智能工厂物流构建 规划、运营与转型升级

本书以中国机械工程学会物流工程分会和上海天睿物流咨询有限公司的相关行业和企业解决方案为背景，结合作者团队在智能工厂规划与运营领域的丰富案例和经验编写而成。

全书共分9章，第1章是智能工厂构建的基本导向，提出了智能工厂物流体系基本框架，第2章介绍了国内外智能工厂的发展情况，第3章系统阐述了智能工厂物流规划，第4章讲解了智能工厂关键物流技术应用，第5章介绍了智能工厂物流运营管理，第6章介绍了智能工厂物流信息平台构建，第7章列举了智能工厂落地的常见问题与管理要点，第8章介绍了现有工厂的物流智能化转型升级，第9章提出了促进我国智能工厂物流构建的建议。

本书作为深度阐述智能工厂物流规划、运营与转型升级的专业书籍，可供制造企业的管理者，物流领域的各级从业人员、对物流有兴趣的人员使用，也可供规划和管理专业的相关人员参考。

前言 / Preface

在智能供应链的价值链运营环境下，智能物流已经成为智能工厂的核心要素。智能工厂需要智能物流作为生存环境，不难理解，“没有智能物流与智能供应链的支撑，智能工厂将停留在实验室阶段”。为此，工厂规划和运营管理必须具备“流动思维”和“供应链交付思维”。“大交付、大物流、小生产”“智能工厂物流中心化”的工厂规划和运营理念，在制造业中已经得到越来越多的认同和实践。

在以消费者需求为导向的智能交付体系中，智能生产被认为是在供应链、物流过程中嵌入一个符合供应链价值导向和运作要求的工厂、车间或产线，是一个节点或者环节；而物料（产品）流动和物流管理贯通供应链的始末，成为端到端协同打通的有效承载。对于智能工厂而言，生产只是过程，满足消费者的个性化需求才是目的。无论是智能化（新）工厂的规划，还是原有工厂的智能化改造，无论以何种要素作为切入点，如布局、建筑、设施、生产、物流、信息化等，都需要将工厂运营管理的价值导向、目标、逻辑、流程、规则等纳入其中。智能工厂物流构建正是以工厂的有效运营为导向，以物流规划和运营为主线，通过“以终为始”的规划，实现所有规划和资源要素的联动和拉通。

智能工厂物流体系以企业经营战略与目标为导向，支撑智能工厂及其供应链达成交付的使命，包含智能采购物流、智能生产物流、智能成品物流、智能回收物流，以及与之相关的智能工厂物流管理平台、物流计划、前后端协同、差异管理和可视化、物流数据资源和物流技术资源等。

智能工厂物流体系构建的重点在于物流的集成和整合，以此实现对经营战略、经营计划、战略绩效和业务计划的有效支撑，包含到货、卸货、包装、存储、搬运、配送、工位使用、拣选、发运等物流节点的统筹规划，涉及生产与物流全过程的用地、建筑、面积、设施、物料及产品、人员、时间、信息等诸多要素。基于智能工厂系统性和一体化规划的诉求，智能工厂规划应以智能工厂物流规划为主线，对基建、产品、制造、信息等进行统筹和协同规划，实现端到端价值链的拉通，从而确保智能工厂规划满足企业运营的需求。

智能工厂物流构建是一个系统规划的过程，需要遵循一定的规划步骤，主要包括需求梳理、概念设计、初步规划、详细规划、方案验证、项目落地六个阶段。

智能工厂物流运营管理主要聚焦物流价值流拉通、内部物流系统集成和对外协同联动三个维度。

智能工厂物流运营需要面对的是客户的个性化、定制化需求；生产批量属于小批量、多品种的计划方式；物流模式需要节拍精准、移动灵活的输送策略；数据需要保证互联互通、实时可视、实时监控的“在线模式”。智能工厂需要通过精益化和柔性化的生产、模块化的物流配套保证，以支持生产计划和物流作业计划的稳定性及有效性。

智能工厂物流运营不仅需要考虑包装、搬运、库存、运输、装卸货等物流要素，还需要考虑交付、生产计划、物流计划、预测和门店管理。智能工厂的物流不仅涉及日常生产的物流作业管理，还涉及企业经营管理中的库存设置和现金流管理。通常而言，库存越多，现金流越少，企业资金链的压力就越大，核心竞争能力就越弱；反之，竞争能力就越强。而库存的设置取决于不同物料在供应链不同阶段的参数设置以及过程中的各种变量。

智能工厂在运营管理时，需要保证发运计划，稳定总装作业计划，监控物料齐套计划（包含自制件制造计划），拉动供应商到货计划。在物料流动过程中“嵌入”智能化制造、检测和物流设施，以保证需求、计划和执行之间的标准数据、计划数据和实际执行数据的一致性，从而做到实时管理、监控和反馈。甚至可以在预生产的前期进行订单仿真的虚拟制造，甄别瓶颈，提出早期预警，之后再进行实际制造。

在智能工厂的运营过程中，涉及人机协同管理模式、供应商的能力协同、物料齐套管理、工位配送管理、物流网络布局与终端配送等方面的要求。这些管理要求需要在一体化的工业互联网平台上形成数字-物理之间的无差异协同作业，涉及制造技术、物流技术、信息技术、产品研发和人员管理等，考验的是企业的客户行为智能化分析能力、跨企业的智能化市场预测能力、企业运营能力、供应商数字化协同能力、供应链中台控制能力、质量控制能力、技术开发能力、信息技术能力、分销渠道（线上或者线下）能力等。

总而言之，在智能工厂规划的多个维度中，物流天然地具备端到端的属性，是工厂有效运营的主要载体和抓手，所以，物流规划与运营是智能工厂建设中极为重要的构成，而智能物流是智能工厂的“灵魂”所在。因此，本书以智能工厂物流规划与运营作为对象，先从全局的视角对智能工厂规划与运营的基本导向进行了整体阐述，在后续章节聚焦物流，对智能工厂物流规划逻辑、物流技术应用、工厂园区物流规划与管理、物流运营与管理平台、智能工厂物流规划落地方法、现有工厂物流改造等专题展开研究和探讨。

本书共分9章：第1章介绍了智能工厂构建的基本导向，第2章概览了国内外智能工厂的发展情况，第3章详细解构了智能工厂物流规划，第4章讲解了智能工厂关键物流技术应用，第5章详述了智能工厂物流运营管理，第6章介绍了智能工厂物流信息平台构建，第7章列举了智能工厂落地的常见问题与管理要点，第8章详述了现有工厂的物流智能化转型升级，第9章根据我国智能工厂物流构建情况提出了相关建议。

本书在注重智能制造及智能物流理论框架的同时，也提供了智能工厂物流构建的典型案例分析，涉及智能工厂物流构建的背景、目的、定位、核心要点等，智能物流从规划到落地的逻辑、方法、技术和步骤，以及物流运营的计划、组织、执行、绩效等的设定方法和相关仿真模式与路径实践。同时，鉴于智能制造与智能物流技术始终处于动态发展和转型升级的过程中，本书所述智能工厂的物流构建，可能仅仅是不同行业或者企业、不同产品、不同工艺条件、不同制造或物流作业场景环境下智能化升级过程中的一种表现形式和探索，还需要根据不同企业的智能制造战略发展导向来定义和组织个性化、合理有效的智能物流系统。

本书以中国机械工程学会物流工程分会和上海天睿物流咨询有限公司相关的行业和企业解决方案为背景，参考了国外智能工厂的物流构建应用经验，结合笔者在智能工厂规划与运营领域的实践经验和制造工厂转型升级的制造模式创新、物流技术创新、智能物流人才培养等内容编写而成，对智能工厂物流规划与运营的合理性、市场响应能力的有效性、技术开发与选择的科学性、智能技术达成路径的经济性以及智能物流人才培养的紧迫性等提出针对性建议，从企业经营、产业发展、工业互联网联通的不同维度提供了具有现实性和可操作性的指导建议，旨在顺应国家智能制造战略决策和部署，提高政府、企业和相关研究单位在产业扶持、智能化投资决策、智能化物流技术研究与应用、工厂规划和建设与运营等方面的关注与认知。

本书由中国机械工程学会物流工程分会以及上海天睿物流咨询有限公司组织制造业不同行业和专业领域的专家编写，由邱伏生担任主编，陈涤新、李志强、王莉担任副主编，李俚、滕旭辉担任主审，参加编写的人员有王凤梅、代浩、汤健英、纪凯、李仕林、李保珠、辛鹏亮、宋玮、宋海萍、张洁、张小飞、张贇春、周娜、夏鹏、韩辉、颜日红、颜家平。在本书的编写过程中参阅了大量的供应链文献资料和企业案例，在此，对其作者表示衷心的感谢。此外，席喆、张丽丽、饶水庆等同志在资料收集和文字整理方面给予了大力帮助，在此一并表示衷心感谢。

由于智能制造与智能物流的理论、方法和技术仍在不断发展、完善和创新，加之编者水平有限，本书中可能存在不足之处，欢迎广大专家和读者批评指正。

目录 / Contents

前言

第1章智能工厂构建的基本导向

1.1智能工厂的构建背景

1.2智能工厂规划的目的

1.2.1打造企业核心竞争力

1.2.2有效应对挑战

1.2.3保证智能制造的系统性

1.2.4保证有效迭代升级

1.2.5指导技术选择和应用

1.2.6保证有效运营

1.2.7保证理性投资决策

1.2.8规避建设误区

1.3智能工厂的定位

1.3.1智能工厂定位的维度

1.3.2智能工厂定位的原则

1.3.3智能工厂定位的内容

1.4智能工厂构建的核心要点

1.4.1战略定力

1.4.2客户需求拉动

1.4.3合理有效的智能化

1.4.4凸显智能物流的重要性

1.4.5有策略的转型升级

1.4.6合理有效的人才配置

1.5智能工厂运营的使命、逻辑与重点

1.5.1智能工厂运营的使命

1.5.2智能工厂运营的逻辑

1.5.3智能工厂运营的重点

1.6智能工厂物流构建导向

1.6.1智能工厂物流体系与智能工厂的关系

1.6.2智能工厂物流体系的基本框架

1.6.3物流运营目的明确

1.6.4物料流动差异化

1.6.5聚焦物流运营供应链思维

1.6.6强调物流运营集成化

1.6.7物流运营管理数字化与自调适

参考文献

第2章国内外智能工厂的发展情况

2.1国内智能工厂的发展现状

2.1.1国内智能工厂的基本情况

2.1.2国内智能工厂发展的优势

2.1.3国内智能工厂发展中存在的问题

2.2国外智能工厂的发展情况

2.2.1德国智能工厂的发展

2.2.2美国智能工厂的发展

2.2.3日本智能工厂的发展

参考文献

第3章智能工厂物流规划

3.1智能工厂物流规划的总体逻辑

3.1.1物流规划的目的

3.1.2物流规划的维度及联动关系

3.1.3物流规划的基本原则

3.2智能工厂物流规划的步骤

3.3智能工厂物流需求梳理

3.4智能工厂物流概念设计

3.4.1物流概念设计概述

3.4.2物流概念设计模型

3.4.3物流战略制定

3.4.4概念蓝图规划

3.4.5迭代升级路径

3.5智能工厂物流初步规划

3.5.1初步规划的模型

3.5.2初步规划输入

3.5.3功能布局规划

3.5.4园区物流规划

3.5.5物流自动化元素导入

3.5.6规划方案评价

3.6智能工厂物流详细规划

3.6.1详细规划的模型

3.6.2规划要素梳理

3.6.3建筑参数需求定义

3.6.4物流设施配置

3.6.5物流流程设计

3.7智能工厂物流方案验证

3.7.1物流方案验证的目的

3.7.2物流仿真分类

3.7.3主流物流仿真软件

3.7.4物流规划方案验证案例

参考文献

第4章智能工厂关键物流技术应用

4.1物流技术概述

4.1.1物流技术的发展阶段

4.1.2物流技术的应用原则

4.1.3物流技术的发展趋势

4.2物流技术分类

4.2.1按运用场景分类

4.2.2按装载单元模式分类

4.2.3按生产模式分类

4.3关键物流技术介绍

4.3.1包装智能单元技术

4.3.2智能物流搬运技术

4.3.3智能物流存储技术

4.3.4智能物流拣选技术

4.3.5智能物流软技术

4.4智能工厂物流系统集成

4.5智能工厂物流技术资源

4.5.1物流技术资源分类

4.5.2物流技术资源选择

参考文献

第5章智能工厂物流运营管理

5.1智能工厂物流运营管理概述

5.1.1智能工厂物流运营管理的关键地位

5.1.2智能工厂物流战略绩效

5.1.3智能工厂物流运营管理的三个维度

5.1.4智能工厂物流运营管理的三种范式

5.2智能工厂物流管理组织

5.2.1精益化物流管理组织

5.2.2数字化物流管理组织

5.2.3智能化物流管理组织

5.3智能工厂物流运营管理要点

5.3.1智能工厂物流计划管理

5.3.2消除物流断点

5.3.3库存控制与管理

5.3.4入厂物流管理与运营

5.3.5厂内物流管理与运营

5.3.6物流风险与应急管理

5.4智能工厂物流人才

5.4.1物流人才的现状与需求

5.4.2智能工厂物流人才的能力结构

5.4.3智能工厂物流人才的培养

参考文献

第6章智能工厂物流信息平台构建

6.1智能工厂物流信息平台概述

6.1.1物流信息平台的发展

6.1.2智能工厂物流信息平台的特征

6.1.3存在的问题和挑战

6.2智能工厂物流信息平台的构建策略

6.2.1“一体两翼”的发展路径

6.2.2物流信息平台构建的切入点

6.2.3参与构建和达成的物流信息平台主体

6.3智能工厂物流信息平台的基本架构

6.3.1物流信息平台构建的维度

6.3.2构建原则

6.3.3构建方法

6.3.4构建逻辑与模型

6.3.5物流信息平台的应用场景

6.4智能工厂物流信息平台与工业互联网及工业大数据

6.4.1工业互联网

6.4.2工业大数据

参考文献

第7章智能工厂落地的常见问题与管理要点

7.1智能工厂落地的常见问题

7.1.1项目管理能力弱

7.1.2建筑“硬伤”多

7.1.3物流设备选型不当

7.1.4软件系统运作不畅

7.1.5运营落地人才缺乏

7.2智能工厂落地项目管理

7.2.1项目管理中的常见问题

7.2.2项目的主要特点

7.2.3项目管理的核心要点

7.3智能工厂落地的管理要点

7.3.1基建阶段

7.3.2软件系统开发及测试阶段

7.3.3设备招投标阶段

7.3.4设备进厂安装阶段

7.3.5联调与试运行阶段

7.3.6产能爬坡与正式运营阶段

7.4智能工厂落地运维管理

7.4.1自动化物流设备运维管理

7.4.2软件系统运维管理

参考文献

第8章现有工厂的物流智能化转型升级

8.1现有工厂物流评审

8.1.1物流评审体系概述

8.1.2物流评审体系的最佳实践

8.1.3物流快速诊断与过程评审

8.2现有工厂物流的主要问题分析

8.2.1缺少物流战略和正确认知

8.2.2物流能力与生产能力不匹配

8.2.3缺少物流计划的有效协同

8.2.4缺少有效的物料管控

8.2.5缺少专业物流组织和人才

8.2.6物流管理基础薄弱

8.2.7存在大量的物流孤岛

8.2.8其他方面的问题

8.3现有工厂物流智能化转型升级的效益与约束

8.3.1物流智能化转型升级的效益

8.3.2物流智能化转型升级的约束

8.4现有工厂物流智能化转型升级的切入点

8.4.1物流智能化转型升级的基本模式

8.4.2物流智能化转型升级的基本原则

8.4.3制定物流战略

8.4.4夯实物流基础

8.4.5消除物流断点

8.4.6发展专业化能力

8.4.7物流技术和设施应用

8.4.8物流数字化

参考文献

第9章我国智能工厂物流构建的建议

参考文献