產線物流在物流這一范疇中占有相當大的比例，在生產環節中，加工和制造的時間僅為10%左右，物流過程的時間卻幾乎為90%，這一現象，在很長的一段時間里，并沒有引起制造企業的重視。

隨著企業競爭向精細化延伸，產線物流越來越顯示出充分的生命力，智慧物流的發展，為產線物流提供了優化的武器，為文就此談幾點看法，不妥之處，敬請指正。

一、認識產線物流

物流，即貨物和材料的儲存和處理，前者可稱為廠外物流，后者可稱為廠內物流，而廠內物流中，產線物流是核心。

產線物流，或稱線邊物流(Logistics for Assembly Line)是指車間內為生產線加工制造提供的物流服務，從車間入口的物料交接區開始，至生產線的每個工位，以及上游工位到下游工位之間的物料運轉。

抽象一點說，產線物流是指工廠中有形和無形物品在各個作業場所的物理性位置移動過程，包括時間（必須的時候）和數量（必須的數量）兩個維度，因此，用時間和數量兩個維度來描述生產線配送物流作業，無疑是最合適的，其優化的要點就是過程控制成本、時間消滅空間。

產線物流是制造物流最核心也是最復雜的部分，其價值在于給生產穩定節拍、降低庫存、保障數據回溯，實現生產效率在物流環節的提高。產線物流的通暢，是實現實現來料與工位的無縫對接，完成半成品的接收、自動轉運和自動上料（如取消了線邊的物料存儲料架，改為與生產線同步隨行的臺車料架，這是隨生產線同步運行的一種補貨模式）無疑會給企業的成本帶來很大的改善。

制造業在生產過程中，離不開三大類生產裝備：生產設備，生產設施，輔助設備。而生產設施不直接參與產品的形成過程，只服務于核心生產設備和工藝流程，其中主要是物流裝備與系統，諸如叉車、皮帶輸送機、立體庫等，這就是產線物流的基礎。

產線物流，取決于生產產品的類型以及場地空間的形狀，有定時與定量之別：定時，約定一定的時間間隔或某一個確定的時間點，雙方交接物品然后轉移；定量，約定達到一定的數量，雙方交接物品然后轉移，總的原則是經濟&技術可行性分析，減少交叉點、形成環路。

如上所說，產線物流的目的是控制成本，消滅空間，具體來說是加快物流速度（中間停頓少、生產周期短）；提高物流質量（物料損耗少、搬運效率高）；降低物流費用（包括搬運、儲存等有關費用），歸結為一點就是生產環節需要物料時，物流系統提供的物料是準確無誤的。

生產線需要物流系統能無間隙為各個生產環節供給物料、轉移物料，采用的設備一般是自動導引小車（AGV）、自動貨架、自動存取機器人、自動識別和自動分揀等系統；更進一步則是旋轉體式貨架、移動式貨架、巷道式堆垛機和其他搬運設備。

革命性的進步則是“集成系統”的應用，整個系統有機協作，使總體效益和生產應變能力大大超過了各部分獨立效益的總和。

產線物流包括物料的上線模式、運輸工具、包裝器具、運輸路線、空間布局等，優化產線物流，我們要明白產線物流在生產線上的地位與其特點：首先要明白，企業生產與物流的運行具有極強的伴生性，往往是生產過程中的一個組成部分或一個伴生部分，這決定了企業物流很難與生產過程分開而形成獨立的系統，所以，產線物流服從生產作業對物流的整體要求，其狀況決定于產線生產流程、物料、節拍、工位構造、制造工藝等基礎信息，

另外還要明白以下三個原則：產線物流作業（配送、裝卸、擺放、拆包、交接等）是不增值過程，因此作業應盡量簡化或省略；零部件配送的目的地，要盡量靠近作業人員，減少作業人員走動、轉身、彎腰所花費的不增值作業時間；生產作業是增值過程，所以，有限的場地，在布置時應最大限度向生產作業傾斜：線邊庫存盡量占用最小的空間，更多的空間要分配給生產作業。

產線物流是一個整體，而非割裂。沒有一成不變的生產制造，也不可能有永遠不變的線邊物流體系與物流流程，線邊物流的建設和提升需要持續改進的。產線物流，涉及到軟件平臺控制、硬件設備搬運和流轉、線邊倉儲的搭建，以及軟硬件的打通。

打通流程，連接設備，技術標準化是首要的，標準化的智能設備技術，可以更快地連接、聯動設備，便于快速進行產線物流調整。標準化的軟件系統接口技術，可以調動更多的軟件功能和設備兼容，要保持產線工件流通更加順暢。

就目前來說，產線物流還是一個相對較新的概念，但它在未來有著較大的潛力和發展空間。國際貿易爭端以及發達國家推進制造業回流，使得我國制造業的“全球工廠”地位開始被撼動，特別是在全球細分市場上占據了領先的優勢，例如鋰電池、光伏、電動汽車等行業，因此，生產線上嘗試應用生產智能化的物流服務方式，提高了物流服務的效率，降低了物流服務的成本不但是可行的，而且是必要的。

二、重視產線物流

在企業的供應鏈中，物流可謂無所不在，是企業競爭優勢的重要來源。過去被人忽視的產線物流，越來越受到人們的重視，這是因為制造業作為勞動密集型產業，其物料搬運環節需要大量人力完成，隨著人口紅利消退，產線物流提到了議事日程上。

制造業物流鏈條的冗長和分散，帶來了效率低下，成本過高的結果，進而也吞噬了制造業的大量利潤，產線物流制約了制造業的發展；對產線物流管理重要性認識不足，直接導致了制造企業在整體競爭環境中競爭力的缺乏，沒有充分發揮產線物流管理在資源調節中的作用。

目前產線物流存在的問題：物料到達不準時、車間物料調動混亂、零部件配套性差；不創造價值的反復裝卸、多次搬運、找件、拆包裝，隱含了大量費用成本；物流效率低下，生產周期長，庫存量及資金周轉率低。

工作場所事故仍然是一個全球性問題，根據歐盟統計局的數據，在歐洲每年310萬起工作場所事故中，超過五分之一是由產線物流不當造成的。

數字化和工業4.0正改變著物流結構，對企業內部提高物流效率、優化物流結構提出了新的要求，產線物流正成為一個快速增長的行業，甚至有人說，智慧物流的另一半，就是產線物流，廠內物流與產線物流共同相互作用從而搭建起智慧物流一體化服務體系。

越來越多的企業開始重視線邊物流的改造，目前，汽車、電子、制藥等行業開始深刻認識到優化內部物流，特別是產線物流，對于提升生產效率和降低運營成本的重要性。產線物流合理，既可保證生產線的連續均衡運轉，又可以實現精益生產，降本增效。

在工廠物流中，產線物流是重點，也是難點，特別是在生產環節多元復雜的狀況下。物流方式和生產方式是緊密關聯的，物流方式要按照生產方式來決定，產線物流服務與生產線和生產工藝，因產線物流優化，導致使企業的工藝有相應的變革，往往是企業無法接受的。產線物流的優化要從企業生產線的角度出發，在保持現有生產工藝不變的基礎上，實現最大程度物流自動化上的成本最優。

過去，用相對較高的倉儲庫存來緩沖和適應每天的實際生產計劃是不合理的，現場搬運環境頻繁切換，以較多的搬運滿足在線生產工位的需要是不合理的，每一次的轉運都需要增加一次物流成本和一次庫存成本。線邊庫存高與搬運作業多都是一種浪費，如何降低庫存，如何杜絕不需要的搬運作業？

根據產線產能計算出其在單位時間的流量及存量，其中流量決定了搬運設備的選型和數量，存量決定了功能區的設置和面積，以及存儲設備的形式和數量，

在生產過程中，每一步都環環相扣，將物料需求分解到產線的具體工位上，其中最核心要考慮的是線邊物料“存放方式、庫存設置、使用方式、空間設置”幾大塊。

在生產現場，加工或裝配不能間斷，必須是連續作業，所以要有一定存量的線邊庫存；線邊庫作為生產物流與生產裝配的銜接點，在保證產線物流不間斷運行過程中發揮重要作用。

在生產過程中，如何平衡常規倉庫與線邊庫的庫存量是一大難點，面對生產線各環節所需物料種類、物料存放數量、線邊庫的料架規格及數量、物料補貨的間隔與上線周期、物料上線的運輸方式等需實時精準地協調配合達到連續供應。

進行宏觀物流優化的時候，減少轉運過程是一個重要的命題，對于產線物流，同樣是一個重要的命題。產線物流的優化，實際上也是減少過多的物流導致的搬運浪費，杜絕不需要的搬運作業。

產線物流存在的搬運浪費，具體表現為放置、堆積、移動、整列等動作浪費，由此而增加物料在空間的移動時間，多耗費人力，占用搬運設備與工具，在搬運過程中因碰撞等原因造成不良品等，優化就是降低物流運營成本與提高物料搬運作業效率為目的。

這中間牽涉到如何精準地導入產線物流裝備的問題，也就是如何選擇合理的產線物流裝備，一般包括自動上料設備及輸送設備。

現在，工業機器人制造商基本上針對每一種產線應用制程都有相應的機器人方案，只需要明確你希望機器人為你做哪個工作，以及從不同的種類當中，選擇最適合的型號。

要提醒的一點是，選型有軸數、重復精度、負載等參數需要考慮。機器人配置的軸數，直接關聯其自由度，對于簡單的產線，4軸機器人就足以應對，如果應用場景在一個狹小的工作空間，且機器人手臂需要很多的扭曲和轉動，6軸或7軸機器人將是最好的選擇。

重復精度可以被描述為機器人完成例行的工作任務每一次到達同一位置的能力，一般在±0.05mm到±0.02mm之間，甚至更精密，這與產線性質相關，如果是組裝電子線路板，產線物流需要超級精密重復精度的機器人。

負載，即機器人在其工作空間可以攜帶的最大負荷，一般機器人負載在3Kg到1300Kg不等，希望機器人完成將目標工件從一個工位搬運到另一個工位，需要注意工件的重量與機器人負載是否相符，過大或過小都不合適。體積較大的加工件直運工位，減少庫存占用空間和中間轉運的作業環節。

選擇合適的產線物流備裝后，面臨的下一個問題就是，如何確定物流設備數量，如何實現有限場地的合理利用，如何保證工位可達性，如何實現產線的物流最優？

為了實現降本增效的精益化生產要求，往往還需要去挖掘更深層次的需求，比如降低線邊庫存量、縮短運輸距離、提高場地利用率等。

我們相信，在工業4.0的時代中，面臨不斷變化的生產條件和提高效率的挑戰，產線物流將不斷自我完善，在創新中走向高效化。

三、智化產線物流

產線物流走向智能化、精益化發展成為大勢所趨。工廠對生產精益化和柔性化的追求，使產線物流正持續朝著自動化、智能化、數字化迭代。以系統成本最低和響應快速為目標的精益物流將是產線物流發展的方向和目標，而要達到這一目的，需要數字化與智能化，并運用現代前沿技術賦能。

作為一個跨學科的概念，產線物流與很多領域相聯系，比如IT、駕駛輔助、人工智能，物聯網等，例如，人工智能在產線物流領域已經有了許多使用的實例，再比如自動引導運輸車（AGV）為代表的無人駕駛運輸系統也在產線物流領域被寄予厚望。

1、智能化

在工廠智能化升級過程中，產線物流智能化是非常重要的一個場景。搬運設備的智能化程度，影響著產線物流系統的效率，隨著智慧物流領域硬件設備如移動機器人、工業制造軟件等技術的提升，智能化搬運設備正在涌現，產線物料存在很大的改進和提升的空間。

在生產線內，物料搬運、上線喂料、工序對接等，都需要智能設備，產線智慧物流的發展已是必然，各大企業如何通過各種智能化設備實現產線物流的智能化，是當下極力要跨出的重要一步。

智能信息時代，工廠內的生產可以由智控制器根據當前工位的工藝要求結合傳感器的感知后，指揮控制單元完成生產動作，同理，產線物流作業也可以由系統集成并圍繞生產工藝指揮物流設備完成搬運、存儲等動作。

統籌線邊物流所有環節，有條不紊地穩定運行，智能化的信息平臺不可或缺。具體地說，WMS系統承接上游生產任務，調度下游生產設備，是廠內智能物流系統的”大腦“；WCS系統負責對AGV進行任務分配、調度以及運行數據統計,豐富的控制功能，滿足各種物流場景。

當線邊物料數量低于設定值時，系統會根據實際庫存狀況調度物流車輛，將指定的物料及時準確地運送至生產線，保證生產過程的連續性和順暢性。

過去，產線物流中移動機器人的使命只有一個，那就是搬運，今天與未來，AMR開始逐步從單機設備走向群體智能，在倉儲、產線、線邊倉都形成整套的物流解決方案。

自動化立體庫應用在線邊物流環節中，具有節約用地、減輕勞動強度、消除差錯,降低儲運過程中的損耗、提高物流效率等諸多優點；AMR可根據生產需要，在指定時間將物料自動輸送到生產線，并搭配智能跟隨模式，隨時滿足原材料上線、在制品轉運等物質流轉需求。

產線物流智能化還表現在物流裝備的進步上：過去機械臂用于固定位置的簡單的搬運、上下料，無法移動；而移動機器人則更多用于物料的移載、搬運等，無法對物料進行操作。目前推出的“移動操作機器人”則兼顧了二者的功能，強化了“人”的屬性，故而更加強調柔性；需要經常變換工位或移位移線的情況，協作型機器人應該是一個很好的選項。   

就目前來說，產線物流的運作，僅僅只靠單體智能設備已經不能滿足整體的生產速度和供應需求，借助各種智能產品應用在相應的場景，將整個廠內物流的核心環節連接起來實現互聯互通，實現各環節的無縫對接，才能實現了產線物料的智能化配送，達到準時化、及時化的無人配送。

2、柔性化

小批量，個性化制造漸成趨勢，未來將成為主流。其基本要求是將必需的產品，在必需的時候，僅按必須的數量制造出來。這就要求生產線具有柔性，同樣，要求服務于生產線的線邊物流具有柔性。

其中一個顯著的特點是，未來的物流設施由一個個靈活的顆粒度較小的搬運單元構成，可以快速拼接，既能搬運小吞吐量的物料任務，又能搬運大吞吐，既能按照AB的位置點來回搬運，也能按照ABCD多個位置點搬運……

柔性物流使制造企業的生產物流過程具備相應的應變能力，柔性化物流裝備滿足了智能制造的可拓展、多組態、可視化、可定制和分布式倉儲等新需求，打造定位精準、移動靈活、數據共享、實時可視與監控的物流模式。

柔性化使兼具規模化和個性化的生產、產線物流系統變得更具適應性和響應性，以更靈活、更柔性的物理特征來滿足定制化生產帶來的物料搬運任務。

生產的柔性化與物流的柔性化，二者缺一不可，只有二者互相支撐、才能融合提升；必須同時兼顧局部柔性和全局柔性，局部柔性化不代表整體優化，部分裝備的柔性化，不能充分發揮作用。避免柔性化孤島，才能真正實現數字化轉型和智能化提升。

對于柔性制造來說，物流已從附屬服務轉變為提高制造企業市場競爭力、降低成本、挖掘利潤空間的重要方面。

3、仿真技術

相比于廠外物流，產線物流是一個龐大而復雜的系統工程，對于復雜的系統問題，我們往往不得不借助系統仿真軟件進行求解。

產線物流的規劃，或者優化，都會用到仿真技術，新建全智能化的“燈塔工廠”“未來工廠”，依據現有手段很難評估AGV等供應商輸入的產線物流方案是否合理，車間布局是否合理，如何精確定義車間資源設備數量等問題。

仿真設計可對傳送帶、機械臂、AGV以及存儲設備等物流要素建模，可設置現場排班、設備故障、返工返修以及AGV能耗等仿真影響因素，通過產線連續生產的動態過程仿真展示，直觀地查看仿真運行過程中物流是否順暢，加工設備、緩沖區、物流設備的動態指標數據。

通過輸出仿真結果數據，判斷產能是否滿足、排查生產瓶頸、平衡工位負載、提高設備利用、優化物流路線、配置物流資源，設置合理庫存，針對存在的問題進行假設性方案調整，再次運行仿真，直至仿真結果最優。

也就是說，通過仿真解決方案對車間的各項關鍵指標進行分析優化，分析資源設備的利用率以及作業時間、空閑時間，針對具體的物流問題，如工位物流，可出具可信的物流仿真報告，發現并優化物流路徑、線邊存儲擺放位置、提高AGV利用率，從而保證產線物流方案落地的可靠性。產線物流的仿真設計還為未來的工廠的“數字孿生”建設提供了基礎支持。

結語：未來的智能制造，最核心的表現是在工藝思想與整體布局中，而工藝過程中的物流規劃十分重要。制造業加速打造產線物流智能化、精益化、一體化的大時代即將到來，精益的產線物流思想的重點在于，極大地減少線邊庫存、減少線邊物料空間，同時保證產線操作人員在正確的時間和位置得到正確的物料進行加工、裝配。