传统工厂的物流智能化转型

2023-01-03 08:00:52 江苏省企业技术改造协会 2

导 语:对现有工厂的物流系统进行升级转型,需要建立在系统、全面的诊断和评审基础上,明确工厂存在的问题、机会以及约束等,选择与自身条件相匹配的、具有较好经济效益的切入点进行物流改造和优化。本文具体分析了工厂物流转型升级的基本模式、切入点、效益和约束。


在笔者团队咨询诊断过的诸多制造企业工厂中,其物流问题表现虽然各不相同,但总结起来主要体现为:缺少物流战略和对物流的正确认知;物流能力与生产能力不匹配;缺少物流计划的有效协同;缺少有效的物料管控;缺少专业物流组织和人才;物流管理基础薄弱;存在大量的物流孤岛等。除此之外,制造工厂还面临越来越大的用工成本、环境保护和能源成本方面的压力。由于工厂的物流存在各种问题,导致工厂生产不稳定、交付周期长、订单交付率低、库存周转率低、库存呆滞严重、工厂运营成本高等问题,使得工厂总体的绩效不佳,最终影响企业的产品成本、客户满意度、工厂现场表现等关键竞争力要素。



在对现有工厂的物流系统进行升级转型时,需要建立在系统、全面的诊断和评审基础上,明确工厂存在的问题、机会以及约束等,选择与自身条件相匹配的、具有较好经济效益的切入点进行物流改造和优化。



一、物流转型升级的基本模式


1.认识物流对于智能工厂运营的重要性

物流是工厂转型升级中的核心要素,其基本模式和内容如图1所示。


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首先,工厂物流改造与优化需要确定企业的供应链、物流战略及价值导向,以形成发展方向上的相对聚焦,达成企业上下的共识与共行。对于工厂的经营而言,交付、成本、品质、服务、速度、效率等都需要兼顾,这些要素相互影响、制约和促进。所以,企业要结合行业环境和企业自身特征,选择对自身竞争力提升的关键要素作为重点。另外,对于工厂数字化、智能化发展方向也需要在战略中明确定义,明确中长期愿景,以达成各部门的共识与共行。


其次,需要建立计划一体化协同管理体系,实现产销计划、生产计划、采购计划、物流计划、发运计划之间的协同联动。计划能力的最终体现是能够快速识别和应对市场波动,因此计划体系要打破“击鼓传花”式的串联机制,建立以供应链计划为核心的互联互通机制。当一个条件发生变化时,该体系能够快速识别风险和差异,并指引其他计划进行合理的判断和调整。


第三,需要寻找合适的规划与改善切入点,以此为抓手进行物流端到端的改造与优化。无论以入厂物流、厂内物流还是成品物流为主要切入点,物流改造过程中都应时刻把握其价值链的属性,物流链上每一个点都是承上启下、牵一发而动全身的,因此必然需要具备全局性、系统性的思维。在这个阶段,还需要持续关注组织、流程、包装、信息化与可视化、设施、团队与人才、应急物流等方面的提升和进步。

第四,在第一、二、三步取得一定成效的基础上,寻求自动化、数字化、智能化的突破。其重点在于智能单元化设计、自动化物流设施应用、人工智能设施应用、人机物数字化、物流场景数字化、物流计划智能化、物流信息平台建设等方面的逐步应用升级。



二、物流转型升级的切入点


1.制定物流战略

物流战略的逻辑引导价值判断体系的建成,将对后续所有的规划执行提供标准,判断相关物流技术、设备、软件选取的合理性,并指导整个运营落地过程中的方案优化,确保不管是规划还是运营都符合企业的物流战略和定位。

具体的智能工厂物流战略,是一步到位打造未来行业领先的标杆智能工厂,还是在现有基础上对标行业标杆企业实现稳步提升。不同的战略导向,使后续详细的规划方案差异较大。具体的智能工厂物流战略需要呈现的要素包括目标愿景、表现要素、要用到的技术支持、需要提升的基础条件等。

企业制定物流战略,旨在明确物流的发展定位、物流概念设计与价值导向、物流战略绩效与运营指标、物流发展路径引导等。物流战略的制定,和企业发展战略与目标、行业及产品特征、顾客需求和供应环境、持续改善理念等息息相关。


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2.夯实物流基础

现有工厂的物流智能化升级是相对长期的目标,是持续改善的导向。对于大多数的现有制造工厂而言,当务之急是要以物流为主线,实现供应链上下游的协同运作,实现入厂物流、厂内物流和成品物流的协同,以提升工厂的运营效率。在这里,工厂的物流改造需要探讨的不是数字化、智能化的课题,而是理顺物流管理逻辑、夯实物流基础的过程,这是现有工厂通往智能化道路上的“必补之课”。

当工厂处在频繁缺货的漩涡当中时,需要解决的是建立物流计划与生产计划的有效联动,推动精细化的入厂物流管理,确保生产的安定化;当工厂产能无法满足市场需求时,需要通过提高物流的响应能力和速度,建立准时化的物料供应机制,节约更多的面积用于扩大生产;当工厂库存堆积如山时,需要的是建立合理有效的库存策略,以引导库存控制在合理的水平;当工厂成品库存居高不下而又频繁断货时,需要的是理顺客户需求和订单管理,建立销售与生产、物流的协同机制,以实现有效的订单优先级管理;当工厂自制件库存高企、占用大量生产面积时,需要的是拉通内部价值流,实现物理上或者计划上的联通,减少内部物流断点。

另一方面,现有工厂面临的很多基础性的问题,和数字化和智能化也没有必然的关系。当工厂总是出现账实不一致而导致管理混乱时,需要的是不断完善物料清单,提升实物流和信息流的一致性和同步性;当工厂物料包装五花八门、数量不准,导致物料接收、内部交接、点数、频繁切换包装、产线现场混乱等各种问题和浪费时,需要的是建立标准化、单元化、通用化的物料包装标准;当工厂面临各环节的物流现场混乱、效率低下且无法有效监控的管理时,需要的是建立各环节的物流运作标准和流程,使得物流运作“有法可依、违法可现”。

当工厂具有清楚的物流逻辑,也具备了较好的物流管理基础时,工厂才可以逐步推动物流自动化和数字化的建设。


3.消除物流断点

物流规划的重点在于创建连续流,创造快速流动的基础条件。如图2所示,以物流为主线,从端到端的角度看待价值流,其本质是用合理的、较低的成本提供较高的交付服务水平,在这样一个复杂系统中,整体均衡比局部高效更重要,全局协同比节点执行更重要。以物流为主线的价值流优化,应以计划协同为驱动,实现时间和库存的合理规划,其目的在于准确地响应需求、缩短交付时间和降低库存。因此,需要对物流过程进行整体的规划,以实现端到端“事实上的平衡”。

之所以说事实上的平衡,是因为企业不能“纠结”于理想的平衡或者理论上的平衡。物流端到端的过程就像是一条连续流生产线,对于一条真正的生产线,IE工程师通过工位平衡的方法进行理想的生产线平衡率设定,这样理论上每条线的实际产出能达到理论产出的90%甚至更高。但是实际运行的情况却并没有这么理想,因为在实际运行过程中总会有各种干扰情况出现,导致工程师为平衡生产而做出的许多努力可能劳而无功。因此,比分秒必争的工位平衡更为重要的,是在适当的工位平衡的基础上,预留好工时的缓冲(比如对于某些经常有干扰的工位保留20%左右的保护性产能)、设置好库存作为缓冲、管理好(削减)干扰和变异,以实现生产线整体产出最大化(而不是每个岗位产出最大化)。对于物流这条“生产线”而言,要实现整条“生产线”有效产出最大化,就要通过计划协同、线路规划、缓冲部署等措施,以实现整体效率的优化。


4.发展专业化能力

建立物流管理组织,发展专业化能力。物流是端到端的思维,生产是“精确打击”的思维,因此,生产人员一般是管理不好物流的。在工厂中应该建立单独的物流管理组织,定义专业化的物流管理岗位,尤其应该重视物流规划、物流流程、库存管理、物流标准化以及物流自动化、数字化、智能化方面的人才培养和岗位建设。


5.物流技术和设施应用

物流系统虽然场景复杂,要满足比如大件和小件、整进整出和整进散出、分拣出库和直配岗位、各种尺寸规格的物料及产品单元等要求,但是经过物料包装的标准化设计,以及物流运作流程的标准化设计之后,不同行业、不同企业、不同产品物流系统中的关键装备、核心部件、控制系统和物流相关信息系统将具备很强的通用性;即便是非标系统的设计,也仅仅是外观尺寸的差异,其核心动作依然是“输送、转向、进出、拣选、抓取、堆码、定位、读取”等。也正因为如此,相关技术和设施在不断的应用过程中日趋成熟,这为工厂的物流智能化实现创造了极好的条件。

另一方面,现有工厂推进物流智能化改造,未必要一次性全部投入,可以按照“一次规划,分步实施”的步骤。横向上,可以先试点后复制,最大程度降低投资风险。纵向上,可以从一个环节、几个环节依次或同步展开。只要物流系统规划的逻辑正确,可以充分结合企业自身实际情况和试点情况进行节奏上的调整,就可以把风险控制在较低的水平。


6.物流数字化

物流数字化是物流智能化改造的必然过程,物流智能化需要建立在物流数字化基础之上。物流数字化的基本表现是物流过程全部“在线”、无纸化、数据采集与传递自动化、数据自动分析、风险与异常自动预警、可视化等。实质上,物流数字化是将工厂物流管理逻辑、经验和知识固化到信息系统中的过程。物流数字化的前提是“要素上线”,要通过RFID或条码技术的应用,实现物料及相关设备、人员的数字化,比如可感应的物料标签、设备标签、单据标签及人员标签等,实现人、机、料全部具备动态数据自动采集和双向沟通的条件。物流数字化基础包括物料、库位、路径、设施、人员等方面的数字化。



三、物流转型升级的效益


现有工厂进行物流优化,并逐步往数字化、智能化方向提升,结合众多进行物流改造的企业经验和成绩来看,从长远而言,将在以下多个方面为企业创造效益:

1.在价值链的维度上实现实物流和信息流的协同联动,打通企业经营的“任督二脉”,提升资金周转率,能够重塑企业供应链核心竞争优势;

2.打造除生产之外的又一条持续发展的通道,不断提升企业的运营效率,随着物流能力的提升,不断提升工厂的经营指标;

3.随着供应链-物流体系的不断优化,逐步走向协同、稳定、平衡,企业应对风险和需求变化的能力将变得越来越强;

4.改变过去企业积重难返(高库存、高成本、低利润等)的窘境,当企业面临巨大的机会、风险、危机时,企业能够比竞争对手有更快的响应速度,这可能成为激烈竞争环境下企业成败的分水岭;

5.经过现有工厂的改善、改造和经验积累,企业在未来建立新工厂或智能工厂时,无论思想上、能力上和技术上都具有更高的起点。

工厂的改善从来都是一个持续的过程,如果已经在路上,就能拥有一个看得见的未来。而从短期而言,经过1~2年较大力度的改善,一般可以实现以下指标的提升:

(1)物流与生产的同步优化,可以实现工厂规划产能提升30%以上;

(2)总体库存周转率提升50%以上;

(3)直接物流人员减少50%以上;

(4)人均产出提升30%以上;

(5)交付周期缩短30%以上;

(6)综合运营成本降低20%以上。


四、物流转型升级的约束


现有工厂进行物流改造升级刻不容缓,也能获得巨大的效益,但和新工厂建设相比,老工厂确实存在较多的约束条件,使得改造的过程困难重重。


首先是思维模式的转变。从孤岛式管理到端到端协同管理,从重生产到“大物流小生产”,从重硬件到重逻辑,工厂从高层开始,在思维惯性和情感上都会受到很大的约束,要转变传统的工厂管理思维,基于笔者过去积累的经验,这种转变往往容易停留在口头上,而无法形成真正影响行动的有效导向。


其次是物流人才的缺失。在传统的工厂运营环境下是无法培养出符合物流发展需求人才的,但任何技术的应用都需要有专业人才去规划、设计、持续改进,这也是为何很多工厂物流发展较慢的原因之一。


第三是现有布局和建筑约束。老工厂建设时间相对较早,过去建厂房都是“先建后用”,统一拿地后建设标准厂房,很少结合生产需要进行先期规划。而且,工厂经过多年的发展,可能在产品、产量、工艺、技术等方面都发生了一定程度的改变,因此可能存在一些建筑、大型设备、总体布局等方面的“硬”约束,比如物流动线难以全盘调整、厂房大小和尺寸设计不合理、厂房楼层和高度设计不合理、厂房功能区域布局不合理等。对于这些约束,需要进行综合分析和判断,有些改动投资大、效益低,则应该尽量沿用,以此为固定条件进行规划;而有些即便是投资比较大,但是对整个工厂的效率提升有很大的帮助,或者是对于工厂物流转型升级的必然之举,那就取决于企业管理者的决心和信心了。


第四是供应商的综合能力约束。智能工厂和智能物流的改造,不是单纯一个工厂的事情,而是整个价值链各个环节的综合优化,供应商无疑是价值链上至关重要的构成部分。制造企业的供应商很大一部分属于中小企业,其管理水平、物料包装、硬件基础和信息化条件相对于大企业而言都比较差,因此会在工厂(主机厂)进行改造的过程中形成约束。


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