智能工廠物流系統(tǒng)規(guī)劃步驟與關鍵要素

1、智能工廠物流系統(tǒng)規(guī)劃步驟與關鍵要素智能工廠物流規(guī)劃是一個系統(tǒng)規(guī)劃的過程，需要遵循一定的規(guī)劃步驟。智能工廠物流規(guī)劃的一般步驟，包括需求梳理、概念設計、初步規(guī)劃、詳細規(guī)劃、方案驗證、實施落地等六個階段。消費者和客戶需求拉動交付，從而通過訂單拉動供應商生產(chǎn)、入廠物流檢驗存儲、物料齊套、工位配送、成品入庫、存儲、發(fā)運、交付等物料及產(chǎn)品的流動過程，最終實現(xiàn)客戶體驗及滿意度。計劃協(xié)同管理與作業(yè)拉動模烈構建推拉站倉的物流模式日施工廠供應鏈計劃協(xié)調(diào)供應鏈計劃協(xié)調(diào)供應端制曲-L/z/技計劃人廠：技馬求的協(xié)冋其豆計創(chuàng)，J捷托求駆詵：對馬求的抉連嗚電紜力Wfff:入廠物涼環(huán)節(jié)世緒配送揚流環(huán)節(jié)牟間物涼環(huán)節(jié)成品圖1物流

2、體系與智能工廠的關系如圖1所示，智能工廠包含（不限于）智能生產(chǎn)和智能物流，智能工廠通過智能物流體系實現(xiàn)工廠內(nèi)部的整合，以及與供應商端和客戶端之間的協(xié)同，從而實現(xiàn)訂單交付全過程的打通。智能生產(chǎn)作為交付過程中的一個環(huán)節(jié)，是將智能生產(chǎn)設施嵌入到智能物流系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)“制造工廠物流中心化”。在價值鏈運營環(huán)境下，物流已經(jīng)成為智能工廠的核心要素，工廠規(guī)劃和運營管理必須要具備“流動思維”和“供應鏈交付思維”?！按蠼桓?、大物流、小生產(chǎn)”、“制造工廠物流中心化”的工廠規(guī)劃和運營理念，在制造業(yè)中已經(jīng)得到越來越多的認同和實踐。智能工廠物流規(guī)劃是一個系統(tǒng)規(guī)劃的過程，需要遵循一定的規(guī)劃步驟。智能工廠物流規(guī)劃的一般步驟

3、，包括需求梳理、概念設計、初步規(guī)劃、詳細規(guī)劃、方案驗證、實施落地等六個階段。一、智能工廠物流需求梳理需求梳理方法主要有現(xiàn)場調(diào)研、人員訪談、問卷調(diào)查、數(shù)據(jù)收集、會議討論、現(xiàn)有文件審查等。調(diào)查不僅僅是針對物流部門，而需要調(diào)研整個工廠的運營體系，不同部門對現(xiàn)狀問題的理解不盡相同。同時，設計相應表格收集數(shù)據(jù)，這些表格需要具有一定的邏輯和相互關系，收集的數(shù)據(jù)量、覆蓋周期、覆蓋范圍等都需要定義清晰，以確保數(shù)據(jù)收集的有效性。需求梳理是規(guī)劃的起始，獲得合理、有效、準確的規(guī)劃需求，除了需要有效的數(shù)據(jù)支持和對運營現(xiàn)狀的理解，也需要規(guī)劃團隊以假設為導向，向業(yè)務部門描述未來智能工廠的場景和形態(tài)，以確保獲得廣泛的建議和

4、理解；以事實為依據(jù)，基于現(xiàn)有的業(yè)務痛點，整理規(guī)劃的需求，用系統(tǒng)的邏輯串聯(lián)現(xiàn)有痛點和規(guī)劃需求，確保規(guī)劃需求的準確性、系統(tǒng)性和前瞻性。室型、車檢暫.曙陸傅車區(qū)裁卸貨區(qū)域FTSiir靈*5訂章直存砰乞若云.出.盍方tt魚導疋戒.電主空河i-*M55.*科衲，謂站-4辦翌冃箜程就筠方武，牛俎PFEPF、工戈苛把.耳去祥需,Al.JEV部裝,-L1式廿滾、眄建方弍.:.rJTSiA.t*ftfl.WEl哨貼說嶺.卻力設施阿不罔艸耀方式，平同的需并丟”診詢亍性行XE吩蠻卜商不局客Q、斤土、鼻求、交爺電零.時主立冒弍,杵邊皇耳.珪產(chǎn)孟車進行分折卜孑二三弋=：1弓三=三壬士丁二W右-4*s*出.*連翼冋磚事B

5、E.-.莊黒.衛(wèi)必祜宦JL炷色辛*離篁方式al：/.-2成品&庫卜:宅畳主型、寶teE,菽車區(qū)域停車巨鍛D001訂草Eg也出白表0W24產(chǎn)購產(chǎn)NUttW#-OD3WQ商0本辭囲音潘(KHfMHKFTKW*-006SsMfta阿餌銖船袈QOWSfift榔聃査皐goo9靳氓舉鼻漏冷滾adip-01?aim宿科倔賣舉=01020貝曲靠悟耳特征iH酋嵌01負空產(chǎn)品工邑百卞4燉2-C如T廠IM裁州雋咋-也用片含說明7AC023-CnirMHSMEB?4HN(K9圖2需求梳理和數(shù)據(jù)調(diào)研主要內(nèi)容需求梳理和數(shù)據(jù)調(diào)研重要內(nèi)容如圖2所示。二、智能工廠物流概念設計在需求梳理的基礎上，概念設計結(jié)合智能工廠戰(zhàn)略及價值導

6、向、行業(yè)內(nèi)外最佳實踐、智能物流技術應用前沿、智能物流發(fā)展概念、行業(yè)及企業(yè)發(fā)展瓶頸、智能物流創(chuàng)意需求、智能工廠建設目標、行業(yè)競爭要點、產(chǎn)品及工藝特征、基礎條件（比如產(chǎn)線節(jié)拍、產(chǎn)能規(guī)劃、有效工作時間等）、戰(zhàn)略績效要求等，采用一系列的方法和技術，比如頭腦風暴與專家研討、設計概念提煉與轉(zhuǎn)化、創(chuàng)意設計與提純、從感性到理性的轉(zhuǎn)化、從思維到輪廓的轉(zhuǎn)化、從多樣到確定的轉(zhuǎn)化等，最終輸出物流概念設計。以物流為主線的智能工廠概念設計模型如圖3所示：輸入皆能工廠戰(zhàn)略及價值導向石業(yè)內(nèi)外最任宴踐智能物謊技術應用前沿智能物流發(fā)展新槪念行業(yè)及企業(yè)扯展瓶碩智能物汎創(chuàng)審需康二暫能工F建設目標行業(yè)競爭要點產(chǎn)SSI藝特征毘礎條件:戰(zhàn)

7、略績竝要求地毎特征匱文化內(nèi)趣J其他需求梳理頭馳圖星與專家卅討設計槪盞提嫌與轉(zhuǎn)化創(chuàng)扈設計與提純從思雛至憐聊的轉(zhuǎn)化從參樣到確定的轉(zhuǎn)化輸出工廠物流戰(zhàn)略工廠能力清盛工廠藍圖物謫技術選揮工廠物流規(guī)劃創(chuàng)席r1工廠規(guī)權與大靈流量工廠運作模式與物詭工藝初步規(guī)劃圖3以物流為主線的智能工廠概念設計模型概念設計階段輸出的主要內(nèi)容包括以下部分：工廠物流戰(zhàn)略：基于戰(zhàn)略制定考慮的因素，按其制定步驟，輸出工廠物流戰(zhàn)略。值得說明的是，物流戰(zhàn)略并非一個口號，可能包括可衡量的績效指標、可操作的中長期規(guī)劃等。工廠能力清單：主要是指該智能工廠所具備的各類能力要素，比如該工廠能快速響應客戶訂單、能夠支持定制、具備生產(chǎn)柔性、具備數(shù)字化特

8、征具有可參觀性等。工廠藍圖：工廠藍圖可以理解為工廠“長相”，如前文所述，按照物流規(guī)劃維度分類，主要包括物流、基建、產(chǎn)品、制造、信息五個維度的輪廓比如物流的藍圖包括工廠物流整體運作邏輯、工廠物流能力成長路徑、園區(qū)物流大致流向等，基建的藍圖包括建筑的概念業(yè)態(tài)，比如園區(qū)大致的開門、建筑物數(shù)量、建筑物層數(shù)、建筑形式（鋼結(jié)構、混凝土等）、建筑物間邏輯關系等要素。物流技術選擇：概念設計階段的物流技術選擇，主要是指基于工廠痛點、關鍵環(huán)節(jié)等輸出的物流技術概念，比如來料托盤件采用堆垛機立體庫、成品下線及轉(zhuǎn)運采用輸送線等。值得說明的是，對于同一關鍵環(huán)節(jié)，在概念設計階段可能會輸出兩種或以上的物流技術。工廠物流規(guī)劃創(chuàng)

9、意：主要包括工廠物流規(guī)劃具有的亮點、突破點等。比如小汽車停車方式，常規(guī)方式可能考慮地面或者地下停車，但提出樓頂停車可能是規(guī)劃中的一個亮點。又比如，對于某些尺寸不規(guī)則的托盤類大件，如何兼容性存儲是其中的一個難點，此時通過柔性化的托盤設計，最終實現(xiàn)多尺寸的存儲兼容，可以理解為規(guī)劃中的一個突破點。工廠規(guī)模與大致流量：工廠規(guī)模主要指基于此概念設計，該智能工廠可匹配的年產(chǎn)能、月度峰值產(chǎn)能、均值產(chǎn)能等，比如可匹配年產(chǎn)能300萬臺月度峰值產(chǎn)能35萬臺，均值產(chǎn)能25萬臺。大致流量主要指經(jīng)過數(shù)據(jù)概算，可以大致呈現(xiàn)各環(huán)節(jié)流量數(shù)據(jù)，比如園區(qū)各物流門的流量、建筑物間的流量工序間的流量等。工廠運作模式與物流工藝：基于工

10、廠戰(zhàn)略定位及價值導向，輸出的工廠運作模式主要指工廠運作方向，比如強調(diào)以交付為目標的運營管理、強調(diào)信息集成互聯(lián)的差異管理等。物流工藝指物料從到貨、卸貨、收貨、檢驗、入庫、存儲、揀選、配送及產(chǎn)成品入庫、存儲、發(fā)運全流程的物流運作大致方法和技術。在概念設計模型的基礎上，通過對概念設計過程的把控，主要包括物流戰(zhàn)略制定、概念藍圖規(guī)劃以及達成路徑設計，最終呈現(xiàn)出符合企業(yè)需求的概念設計方案。三、智能工廠物流初步規(guī)劃初步規(guī)劃階段需要充分考慮工廠建設面臨的客觀存在的約束，將概念設計的“夢工廠”逐步具化成為“現(xiàn)實工廠”。在概念設計的基礎上，初步規(guī)劃結(jié)合概念設計方案、地塊特征及參數(shù)、地方政策及規(guī)范條文、地塊環(huán)境、產(chǎn)

11、品及生產(chǎn)工藝、物流工藝、生產(chǎn)和物流當量、物流技術選擇、規(guī)劃原則、約束條件、運營指標等，采用PFEP的規(guī)劃方法，通過對生產(chǎn)及物流流量測算物流智能化導入模型、物流資源需求測算以及功能區(qū)的規(guī)劃輸出智能工廠初步規(guī)劃。以物流為主線的智能工廠初步規(guī)劃模型如圖4所示：初步規(guī)劃亠智能工廠物流如何構建？輸入生產(chǎn)及物流軀測算規(guī)劃腫則輸岀廠區(qū)物流布周方案X_J工廠功能區(qū)域布局方案輛助區(qū)域布局方案物流能力與資涵初步配譽物謊設施善刪歩定義物流相關初歩鋰筑卷數(shù)詳細規(guī)劃圖4以物流為主線的智能工廠初步規(guī)劃模型初步規(guī)劃階段輸出的主要內(nèi)容包括以下部分：廠區(qū)物流布局方案：主要包括園區(qū)開門、園區(qū)道路、卸貨區(qū)域、建筑業(yè)態(tài)（包括建筑的長

12、寬高、層數(shù)、結(jié)構形式等）以及生活配套設施（主要指停車場、食堂、宿舍等）等。針對生活配套設施的規(guī)劃，以體現(xiàn)人文關懷為主比如為了避免員工日曬雨淋，可以考慮在廠區(qū)規(guī)劃風雨連廊以連接廠房、食堂和宿舍。工廠功能區(qū)域布局方案：工廠功能區(qū)域主要包括物流區(qū)域和生產(chǎn)區(qū)域物流區(qū)域一般指原材料和成品的收發(fā)貨區(qū)域和存儲、周轉(zhuǎn)區(qū)域。根據(jù)企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)模式、管理水平等不同，物流區(qū)域可能與生產(chǎn)區(qū)域連為一體，呈現(xiàn)多點分布的細胞化排布，也可能是物流區(qū)域（如倉庫）獨立于生產(chǎn)區(qū)域集中排布。生產(chǎn)區(qū)域主要是指生產(chǎn)作業(yè)加工區(qū)域，包括前工序和組裝工序區(qū)域。輔助區(qū)域布局方案：輔助區(qū)域主要包括園區(qū)輔助區(qū)域以及建筑物內(nèi)輔助區(qū)域。園區(qū)輔助區(qū)域主要

13、包括高壓變電站、低壓變電站、空壓機房等；危險品倉或氣站：溶劑室、氣瓶間等；安防設施：門衛(wèi)崗、圍墻、消防控制室、監(jiān)控室；環(huán)境設施：污水處理站、工業(yè)垃圾站、廢料回收房；以及生產(chǎn)相關的地磅等。建筑物內(nèi)的輔助設施主要包括洗手間、生產(chǎn)辦公室、茶水間、設備輔助用房等。物流能力與資源初步配置：對各環(huán)節(jié)的物流能力與資源進行初步配置，比如各物流區(qū)域規(guī)劃多少面積、各類物料存儲方式、配送方式初步配置、某個料箱件立體庫需要規(guī)劃的庫位數(shù)及基于流量的物流設施數(shù)量初步測算等。物流設施參數(shù)初步定義：主要包括物流設施類型、數(shù)量等參數(shù)初步定義，比如某個環(huán)節(jié)初步定義需要配置潛伏式AGV、并對其初步的數(shù)量進行測算等。物流相關初步建筑

14、參數(shù)：主要包括生產(chǎn)建筑形式、建筑輪廓、高度、層高、柱距、防火分區(qū)、載荷、雨棚等。初步規(guī)劃是一個多目標、多規(guī)則的復雜最優(yōu)解問題，不同行業(yè)、不同企業(yè)、不同地塊、不同戰(zhàn)略導向下，約束條件和規(guī)則都不盡相同。因此，初步規(guī)劃不能轉(zhuǎn)化為一個簡單的數(shù)學算法模型，而是要利用數(shù)學模型的思想，針對每個具體問題，進行輸入輸出的分析和求解，從而得出多個相對優(yōu)化的初步布局方案，并將各個方案利弊具體呈現(xiàn)，綜合評估選擇，才能保證規(guī)劃的方案是相對最優(yōu)的。否則，未經(jīng)系統(tǒng)規(guī)劃而草率得出的方案，因為約束條件越少，求解會越發(fā)散，形成無數(shù)個“合理解”，不同的人從自身角度出發(fā)，會形成不同的規(guī)劃方案，此時更加無法形成有效的判斷和決策，產(chǎn)生巨

15、大的決策風險和機會成本。因此，初步規(guī)劃階段，詳細且全面的輸入顯得尤為重要。四、智能工廠物流詳細規(guī)劃在初步規(guī)劃的基礎上，詳細規(guī)劃結(jié)合初步規(guī)劃方案、具體的PFEP方案、物流技術及參數(shù)（比如搬運技術、存儲技術、揀選技術等）、物流信息技術物流運營邏輯、生產(chǎn)物流動線、智能制造參數(shù)、詳細物流參數(shù)、關鍵環(huán)節(jié)聚焦、人文要求等，通過細化設計的PFEP，對物流技術進行研究、選擇、確認及應用，對物流流程進行梳理、對智能化物流場景開展研究及設計、對環(huán)境進行設計、選擇信息技術并對建筑參數(shù)進行細化等，最終輸出詳細規(guī)劃方案。以物流為主線的智能工廠詳細規(guī)劃模型如圖5所示：輸出理筑空何瓏平面柏局方案物流相關詳亦蘿騎參數(shù)件業(yè)煬景

16、方案生產(chǎn)設施配氏方衾物超方賓物詭倍息化訪能需或物流運營工藝邏想譽j通道設計方秦工廠環(huán)境設計方案投資預篦詳細規(guī)劃亠智能工廠如何配賈資源？初歩規(guī)劃方案|PFEP方案|物題術及恃數(shù)|I物流信患技朮11（物流運營邏輯|生產(chǎn)物流動炭.|智能制造慕數(shù)|幣田物廉翊|關縫環(huán)節(jié)聚焦|人文鼻求|其他輸入方案驗證圖5以物流為主線的智能工廠詳細規(guī)劃模型詳細規(guī)劃階段輸出的主要內(nèi)容包括以下部分：建筑空間及平面布局方案：指細化到每一平米的每個區(qū)域（主要包括收發(fā)貨區(qū)、原材料存儲區(qū)、半成品區(qū)、成品區(qū)、容器具存放區(qū)、不良品區(qū)、備品備件區(qū)、叉車區(qū)等）的詳細布置，比如存儲區(qū)存儲的物料類型、存儲方式、器具的擺放方式等，以及各區(qū)域間詳細

17、的物流動線以及與線邊工位的具體對接形式等。物流相關詳細建筑參數(shù)：詳細建筑參數(shù)主要用于支持設計院施工圖設計，主要包括物流設備開孔尺寸、設備吊裝口、立體庫建筑參數(shù)（水平度、不均勻沉降、加強筋距離等）、防火卷簾/水幕尺寸的詳細尺寸、電梯數(shù)量及電梯參數(shù)等。作業(yè)場景方案：基于入廠物流、生產(chǎn)物流、成品物流各段物流設計的運作場景，比如每類物料如何到貨、卸貨、存儲、出庫、配送等。生產(chǎn)設施配置方案：指生產(chǎn)環(huán)節(jié)選取的生產(chǎn)設施、設備類型、數(shù)量及能力要求等，與生產(chǎn)工藝強相關。物流設施配置方案：包括各環(huán)節(jié)選取的具體物流技術、涉及到的物流設備及設施類型、數(shù)量及能力要求等。物流信息化功能需求：基于作業(yè)場景方案及運營邏輯，明

18、確智能工廠物流系統(tǒng)信息化整體框架，并在此基礎上提出各環(huán)節(jié)信息化功能需求，主要包括入廠物流、倉庫管理、物料配送、成品物流、容器具管理、應急物流等環(huán)節(jié)，同時明確各流程活動節(jié)點的輸入、信息驅(qū)動、信息采集、輸出等信息物流運營工藝邏輯：從到貨、卸貨、收貨、檢驗、存儲、配送、成品入庫及發(fā)運全流程的物流運作邏輯，比如物料包裝基礎要求、庫存周期的控制、庫存面積的控制、揀選及齊套提前期等。參觀通道設計方案：基于企業(yè)參觀需求設計參觀通道方案，具體包括參考通道走向、主要參觀景點等。工廠環(huán)境設計方案：包括工廠人文、休息、關懷在內(nèi)的工廠環(huán)境設計投資預算：基于物流設施配置方案，并參考國內(nèi)主流物流設備供應商價格，進行詳細的

19、物流設施投資預算，用以進一步支撐企業(yè)決策。詳細規(guī)劃階段，需要針對零部件物流規(guī)劃、物流區(qū)域規(guī)劃、生產(chǎn)物流動線設計、線邊工位空間規(guī)劃、成品物流規(guī)劃等方面進行詳細規(guī)劃設計，遵循“三個一”方針，細化到“每一平方米、每一個物料、每一個工位”的規(guī)劃需要協(xié)同多個外部和內(nèi)部的部門對每一個節(jié)點的物流設施、設備等進行詳細規(guī)劃并輸出技術參數(shù)和標準。此階段需要進行詳細規(guī)劃要素梳理、建筑參數(shù)需求定義，并進行物流設施配置以及物流流程設計。詳細規(guī)劃階段，需要考慮建筑的連接，制造設備的連接，物流設備的連接，物料/產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的連接，生產(chǎn)/工藝過程的連接，計劃-執(zhí)行-運營的連接，人員的連接，后勤的連接，配套設施的連接，物流容器具的

20、連接，供應商/主機廠/客戶的連接，安全/門禁的連接，外圍車輛的連接，品質(zhì)的連接等等對于整個智能工廠的人機料法環(huán)要素全部形成連接。五、智能工廠物流方案驗證在詳細規(guī)劃基礎上，需要通過仿真技術對智能工廠物流方案進行驗證，以便對方案進行優(yōu)化及修正。工廠物流系統(tǒng)仿真是對實際物流運作場景建立一個系統(tǒng)模型，然后再基于這個模型做實驗，在實驗基礎上分析系統(tǒng)特性，優(yōu)化系統(tǒng)的目標參數(shù)，或者評估系統(tǒng)運行效率。通過計算機建模技術構建仿真模型，從而研究工廠物流規(guī)劃中存在的問題，進而通過優(yōu)化使得物流系統(tǒng)最優(yōu)、避免運營過程中發(fā)生瓶頸。工廠物流仿真根據(jù)其應用場景主要分為3類：虛擬現(xiàn)實流程動畫仿真、物流離散事件數(shù)據(jù)仿真、物流系統(tǒng)運營仿真。針對不同的應用場景，一般選取不同的物流仿真技術，在物流規(guī)劃中，主要選取虛擬現(xiàn)實流程動畫仿真、物流離散事件數(shù)據(jù)仿真進行方案的驗證。虛擬現(xiàn)實流程動畫仿真虛擬現(xiàn)實仿真技術主要展示物流系統(tǒng)的物理空間位置以及與生產(chǎn)線體等其他相關設施的相對關系、工廠物流運作場景展示等，主要用于方案規(guī)劃物理空間驗證、方案介紹與討論以及對外介紹與宣傳等。通過三維建模技術，將工廠物流規(guī)劃中涉及到的各個物流作業(yè)與物流自動化系統(tǒng)場景進行1:1尺寸三維建模，在此基礎上根據(jù)物流系統(tǒng)運行的流程與邏輯，賦予三維模型動態(tài)的邏輯關系，從供應商到