滿足智能制造要求的物流供應鏈建設研究

為了實現中國制造強國目標，同時使企業更具競爭力，制造企業需要不斷探索《中國制造2025》和“工業4.0”的實現路徑。本文結合家電企業的具體規劃案例，對“工業4.0”與《中國制造2025》環境下的智能制造及其對物流供應鏈的要求進行了闡述。

　　一、“工業4.0”與《中國制造2025》對于智能制造物流供應鏈的要求

　　《中國制造2025》的主要要求是智能制造，智能制造需要智能物流作為支撐，因此從智能制造綱要上提出未來發展迭代升級的四個段落:

　　第一，制造基礎的智能化；

　　第二，產品裝備的智能化；

　　第三，制造過程的智能化；

　　第四，智能制造下的模式轉變（如圖1）。

　　其中，物流貫穿始終，成為支撐智能制造的重要基礎。

　　首先，制造基礎的智能化是智能物流的基礎。目前，中國智能物流的基礎非常薄弱，雖然大家看到了很多標桿案例，但其中很多都是國外的案例，在中國真正做到智能制造并且能夠把1.0到4.0這四個階段很清晰地表現出來的企業還是鳳毛麟角。

　　有一個具體的例子可以體現物流基礎在智能制造中的重要性：如果包裝標準化、單元化、容器通用化，沒有向智能單元方向轉變，那么在物料流動和交接過程中，物料處理還是需要點數和掃描，于是，“會說話的物料/產品”只會成為一句空話，企業信息系統也無法落地，即使自動化實現了，智能化仍遙不可及。

　　其次，產品裝備智能化。從最近幾年人們推動“智能工廠”建設的案例來看，很多企業走入了一個誤區，他們認為購買先進的生產自動化裝備或者物流自動化裝備，并將其組合起來或者對接起來，就實現了“工業4.0”。事實上，結果證明：最終還只是局部優化，因為沒有用物流邏輯將這些裝備有效、有機、系統化地互聯起來。

　　第三，過程智能化。眾所周知，物流過程是動態的，所以需要在先期規劃的時候，就要有物流動態平衡的規劃和對于運營的考慮。但是很多企業在規劃的時候是靜態的，認為做出平面布局，將設備、區域分布之后就可以落地了，根本沒有考慮到各個環節的流動性因素，忽略了整個過程；有些即使考慮到了流動性，也僅僅是用平均數的方式來測算，沒有針對每個物料(每個產品)進行分析和規劃（這在個性化制造的今天是不可原諒的），所以在物流落地模式上完全無法表達出來。到了后期工廠運營時，設備商、規劃者已不在現場，企業物流管理者只能是“誰用誰知道”了。所以《中國制造2025》在物流方面的要求是：要實現物流系統數字化、網絡化、智能化，物流動線分析、供應鏈邏輯過程必須要跟上。

　　第四，智能模式轉變。智能制造的提出，顯然需要考慮個性化制造和未來“互聯網+”的大背景。于是，生產由工廠/產品為中心，轉變為以消費者為中心，企業的響應機制、供應鏈模式、信息平臺模式、制造批量策略和計劃模式，甚至是組織結構，都將產生顛覆性的變化（海爾的互聯工廠、美的的智能化工廠已經呈現出這種變化）。

　　實際上，當我們透過物流供應鏈思維去點評或者審視《中國制造2025》或“工業4.0”，就會發現以下4個關鍵點：

　　1. 無論時代如何變遷，科技如何進步，制造的本質沒有變，就一個工廠而言，還是需要強調采購、制造、銷售以及物料的流動過程。一個制造企業真正的使命，還是強調其供需平衡和端到端的交付能力（order to delivery，OTD）。所以，首先要求產品從研發開始就具有可制造性；然后強調物流的本質——產品具有可流動性；第三，制造過程必須精益化，才能夠打通整條價值鏈體系。

　　2. 在《中國制造2025》與“工業4.0”里面，更體現了物流與供應鏈協同的重要性，尤其是供應鏈一體化的戰略地位（比如，需要重點強調供應商物流能力和第三方物流的無縫對接與聯動）。

　　3. 計劃、信息與物流系統全流程管理，未來驅動企業制造-物流系統的是數據和信息，于是，企業運營體系不再是以員工為主，而是流程標準遵循的差異，以及對差異掌控和自我補償與修復的能力。

　　4. 傳統制造是系統（ERP）指揮物料，未來是物料指揮系統（不再是各個信息模塊的拼湊，而是智能調節系統），這是“工業4.0”的本質區別；在這個過程中，企業無論是走德國“工業4.0”模式還是《中國制造2025》發展思維，都要回到制造的本質——強調精準交付。

　　二、案例分析：“工業4.0工廠”忽略物流規劃導致的問題

　　如圖2所示，一家中國吸塵器行業前三強的企業，想建設一個智能化工廠。在天睿咨詢團隊入駐之前，他們依靠自己的IE團隊，按照過去的經驗，請了建筑設計院、制造設備廠商、物流設備廠商等，做了完整的工廠布局規劃，包括：成品智能化并線、成品智能化碼垛、自動化立體庫、注塑車間、電子與電機車間、總裝車間、原材料零部件倉庫以及其他配套建筑，甚至某幾個點都已經動工了。

　　靜態來看圖2沒有什么問題，但是，如果用實際運營的動態的思維分析，就容易發現其實存在很多問題：

　　1. 原材料到貨后，卸貨區卸貨根本來不及，這個工廠的年產量超過1000萬臺，而卸貨空間和能力遠遠不夠；

　　2. 同樣的道理，成品出貨區只有16個車位，不但裝卸貨容易互相干涉，而且成品出貨能力也遠遠不夠，立體庫出貨只有4個出口，但是沒有算過流量，尤其是月底出貨的峰值期間；

　　3. 包裝材料如何上裝配線成為巨大的瓶頸，其卸貨位置、存儲空間、配送模式與路徑、車輛周轉空間等均無法滿足；

　　4. 通過RGV總線把物料送到總裝的40條線上，RGV根本跑不過來。比如上午8點要開始生產了，需要物料鋪線，RGV上線一開始觸發，即使提前備料，上線速度也被約束，動態上來不及，同時配送距離太遠；

　　5. 沒有測算入廠物流配送物料的流量，使得存儲空間不夠用；

　　6. 設備制造商并未充分考慮物料如何自動上線，彼此間信息如何交互；

　　7. 小批量、多批次的生產模式，決定了物料流動方式是整進散出的，但是，由于物流設備提供商對于制造業物流并不專業，還在用托盤式存儲方式，既浪費了空間，又降低了物流效率；

　　8. 電機車間使用的物料應該存放在潔凈的倉庫環境中，并且由于物料種類繁多，應該考慮采用自動化立體庫和智能化配送模式；

　　9. 成品下線問題不大，但是由于產品型號太多，KUKA機器人識別不出多種多樣的產品，無法做到信息標準化和識別能力提升；

　　10. 規劃時沒有考慮信息系統的對接，以為現有的ERP系統可以搞定。

　　這家企業采用了號稱中國或全世界頂級的設備商，盡管設備本身沒有問題，但是沒有用供應鏈-物流動態邏輯聯動起來，就像一把珍珠沒有通過一根絲線串起來，所以可以預測，如果采用上述方案，這個工廠建成之后顯然跑不動。因此后續建設幾乎完全顛覆了原有方案，今天新的工廠已經開始量產了。

　　從以上案例可以看到，很多企業都說自己投了多少錢，買了什么設備。但我們認為，凡是用錢買得到的都不能構成核心競爭力，企業需要練好內功，從一體化到智能化的物流-供應鏈規劃和管理運營才是企業的內功。企業物流-供應鏈（尤其是信息體系和實物流動的動態對應）猶如人的“任督兩脈”，如果沒有打通，容易導致“不通則死”的結果。

　　專業的規劃和運營團隊都知道這樣一句話：當一個企業是一張白紙的時候，100個人給出的100個方案都是對的，因為沒有準則，但是有規劃的理由；同時它也是錯的，因為沒有準則，系統不是最優化。而物流協同才是最首要的準則。我們認為，在規劃過程中，應該是大物流小生產，而不是大生產小物流。雖然說運營過程中物流是為生產服務的，但是更多的應該去強調整個價值流的過程，因為生產只是物料在供應鏈上流轉的一個小的環節，所占時間經常少于全部用時的5%。

　　所以面向《中國制造2025》的智能化工廠建設，并不僅僅是智能化本身，而是必須強調智能制造需求下的供應鏈一體化與智能化。

　　通常，企業規劃人員在作規劃的過程中容易忽略以下幾個關鍵點： 

　　一是沒有物流-供應鏈戰略。而沒有戰略規劃，再好的方案也沒有依據、沒有落點、沒有升級路徑；什么是對的，什么是錯的，沒有判斷準則。所以面對“工業4.0”和《中國制造2025》，企業需要工業4.0戰略，以及與之相適應的供應鏈戰略和物流策略，之后才有庫存策略、制造策略、交付策略、成本策略等。

　　二是供應鏈物流和整個價值鏈系統沒有打通，只是強調局部功能性規劃，強調了單個環節的自動化和智能化。而智能工廠需要的是從個性化需求開始，到智能化制造、智能化交付等全過程聯動和智能化、可視化。

　　三是計劃-物流-信息管理體系沒有聯動起來。智能工廠的信息平臺不應該是簡單的ERP+WMS+TMS+MES……而是一開始就進行平臺化構建，而且是基于“工業4.0”工廠的系統化、互聯互通化的價值導向下完成的。

　　四是沒有強調企業的約束條件，或者說約束條件太多了。而智能工廠不是一蹴而就的，需要根據不同時期和發展階段達到不同的迭代升級目的。

　　所以，在企業智能工廠規劃過程中，需要強調以下4個關系：供應鏈中訂單-計劃-物流-信息聯動的邏輯關系；各個環節庫存管理的策略和數量關系；生產作業計劃-物流作業計劃的時間關系；物流配送的實物關系。把這些關系與構建的信息聯動起來，是實現智慧工廠的必要基礎。

　　因此，所謂的CPS（cyber physics system，信息物理網絡系統），我們認為從企業的邏輯層到實物層，兩者之間要是能對應起來的話，就可以認為具備了工業4.0的雛形。

　　三、不同行業實現智能制造的物流-供應鏈規劃要點

　　很多人說不知道“工業4.0”到底是什么樣，但是我們知道中國很多企業已經開始進行智能化改造了，比如三一重工；前不久，伊利宣布他們是國內第一家實現了智能制造的乳品企業。無論“工業4.0”或者《中國制造2025》，關鍵是強調與這個時代的適應性，而不是為了4.0而4.0。今天的中國是時代的國家，我們的產業是時代的產業，于是企業也是時代的企業。在今天這個時代的企業或者時代的行業里面，智能工廠也應該具有這個時代的適應性，因為未來已經發生。

　　據此，智能工廠的物流-供應鏈規劃也是跟著時代發展去相匹配的。我們可以簡單點評以下典型行業的狀況:

　　◆ 在軌道交通行業，智能化潛力大，因為它的周期長、精度要求高，所以供應鏈難協調，自動化要求較高。

　　◆ 在汽車行業，智能化比例大，它強調精益制造、供應鏈一體化，穩定性強，所以容易形成系統化和智能化。

　　◆ 在家電行業，智能化空間大，供應鏈質量不穩定，尤其是供應商部分和汽車行業比相差極大，它的需求變數大，個性化定制比較多（正如海爾現在強調建設互聯工廠，以期實現大規模定制）。由于是充分競爭性行業，在未來的家電行業，美的正在把家電做成快消品，所以強調的是快的消費體驗；格力強調的是好的質量和技術；海爾強調的是模式的引領。企業的價值導向不一樣，于是智能化導向和供應鏈導向也迥異不同。

　　◆ 在乳品行業，自動化程度是非常高的，要求原料來源可追溯、去向可查證，并且要求生產環境潔凈衛生，人工參與相對比較少，但是供應鏈管理難度比較大，產品新鮮度管理和個性化難度較大。

　　◆ 在家居行業，個性化程度要求高，產品實行客戶定制化，整個精益制造過程還沒有形成體系。

　　所以說，對于企業而言，搞清楚自己需要什么樣的供應鏈發展策略以及“工業4.0”戰略，是非常重要的，而不是簡單地說“我們做工業4.0了”，于是自動化、機器人一擁而上，這是不靠譜的。

　　四、智能工廠規劃建設的幾點建議

　　在企業智能工廠的規劃過程中，有必要強調以下幾點：

　　第一，強調智能工廠的先期概念設計，從而推動后期的布局聯動。先把概念設計拿出來，再請一流的物流設備商以及制造設備商，根據概念設計提出工廠需要的解決方案。然后，方案集成方把這些解決方案放進一個系統里面，之后再去招標，而不是直接說工廠需要哪個產品，讓設備廠商提供。因為設備廠商肯定會提供他們各自的核心模塊，而工廠也有一個核心模塊，兩個或者多個核心模塊堆在一起，可能不是相融合的，而是相沖突的。因此建議企業根據產品策略、供應鏈策略、物流策略、制造策略等來定義智能化的特征，這樣工廠價值導向、廠房結構和工廠物流規劃布局才可以獲得合理的布局和梳理。價值導向決定了工廠的布局模式，那么采用什么樣的物流體系，采用什么樣的物流設備，就完全不一樣了。

　　第二，脫離靜態規劃思維，一定要測算流量，要有動態規劃；規劃是為了運營，而不是僅僅為了規劃而去規劃。如果僅僅是拿出一張布滿各類先進設備的圖紙來，規劃的人“高大上”了、舒服了，但運營的人卻永遠不舒服。

　　第三，摒棄經驗導向的規劃，強調智能工廠綜合集成的專業度。從仿真、供應鏈物流、信息平臺構建、制造設備幾個維度，細分建設智能工廠的各個里程碑，必要時集成視野開闊的專業團隊，而不僅僅是企業內部的某個部門。

　　如何實現“工業4.0”迭代升級之路，從時間橫向坐標軸來看，須經過精益現場、精益產線、數字車間、智慧工廠、智慧供應鏈；從物流發展縱向坐標軸來看，須經過標準化、精益化、模塊化、自動化、智能化；從企業內部維度來看，應該先做到容器通用化、物料單元化、包裝標準化、按訂單生產、計劃剛性、均衡生產、準時采購、JIT生產配送、流線化作業、量化管理、計劃-物流-信息一體化，再到智能物料互聯、智能產品。現在很多企業想一步到位，說自己是智能供應鏈、智慧工廠、智能產品。而一步到位是不可能的，最終還是要看具體路徑。