01 概述

        在制造業領域，有一大(dà)類産品爲機電類産品，其範圍非常廣，包括機械設備、電氣設備、交通(tōng)運輸工具、電子産品、電器産品、儀器儀表、金屬制品等及其零部件、元器件等。這(zhè)是我國制造業的(de)主要組成部分(fēn)，據媒體報道，我國2021年機電類産品出口約2萬億美(měi)元，占我國外貿出口比重約60%。其中除了(le)包括我們熟知的(de)汽車、家電外，還(hái)包括飛(fēi)機、火車（高(gāo)鐵）、輪船等大(dà)型交通(tōng)運輸機械類産品。

        我國的(de)機電類産品制造企業比較分(fēn)化(huà)，既有大(dà)型的(de)高(gāo)端産品，如高(gāo)鐵、飛(fēi)機、汽車等，也(yě)有大(dà)量的(de)低端産品，如各種工具、電子電器産品等。其物(wù)流也(yě)體現出這(zhè)一特點。大(dà)型企業的(de)場(chǎng)内物(wù)流正在向自動化(huà)、智能化(huà)方向發展，而更多(duō)的(de)中小企業，由于規模有限，其物(wù)流仍然停留在傳統的(de)水(shuǐ)平，缺乏規劃、缺乏管理(lǐ)、效率低下(xià)，并且也(yě)不受重視。

        本文論述機電類産品制造業物(wù)流的(de)特點和(hé)難點，主要是針對(duì)大(dà)型機電産品制造業企業而言，然而其對(duì)中小企業也(yě)有一定的(de)參考意義。之所以要将機電産品制造與其他(tā)産品，如食品、藥品、鞋服等區(qū)分(fēn)開來(lái)，主要還(hái)是他(tā)們之間存在很大(dà)的(de)差異。這(zhè)種差異會導緻生産組織、關鍵技術、物(wù)流組織和(hé)處理(lǐ)都有很大(dà)不同。

02 機電産品制造業物(wù)流的(de)基本内容

        本文所講機電類産品制造業物(wù)流主要是指生産過程中的(de)原材料、半成品、外購(gòu)件等物(wù)料的(de)物(wù)流，制成品物(wù)流不在本文討(tǎo)論範圍。

        與其他(tā)類産品制造過程一樣，機電類産品制造過程也(yě)是從原料到成品的(de)一個(gè)過程，主要包括零部件生産、半成品生産，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(de)生産單元進行加工或裝配，最終生産成品下(xià)線。在這(zhè)一過程中，産生了(le)一個(gè)特有的(de)概念叫線邊庫。線邊庫就是生産線邊的(de)原料暫存庫的(de)簡稱。從配送中心過來(lái)的(de)物(wù)料，按照(zhào)生産用(yòng)量，會分(fēn)批次及時(shí)送達生産線邊。爲了(le)維持連續生産和(hé)提升生産效率，在線邊需要保留一定的(de)原材料和(hé)零部件庫存，這(zhè)就是線邊庫的(de)基本作用(yòng)。很顯然，線邊庫要恰如其分(fēn)，過大(dà)自然場(chǎng)地不允許，因爲線邊的(de)空間非常有限，過小的(de)話(huà)，頻(pín)繁的(de)補貨會使得(de)物(wù)流非常吃(chī)力，甚至會影(yǐng)響生産的(de)連續性。關于這(zhè)一點，其實也(yě)對(duì)生産線的(de)布置提出了(le)需求，即生産線不能僅僅隻考慮生産設備的(de)需要，還(hái)要考慮物(wù)流作業的(de)需求。然而，在實際生産線設計時(shí)，對(duì)物(wù)流需求的(de)考慮往往不充分(fēn)，這(zhè)樣的(de)結果就是在實際作業時(shí)，物(wù)流往往不能滿足生産的(de)要求，或者是物(wù)流的(de)成本過高(gāo)。

        物(wù)流在機電生産制造車間的(de)地位非常高(gāo)。在我早年去德國參觀SEW的(de)工廠時(shí)，負責接待的(de)工程師告訴我，他(tā)們的(de)工廠主要由兩部分(fēn)組成，其一是生産系統，即構成整個(gè)生産功能的(de)各車間及其生産設備和(hé)流程，其二是物(wù)流系統，即支撐整個(gè)生産流程的(de)物(wù)流系統，由7個(gè)倉庫和(hé)相應的(de)輸送系統構成。他(tā)詢問我參觀哪一部分(fēn)，然後再确定參觀路線和(hé)參觀重點。由此可(kě)見，一個(gè)現代化(huà)的(de)機電産品制造企業，物(wù)流是何等重要。事實上，物(wù)流在所有機電産品制造業中占有很大(dà)的(de)比重，無論是設備投資還(hái)是空間的(de)占用(yòng)，其比重都不比生産系統少。然而，長(cháng)期以來(lái)，我國的(de)制造業，對(duì)物(wù)流的(de)認識還(hái)沒有上升到這(zhè)一高(gāo)度，這(zhè)也(yě)從一個(gè)側面反映我國制造業水(shuǐ)平整體還(hái)是處于較低的(de)水(shuǐ)平。

        在工業制造4.0時(shí)代，物(wù)流對(duì)制造業的(de)作用(yòng)至關重要，物(wù)流系統本身的(de)升級換代也(yě)變得(de)非常快(kuài)。以汽車制造的(de)總裝車間爲例，過去的(de)固定的(de)流水(shuǐ)線生産模式已被更爲柔性化(huà)的(de)生産線所取代，柔性化(huà)生産線的(de)改變提升了(le)系統應對(duì)定制化(huà)生産的(de)能力，對(duì)物(wù)流也(yě)提出了(le)更高(gāo)的(de)要求。表面上是物(wù)流的(de)供給模式發生了(le)巨大(dà)的(de)變化(huà)，由過去單一模式變化(huà)爲多(duō)種模式，而更深層次的(de)變化(huà)則是物(wù)流的(de)及時(shí)性、可(kě)定制化(huà)、透明(míng)化(huà)、自動化(huà)等方面的(de)升級。

03 機電産品制造業物(wù)流的(de)特點

        長(cháng)期以來(lái)，機電制造業物(wù)流往往屬于從屬地位，甚至不受重視。一個(gè)企業，要經過很長(cháng)時(shí)間探索和(hé)實踐以後，才明(míng)白物(wù)流對(duì)于生産的(de)重要性。所以，我們看到的(de)情況往往是，物(wù)流部門一開始是不受重視的(de)，但經過一段時(shí)間後，其重要性才逐漸體現出來(lái)。

        在大(dà)多(duō)數人(rén)的(de)認知中，車間布局主要以生産工藝爲主。因此，物(wù)流的(de)設計，往往會在車間布局完成後才著(zhe)手設計，這(zhè)樣所受限制自然就很多(duō)，這(zhè)是與流通(tōng)領域明(míng)顯不同的(de)。當然，很多(duō)車間設計，最終仍然要考慮物(wù)流的(de)需求，否則就會導緻生産無法進行。但這(zhè)種限制始終客觀存在。

        機械制造業倉庫類型多(duō)樣，原料、外購(gòu)件、半成品、成品等，每種類型倉庫面對(duì)的(de)物(wù)料型式更是千變萬化(huà)。尤其是特型物(wù)料（長(cháng)大(dà)件、非規則件、超重件等）往往占有相當大(dà)的(de)比重。因此，這(zhè)類物(wù)流系統的(de)設計相對(duì)比較複雜(zá)。各種存儲技術，如立體庫、高(gāo)架庫、平置庫等往往存在于一個(gè)工廠，多(duō)種立體庫的(de)型式并存現象普遍，配送到線邊的(de)難度很大(dà)。以SEW德國工廠爲例，有鋼材原料庫（長(cháng)大(dà)件，分(fēn)爲線材和(hé)闆材庫兩種），毛坯庫（重型爲主），半成品庫，外購(gòu)件庫，成品油漆後緩存庫，包裝後成品緩存庫等，每個(gè)倉庫各有特點，對(duì)應了(le)不同的(de)生産車間和(hé)工藝。

        配送物(wù)料的(de)多(duō)樣性和(hé)特殊性，使得(de)自動配送變得(de)困難。特别是異形件和(hé)長(cháng)大(dà)件，對(duì)配送帶來(lái)很大(dà)困難。機械制造車間，一般環境均比較惡劣，灰塵、油漬不可(kě)避免，進一步加劇了(le)配送的(de)難度。無論是AGV還(hái)是穿梭車，均很難适應這(zhè)樣的(de)環境。

        線邊庫是制造業工廠物(wù)流的(de)一個(gè)特點。有時(shí)，爲了(le)充分(fēn)利用(yòng)有限的(de)空間，不得(de)不采用(yòng)配方托盤的(de)型式進行配送，所謂配方托盤是指按照(zhào)生産節拍(pāi)要求，将多(duō)種物(wù)料按比例組合在一個(gè)托盤上，這(zhè)樣就解決了(le)線邊庫空間小，配送不及時(shí)的(de)問題。

        柔性化(huà)的(de)要求是工廠物(wù)流的(de)一個(gè)特點。尤其是到工位的(de)配送，國外早在90年代即已經考慮采用(yòng)AGV等柔性設備完成到工位的(de)配送。在工業4.0的(de)要求下(xià)，不僅要做(zuò)到柔性化(huà)，還(hái)要透明(míng)化(huà)。即整個(gè)物(wù)流過程是透明(míng)的(de)。不僅配送過程透明(míng)，整個(gè)庫存也(yě)是透明(míng)的(de)。

        以前我們理(lǐ)解的(de)工廠物(wù)流，可(kě)能會影(yǐng)響生産效率，但在工業4.0時(shí)代，物(wù)流被賦予了(le)新的(de)意義，即物(wù)流對(duì)生産産品的(de)質量産生影(yǐng)響。要理(lǐ)解這(zhè)一點其實也(yě)不難，物(wù)料在存儲和(hé)配送過程中的(de)質量保持，被認爲是影(yǐng)響生産的(de)基礎環節，而配送的(de)準确性則被認爲是保持生産質量更重要的(de)環節。

04 機電産品制造業物(wù)流的(de)難點

        機電制造業工廠物(wù)流的(de)特點，其實即其難點。從規劃角度看，物(wù)流受生産線布置的(de)限制是客觀存在的(de)現實。物(wù)流與生産工藝緊密配合，物(wù)流應爲生産服務，這(zhè)是工廠物(wù)流的(de)特殊性，也(yě)是其目标所在。如何全面了(le)解生産工藝的(de)要求，是完成物(wù)流設計的(de)基礎性工作，這(zhè)就是爲什(shén)麽對(duì)每一項生産物(wù)流的(de)設計，都要花費更多(duō)的(de)實踐去了(le)解去體驗的(de)根本原因，每一個(gè)産品的(de)生産工藝往往是不同的(de)，人(rén)們在其它項目獲得(de)的(de)經驗，往往不具備直接的(de)借鑒和(hé)指導意義，更不用(yòng)說照(zhào)搬經驗了(le)。生産物(wù)流還(hái)存在一個(gè)不斷叠代和(hé)完善的(de)過程，這(zhè)需要物(wù)流做(zuò)積極的(de)配合，有些完善甚至是由物(wù)流發起的(de)。

        機電産品，尤其是一些大(dà)型機電産品，如汽車、高(gāo)鐵、飛(fēi)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(dà)，而且重量很中，對(duì)存儲和(hé)搬運都帶來(lái)很大(dà)困難，這(zhè)是這(zhè)類制造企業物(wù)流的(de)難點之一。存儲方面，如何設計存儲單元，以應對(duì)各種規格尺寸的(de)産品，并非一件容易的(de)事情，無論是托盤載具、貨叉等零部件的(de)設計，還(hái)是堆垛機、輸送機、AGV的(de)整機設計，都面臨非标設計的(de)挑戰，有些異型産品，如圓形件、長(cháng)大(dà)件、大(dà)型軸承、模具、電機等，需要采用(yòng)特殊的(de)夾具才能完成搬運和(hé)儲存，對(duì)設計者來(lái)說更是一種挑戰。盡管車間一般會給物(wù)流留出一定空間，但往往空間有限，尤其是通(tōng)道狹小，難以适應長(cháng)大(dà)件的(de)搬運。此外，長(cháng)大(dà)件和(hé)重型零件，對(duì)現場(chǎng)搬運和(hé)操作都需要設計專門的(de)工具才能完成，這(zhè)對(duì)于物(wù)流設計者的(de)确不是一件輕松的(de)工作。

        對(duì)于一個(gè)大(dà)型的(de)制造業企業來(lái)說，車間和(hé)倉庫往往不止一個(gè)，并且分(fēn)布很廣。一方面是物(wù)流路線過長(cháng)，不僅影(yǐng)響效率，更爲重要的(de)是大(dà)大(dà)增加了(le)設備和(hé)運營成本，并且對(duì)物(wù)流技術的(de)選擇帶來(lái)挑戰；另一方面是物(wù)料、托盤、工位器具等交叉搬運，順流、逆流兩個(gè)方向相互幹涉，常常導緻物(wù)流路線設計非常困難。這(zhè)也(yě)是制造業工廠物(wù)流的(de)難點之一。

        大(dà)型制造業一般采用(yòng)流水(shuǐ)線生産，生産節拍(pāi)要求很嚴格，物(wù)流的(de)作用(yòng)是保證生産節拍(pāi)的(de)順利進行。這(zhè)件事表面看沒有什(shén)麽難度，但實際情況卻并非如此。生産工位經常會遇到缺貨或零部件存在質量問題要求換貨的(de)情形，這(zhè)就是一個(gè)巨大(dà)的(de)挑戰。一方面，物(wù)流與生産要緊密協作，一旦發生問題，要求物(wù)流在最短時(shí)間做(zuò)出響應，這(zhè)就是所謂的(de)管理(lǐ)透明(míng)化(huà)的(de)需求，要求問題要同時(shí)呈現到各有關部門，并能快(kuài)速有效做(zuò)出反饋。另一方面，物(wù)流的(de)響應時(shí)間要短，要将生産的(de)影(yǐng)響降到最小。

        與流通(tōng)領域不同，機電制造業生産物(wù)流雖然物(wù)流量往往不是很大(dà)，但其峰值往往很高(gāo)，因爲要求所有工位均要在開工前完成一次配送，流程越複雜(zá)、物(wù)料越多(duō)的(de)車間，難度就越大(dà)。在設計時(shí)，要特别關注這(zhè)一方面的(de)需求。有時(shí)沒有辦法，隻能采取提前上班的(de)方式予以解決。實際上，對(duì)很多(duō)制造業企業來(lái)說，物(wù)流是最辛苦的(de)部門。

05 結束語

        機電産品制造企業物(wù)流是一個(gè)特殊的(de)行業，但同時(shí)也(yě)是一個(gè)市場(chǎng)廣大(dà)的(de)行業。研究這(zhè)一行業的(de)物(wù)流解決辦法具有現實意義。

        總體而言，這(zhè)一行業的(de)廠内物(wù)流面對(duì)非标的(de)挑戰往往是一種常态。不僅是每個(gè)具體企業的(de)産品不同，工藝要求不同，而且是産品本身的(de)非标程度很高(gāo)。尤其是長(cháng)大(dà)件、重型零部件的(de)處理(lǐ)成爲物(wù)流面對(duì)的(de)難點。很多(duō)情況下(xià)，需要設計專門的(de)物(wù)流設備，包括工具、托盤、貨叉、夾具等，這(zhè)是其特點和(hé)難點所在。此外，多(duō)車間、多(duō)倉庫、逆向物(wù)流導緻的(de)一些列問題，如路線過長(cháng)、線路過于複雜(zá)、物(wù)流技術選擇的(de)多(duō)樣性等，都是其難點。

        研究機電産品制造企業物(wù)流解決方案，不僅要從理(lǐ)論方面入手，總結、歸納出共性的(de)東西，而且更要深入實際，了(le)解每個(gè)企業生産工藝對(duì)物(wù)流的(de)需求是什(shén)麽，了(le)解每個(gè)企業的(de)個(gè)性化(huà)的(de)需求。這(zhè)樣才能有效的(de)解決問題。

        機電産品制造業物(wù)流的(de)非标程度很高(gāo)，因此，本文的(de)分(fēn)析，主要還(hái)是停留在概念方面，因爲無法以一個(gè)具體的(de)案例來(lái)說明(míng)這(zhè)一問題的(de)實質，所以隻能放棄案例部分(fēn)。每一位讀者應該知道的(de)是，要完成機電産品制造企業物(wù)流系統的(de)解決方案，是一項充滿挑戰性的(de)工作，不僅需要有多(duō)方面的(de)經驗，而且需要有腳踏實地的(de)工作方法，從具體的(de)企業入手，認真且充分(fēn)調研，充分(fēn)論證，才有可(kě)能取得(de)期望的(de)結果。

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