障，成本難以控制，而且其安全性也(yě)難以保障。

        巷道堆垛機是一套複雜(zá)的(de)系統，其定制化(huà)體現在多(duō)個(gè)方面，簡單的(de)如尺寸、承載能力、結構型式、托盤型式、貨物(wù)尺寸、貨叉型式、配色要求、巷道寬度、巷道長(cháng)度、貨架高(gāo)度等，複雜(zá)的(de)如材質要求、安全性要求、速度與加速度要求、作業能力要求、故障處理(lǐ)能力要求、聯網要求、接口要求、可(kě)靠性要求等。

        爲什(shén)麽不同廠家的(de)堆垛機價格上有很大(dà)的(de)差異，除去進口因素之外，系統的(de)構成、性能參數和(hé)加工工藝是導緻巨大(dà)差異的(de)根本原因。這(zhè)些差異也(yě)反映在産品的(de)性能方面。

        其它産品，如輸送機、分(fēn)揀機、AGV（包括kiva）的(de)情況也(yě)是如此。其定制化(huà)的(de)特征非常突出。這(zhè)是物(wù)流裝備的(de)普遍情況。盡管不同類型的(de)産品，其定制化(huà)的(de)要求和(hé)程度不同，但定制化(huà)是其共同的(de)特征。

        物(wù)流裝備定制化(huà)的(de)特征，加上我國物(wù)流裝備産業的(de)集約化(huà)程度不高(gāo)，是導緻生産效率低下(xià)，産品成本居高(gāo)不下(xià)的(de)根本原因。随著(zhe)市場(chǎng)競争的(de)加劇，行業利潤逐年走低，如何在保證質量的(de)前提下(xià)降低成本，成爲行業面臨的(de)首要問題。

        02規模化(huà)生産是必然出路

        長(cháng)期以來(lái)，我國物(wù)流裝備行業小、散、亂的(de)局面一直沒有發生根本改變。随著(zhe)物(wù)流市場(chǎng)需求的(de)快(kuài)速增長(cháng)，尤其是電子商務的(de)快(kuài)速發展對(duì)物(wù)流裝備帶來(lái)的(de)需求的(de)激增，使得(de)物(wù)流裝備行業在過去10多(duō)年間呈現出欣欣向榮的(de)态勢。不僅市場(chǎng)總體需求每年以超過30%以上的(de)增長(cháng)，參與的(de)企業也(yě)是如雨(yǔ)後春筍般湧現，2015年以來(lái)，資本市場(chǎng)對(duì)物(wù)流和(hé)物(wù)流裝備行業産生了(le)濃厚的(de)興趣，從另一方向促進了(le)物(wù)流裝備業以驚人(rén)的(de)速度迅猛發展。我國的(de)物(wù)流裝備市場(chǎng)需求，在2016年前後即已經位居世界4個(gè)主要市場(chǎng)的(de)前列，成爲發展速度最快(kuài)的(de)單一市場(chǎng)，這(zhè)4個(gè)市場(chǎng)分(fēn)别是歐盟，亞洲（主要是日韓），北(běi)美(měi)和(hé)中國。

        面對(duì)日益激烈的(de)市場(chǎng)競争和(hé)定制化(huà)需求的(de)現實，規模化(huà)生産仍然是大(dà)幅度降低生産成本的(de)首要途徑。

        何爲規模化(huà)生産？這(zhè)個(gè)問題并不難回答(dá)。自福特和(hé)豐田推出流水(shuǐ)線生産的(de)理(lǐ)念後，世界汽車業就進入工業化(huà)的(de)大(dà)規模生産階段。并且取得(de)了(le)顯著成效。這(zhè)一理(lǐ)念迅速被推廣到其它行業，由此推動了(le)世界工業化(huà)快(kuài)速發展。

        規模化(huà)生産不僅大(dà)幅度降低了(le)生産過程的(de)成本，而且降低了(le)整個(gè)供應鏈的(de)總體成本。如設計成本的(de)攤銷，采購(gòu)成本的(de)下(xià)降，運輸與倉儲成本的(de)下(xià)降，管理(lǐ)成本的(de)下(xià)降，銷售成本的(de)下(xià)降等。尤其是引入機器人(rén)以後，生産成本進一步下(xià)降。以貨架橫梁的(de)焊接爲例，一個(gè)工人(rén)一天的(de)焊接能力可(kě)以達到150根，成本可(kě)以下(xià)降到1~2元/根，但如果一天的(de)生産規模隻有50根的(de)話(huà)，工人(rén)的(de)成本将因爲沒有規模化(huà)而增加數倍，如果采用(yòng)機器人(rén)生産，産能會進一步增加，成本攤銷會低于1元/根。規模化(huà)生産大(dà)幅度降低了(le)産品生産過程的(de)人(rén)工成本和(hé)設備成本，這(zhè)一部分(fēn)成本對(duì)于不同領域和(hé)不同産品而言，占總成本的(de)50%甚至更高(gāo)。

        規模化(huà)流水(shuǐ)線生産的(de)核心思想是讓一個(gè)人(rén)隻幹很少的(de)一部分(fēn)工作，并不斷重複。大(dà)幅度降低生産準備和(hé)切換的(de)時(shí)間，從而提升生産效率。一般情況下(xià)，流水(shuǐ)線生産生産效率會是普通(tōng)生産的(de)1~5倍，不同的(de)工種差異很大(dà)。

        然而，規模化(huà)與定制化(huà)是一對(duì)矛盾，如何解決這(zhè)一矛盾，則是所有參與企業最爲關心的(de)問題。從系統設計角度看，要實現規模化(huà)生産，必須要減少設備的(de)種類和(hé)規格，使每一類産品的(de)需求構成規模，這(zhè)與定制化(huà)其實是背道而馳的(de)，因爲未來(lái)的(de)市場(chǎng)趨勢應是豐富的(de)和(hé)多(duō)樣化(huà)的(de)。從制造業生态環境的(de)構成角度看，要大(dà)幅度減少産品的(de)同質化(huà)，明(míng)确分(fēn)工，使每一類産品的(de)生産大(dà)幅度集中，每一個(gè)參與者都應朝專業化(huà)和(hé)集約化(huà)方向發展，改變制造業小、散、亂的(de)局面，但從現實情況看，情況不容樂(yuè)觀。我國的(de)貨架、堆垛機、叉車、托盤、分(fēn)揀機、輸送機、AGV等主要産品的(de)生産廠家不下(xià)1000家，分(fēn)布非常廣，集約化(huà)程度雖有增加，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這(zhè)也(yě)導緻我國物(wù)流裝備和(hé)系統集成企業的(de)産值普遍不大(dà)，短期内看不到出現世界級企業的(de)希望。

        03模塊化(huà)和(hé)标準化(huà)是解決之道

        物(wù)流裝備品類繁多(duō)，千變萬化(huà)，面對(duì)定制化(huà)和(hé)規模化(huà)這(zhè)一對(duì)矛盾，采用(yòng)模塊化(huà)設計和(hé)标準化(huà)是唯一途徑。

        模塊化(huà)的(de)概念非常好理(lǐ)解，就是将一個(gè)整體進行有效分(fēn)解，使其由一個(gè)一個(gè)獨立的(de)模塊構成。就像日常生活中的(de)搭積木(mù)。模塊化(huà)設計大(dà)幅度降低了(le)系統設計的(de)難度。

        在軟件設計中，模塊化(huà)是将系統分(fēn)解爲一個(gè)一個(gè)的(de)功能塊，分(fēn)别進行調試，然後整合成爲一個(gè)整體。模塊化(huà)不僅解決了(le)軟件開發的(de)分(fēn)工問題，使項目組可(kě)以同時(shí)進行開發與測試，而且一個(gè)模塊出現問題，不會影(yǐng)響其它模塊的(de)正常運轉。

        在産品設計中，模塊化(huà)也(yě)是如此。因爲任何複雜(zá)的(de)産品均可(kě)分(fēn)解爲不同的(de)模塊組成。産品的(de)多(duō)樣性僅僅是模塊的(de)不同組合型式而已，這(zhè)是模塊化(huà)之所以能夠解決規模化(huà)和(hé)定制化(huà)矛盾的(de)原因。

        當然，實際生産中，模塊不可(kě)能無限的(de)多(duō)，并且過多(duō)的(de)模塊本身就與規模化(huà)生産互相矛盾。并非任何産品都可(kě)以由标準的(de)模塊所組成，如堆垛機的(de)立柱，它的(de)尺寸往往要與場(chǎng)地相結合，立柱高(gāo)度就是一個(gè)非标值，這(zhè)時(shí)，強制進行标準化(huà)，不僅沒有必要，反而會增加生産和(hé)管理(lǐ)成本。

        産品的(de)模塊化(huà)旨在大(dà)幅度降低其“非标”的(de)比重或非标的(de)程度，從總體角度的(de)100%降低到30%或更低，即已經達到了(le)規模化(huà)生産的(de)要求。即使是像堆垛機的(de)立柱，也(yě)應在結構型式、承載能力、接口型式、尺寸等方面做(zuò)到标準化(huà)和(hé)參數化(huà)，一方面使其設計難度大(dà)幅度降低，另一方面，減少備料的(de)難度。甚至還(hái)可(kě)以将立柱進行進一步的(de)模塊化(huà)，使其由若幹标準段和(hé)非标段所構成，降低非标的(de)程度。

        什(shén)麽是“标準化(huà)”？“标準化(huà)”的(de)定義是：“爲了(le)在一定範圍内獲得(de)最佳秩序，對(duì)現實問題或潛在問題制定共同使用(yòng)和(hé)重複使用(yòng)的(de)條款的(de)活動。”這(zhè)是一個(gè)比較拗口和(hé)抽象的(de)定義。其實所謂标準化(huà)的(de)主要含義，在生産領域，主要是對(duì)産品所要遵循的(de)技術要求，質量要求和(hé)接口要求提供一緻指南(nán)。

        标準的(de)範圍非常廣，可(kě)以是設計手段，數據接口，機械接口，材料選擇，适應場(chǎng)合，承載能力，功率輸出等多(duō)個(gè)方面。對(duì)模塊化(huà)設計而言，标準化(huà)是其基礎。标準化(huà)不僅是對(duì)不同設計者而言，遵循同樣的(de)标準可(kě)以簡化(huà)過程，順利完成對(duì)接，如電機的(de)功率、基座型式、傳動軸方式等，而且可(kě)以大(dà)幅度增加模塊的(de)複用(yòng)，從而爲規模化(huà)生産創造條件。

        标準化(huà)在物(wù)流裝備行業不同專業間的(de)應用(yòng)是非常廣的(de)。如托盤、叉車、貨架、堆垛機等産品的(de)标準化(huà)，已經形成全行業共同遵循的(de)一系列标準。然而，産品本身的(de)模塊設計卻參差不齊，這(zhè)與具體企業的(de)規模、能力、管理(lǐ)和(hé)認知有很大(dà)關系。

        有人(rén)說，标準化(huà)程度的(de)高(gāo)低是一個(gè)國家和(hé)一個(gè)行業制造水(shuǐ)平的(de)體現，對(duì)物(wù)流裝備何嘗不是如此。如何理(lǐ)解标準化(huà)和(hé)應用(yòng)标準化(huà)，應是一個(gè)長(cháng)期的(de)過程。

        04主動迎接新時(shí)代的(de)挑戰

        上世紀90年代，計算(suàn)機輔助設計與制造（CAD/CAM）發展如火如荼，徹底改變了(le)過去的(de)設計理(lǐ)念和(hé)方法，也(yě)爲模塊設計和(hé)标準化(huà)打下(xià)了(le)基礎。

        在互聯網+時(shí)代，随著(zhe)智能制造理(lǐ)念的(de)提出，尤其是人(rén)工智能理(lǐ)念的(de)提出與應用(yòng)，計算(suàn)機輔助設計與制造達到了(le)一個(gè)新的(de)高(gāo)度，設計手段和(hé)生産手段均發生了(le)根本性的(de)改變。

        在設計環節，智能設計提供了(le)更多(duō)的(de)選擇，并且爲每一個(gè)設計方案提供了(le)從力學計算(suàn)到計算(suàn)機仿真到計算(suàn)機輔助樣機制造（如3D打印技術的(de)應用(yòng)）、實驗驗證等全部過程。許多(duō)新的(de)結構形式，在以前都是奇思妙想，或不可(kě)思議(yì)的(de)東西，将成爲現實。最優化(huà)的(de)産品設計成爲可(kě)能。計算(suàn)機仿真技術的(de)應用(yòng)，大(dà)幅度縮短了(le)新産品研發的(de)時(shí)間，而以3D打印技術爲代表的(de)新制造技術的(de)應用(yòng)，則爲樣機制造和(hé)高(gāo)難度零件加工提供了(le)全新的(de)方法。不僅設計研發成本大(dà)大(dà)降低，而且設計研發難度也(yě)大(dà)大(dà)降低。随著(zhe)AI技術的(de)研究不斷深入，智能化(huà)成爲設計研究的(de)主要技術手段，未來(lái)的(de)設計研發将會更加快(kuài)速、全面、有效、徹底。

        在生産環節，無人(rén)化(huà)的(de)制造系統達到了(le)一個(gè)新的(de)高(gāo)度。機器人(rén)制造、智能化(huà)的(de)物(wù)流系統、透明(míng)化(huà)的(de)信息管理(lǐ)系統、柔性化(huà)的(de)生産制造系統，一方面使得(de)定制化(huà)生産難度大(dà)大(dà)降低，準确性和(hé)質量大(dà)大(dà)提升，另一方面，使得(de)制造成本進一步下(xià)降，響應速度進一步提升。以人(rén)工智能參與管理(lǐ)的(de)新興制造系統，将徹底改變過去人(rén)工管理(lǐ)下(xià)生産切換效率低的(de)問題和(hé)質量難以保證的(de)問題。柔性化(huà)的(de)生産線将取代傳統的(de)流水(shuǐ)線，機器人(rén)将大(dà)部分(fēn)取代人(rén)的(de)工作。先進的(de)制造系統的(de)标志将是柔性化(huà)、無人(rén)化(huà)和(hé)智能化(huà)。

        大(dà)規模定制化(huà)，在20年前可(kě)能隻是一個(gè)理(lǐ)念，但今天，已經是每個(gè)制造業企業所必須面對(duì)的(de)選擇，物(wù)流制造行業也(yě)是如此。