产线物流在物流这一范畴中占有相当大的比例，在生产环节中，加工和制造的时间仅为10%左右，物流过程的时间却几乎为90%，这一现象，在很长的一段时间里，并没有引起制造企业的重视。

随着企业竞争向精细化延伸，产线物流越来越显示出充分的生命力，智慧物流的发展，为产线物流提供了优化的武器，为文就此谈几点看法，不妥之处，敬请指正。

一、认识产线物流

物流，即货物和材料的储存和处理，前者可称为厂外物流，后者可称为厂内物流，而厂内物流中，产线物流是核心。

产线物流，或称线边物流(Logistics for Assembly Line)是指车间内为生产线加工制造提供的物流服务，从车间入口的物料交接区开始，至生产线的每个工位，以及上游工位到下游工位之间的物料运转。

抽象一点说，产线物流是指工厂中有形和无形物品在各个作业场所的物理性位置移动过程，包括时间（必须的时候）和数量（必须的数量）两个维度，因此，用时间和数量两个维度来描述生产线配送物流作业，无疑是最合适的，其优化的要点就是过程控制成本、时间消灭空间。

产线物流是制造物流最核心也是最复杂的部分，其价值在于给生产稳定节拍、降低库存、保障数据回溯，实现生产效率在物流环节的提高。产线物流的通畅，是实现实现来料与工位的无缝对接，完成半成品的接收、自动转运和自动上料（如取消了线边的物料存储料架，改为与生产线同步随行的台车料架，这是随生产线同步运行的一种补货模式）无疑会给企业的成本带来很大的改善。

制造业在生产过程中，离不开三大类生产装备：生产设备，生产设施，辅助设备。而生产设施不直接参与产品的形成过程，只服务于核心生产设备和工艺流程，其中主要是物流装备与系统，诸如叉车、皮带输送机、立体库等，这就是产线物流的基础。

产线物流，取决于生产产品的类型以及场地空间的形状，有定时与定量之别：定时，约定一定的时间间隔或某一个确定的时间点，双方交接物品然后转移；定量，约定达到一定的数量，双方交接物品然后转移，总的原则是经济&技术可行性分析，减少交叉点、形成环路。

如上所说，产线物流的目的是控制成本，消灭空间，具体来说是加快物流速度（中间停顿少、生产周期短）；提高物流质量（物料损耗少、搬运效率高）；降低物流费用（包括搬运、储存等有关费用），归结为一点就是生产环节需要物料时，物流系统提供的物料是准确无误的。

生产线需要物流系统能无间隙为各个生产环节供给物料、转移物料，采用的设备一般是自动导引小车（AGV）、自动货架、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统；更进一步则是旋转体式货架、移动式货架、巷道式堆垛机和其他搬运设备。

革命性的进步则是“集成系统”的应用，整个系统有机协作，使总体效益和生产应变能力大大超过了各部分独立效益的总和。

产线物流包括物料的上线模式、运输工具、包装器具、运输路线、空间布局等，优化产线物流，我们要明白产线物流在生产线上的地位与其特点：首先要明白，企业生产与物流的运行具有极强的伴生性，往往是生产过程中的一个组成部分或一个伴生部分，这决定了企业物流很难与生产过程分开而形成独立的系统，所以，产线物流服从生产作业对物流的整体要求，其状况决定于产线生产流程、物料、节拍、工位构造、制造工艺等基础信息，

另外还要明白以下三个原则：产线物流作业（配送、装卸、摆放、拆包、交接等）是不增值过程，因此作业应尽量简化或省略；零部件配送的目的地，要尽量靠近作业人员，减少作业人员走动、转身、弯腰所花费的不增值作业时间；生产作业是增值过程，所以，有限的场地，在布置时应最大限度向生产作业倾斜：线边库存尽量占用最小的空间，更多的空间要分配给生产作业。

产线物流是一个整体，而非割裂。没有一成不变的生产制造，也不可能有永远不变的线边物流体系与物流流程，线边物流的建设和提升需要持续改进的。产线物流，涉及到软件平台控制、硬件设备搬运和流转、线边仓储的搭建，以及软硬件的打通。

打通流程，连接设备，技术标准化是首要的，标准化的智能设备技术，可以更快地连接、联动设备，便于快速进行产线物流调整。标准化的软件系统接口技术，可以调动更多的软件功能和设备兼容，要保持产线工件流通更加顺畅。

就目前来说，产线物流还是一个相对较新的概念，但它在未来有着较大的潜力和发展空间。国际贸易争端以及发达国家推进制造业回流，使得我国制造业的“全球工厂”地位开始被撼动，特别是在全球细分市场上占据了领先的优势，例如锂电池、光伏、电动汽车等行业，因此，生产线上尝试应用生产智能化的物流服务方式，提高了物流服务的效率，降低了物流服务的成本不但是可行的，而且是必要的。

二、重视产线物流

在企业的供应链中，物流可谓无所不在，是企业竞争优势的重要来源。过去被人忽视的产线物流，越来越受到人们的重视，这是因为制造业作为劳动密集型产业，其物料搬运环节需要大量人力完成，随着人口红利消退，产线物流提到了议事日程上。

制造业物流链条的冗长和分散，带来了效率低下，成本过高的结果，进而也吞噬了制造业的大量利润，产线物流制约了制造业的发展；对产线物流管理重要性认识不足，直接导致了制造企业在整体竞争环境中竞争力的缺乏，没有充分发挥产线物流管理在资源调节中的作用。

目前产线物流存在的问题：物料到达不准时、车间物料调动混乱、零部件配套性差；不创造价值的反复装卸、多次搬运、找件、拆包装，隐含了大量费用成本；物流效率低下，生产周期长，库存量及资金周转率低。

工作场所事故仍然是一个全球性问题，根据欧盟统计局的数据，在欧洲每年310万起工作场所事故中，超过五分之一是由产线物流不当造成的。

数字化和工业4.0正改变着物流结构，对企业内部提高物流效率、优化物流结构提出了新的要求，产线物流正成为一个快速增长的行业，甚至有人说，智慧物流的另一半，就是产线物流，厂内物流与产线物流共同相互作用从而搭建起智慧物流一体化服务体系。

越来越多的企业开始重视线边物流的改造，目前，汽车、电子、制药等行业开始深刻认识到优化内部物流，特别是产线物流，对于提升生产效率和降低运营成本的重要性。产线物流合理，既可保证生产线的连续均衡运转，又可以实现精益生产，降本增效。

在工厂物流中，产线物流是重点，也是难点，特别是在生产环节多元复杂的状况下。物流方式和生产方式是紧密关联的，物流方式要按照生产方式来决定，产线物流服务与生产线和生产工艺，因产线物流优化，导致使企业的工艺有相应的变革，往往是企业无法接受的。产线物流的优化要从企业生产线的角度出发，在保持现有生产工艺不变的基础上，实现最大程度物流自动化上的成本最优。

过去，用相对较高的仓储库存来缓冲和适应每天的实际生产计划是不合理的，现场搬运环境频繁切换，以较多的搬运满足在线生产工位的需要是不合理的，每一次的转运都需要增加一次物流成本和一次库存成本。线边库存高与搬运作业多都是一种浪费，如何降低库存，如何杜绝不需要的搬运作业？

根据产线产能计算出其在单位时间的流量及存量，其中流量决定了搬运设备的选型和数量，存量决定了功能区的设置和面积，以及存储设备的形式和数量，

在生产过程中，每一步都环环相扣，将物料需求分解到产线的具体工位上，其中最核心要考虑的是线边物料“存放方式、库存设置、使用方式、空间设置”几大块。

在生产现场，加工或装配不能间断，必须是连续作业，所以要有一定存量的线边库存；线边库作为生产物流与生产装配的衔接点，在保证产线物流不间断运行过程中发挥重要作用。

在生产过程中，如何平衡常规仓库与线边库的库存量是一大难点，面对生产线各环节所需物料种类、物料存放数量、线边库的料架规格及数量、物料补货的间隔与上线周期、物料上线的运输方式等需实时精准地协调配合达到连续供应。

进行宏观物流优化的时候，减少转运过程是一个重要的命题，对于产线物流，同样是一个重要的命题。产线物流的优化，实际上也是减少过多的物流导致的搬运浪费，杜绝不需要的搬运作业。

产线物流存在的搬运浪费，具体表现为放置、堆积、移动、整列等动作浪费，由此而增加物料在空间的移动时间，多耗费人力，占用搬运设备与工具，在搬运过程中因碰撞等原因造成不良品等，优化就是降低物流运营成本与提高物料搬运作业效率为目的。

这中间牵涉到如何精准地导入产线物流装备的问题，也就是如何选择合理的产线物流装备，一般包括自动上料设备及输送设备。

现在，工业机器人制造商基本上针对每一种产线应用制程都有相应的机器人方案，只需要明确你希望机器人为你做哪个工作，以及从不同的种类当中，选择最适合的型号。

要提醒的一点是，选型有轴数、重复精度、负载等参数需要考虑。机器人配置的轴数，直接关联其自由度，对于简单的产线，4轴机器人就足以应对，如果应用场景在一个狭小的工作空间，且机器人手臂需要很多的扭曲和转动，6轴或7轴机器人将是最好的选择。

重复精度可以被描述为机器人完成例行的工作任务每一次到达同一位置的能力，一般在±0.05mm到±0.02mm之间，甚至更精密，这与产线性质相关，如果是组装电子线路板，产线物流需要超级精密重复精度的机器人。

负载，即机器人在其工作空间可以携带的最大负荷，一般机器人负载在3Kg到1300Kg不等，希望机器人完成将目标工件从一个工位搬运到另一个工位，需要注意工件的重量与机器人负载是否相符，过大或过小都不合适。体积较大的加工件直运工位，减少库存占用空间和中间转运的作业环节。

选择合适的产线物流备装后，面临的下一个问题就是，如何确定物流设备数量，如何实现有限场地的合理利用，如何保证工位可达性，如何实现产线的物流最优？

为了实现降本增效的精益化生产要求，往往还需要去挖掘更深层次的需求，比如降低线边库存量、缩短运输距离、提高场地利用率等。

我们相信，在工业4.0的时代中，面临不断变化的生产条件和提高效率的挑战，产线物流将不断自我完善，在创新中走向高效化。

三、智化产线物流

产线物流走向智能化、精益化发展成为大势所趋。工厂对生产精益化和柔性化的追求，使产线物流正持续朝着自动化、智能化、数字化迭代。以系统成本最低和响应快速为目标的精益物流将是产线物流发展的方向和目标，而要达到这一目的，需要数字化与智能化，并运用现代前沿技术赋能。

作为一个跨学科的概念，产线物流与很多领域相联系，比如IT、驾驶辅助、人工智能，物联网等，例如，人工智能在产线物流领域已经有了许多使用的实例，再比如自动引导运输车（AGV）为代表的无人驾驶运输系统也在产线物流领域被寄予厚望。

1、智能化

在工厂智能化升级过程中，产线物流智能化是非常重要的一个场景。搬运设备的智能化程度，影响着产线物流系统的效率，随着智慧物流领域硬件设备如移动机器人、工业制造软件等技术的提升，智能化搬运设备正在涌现，产线物料存在很大的改进和提升的空间。

在生产线内，物料搬运、上线喂料、工序对接等，都需要智能设备，产线智慧物流的发展已是必然，各大企业如何通过各种智能化设备实现产线物流的智能化，是当下极力要跨出的重要一步。

智能信息时代，工厂内的生产可以由智控制器根据当前工位的工艺要求结合传感器的感知后，指挥控制单元完成生产动作，同理，产线物流作业也可以由系统集成并围绕生产工艺指挥物流设备完成搬运、存储等动作。

统筹线边物流所有环节，有条不紊地稳定运行，智能化的信息平台不可或缺。具体地说，WMS系统承接上游生产任务，调度下游生产设备，是厂内智能物流系统的”大脑“；WCS系统负责对AGV进行任务分配、调度以及运行数据统计,丰富的控制功能，满足各种物流场景。

当线边物料数量低于设定值时，系统会根据实际库存状况调度物流车辆，将指定的物料及时准确地运送至生产线，保证生产过程的连续性和顺畅性。

过去，产线物流中移动机器人的使命只有一个，那就是搬运，今天与未来，AMR开始逐步从单机设备走向群体智能，在仓储、产线、线边仓都形成整套的物流解决方案。

自动化立体库应用在线边物流环节中，具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错,降低储运过程中的损耗、提高物流效率等诸多优点；AMR可根据生产需要，在指定时间将物料自动输送到生产线，并搭配智能跟随模式，随时满足原材料上线、在制品转运等物质流转需求。

产线物流智能化还表现在物流装备的进步上：过去机械臂用于固定位置的简单的搬运、上下料，无法移动；而移动机器人则更多用于物料的移载、搬运等，无法对物料进行操作。目前推出的“移动操作机器人”则兼顾了二者的功能，强化了“人”的属性，故而更加强调柔性；需要经常变换工位或移位移线的情况，协作型机器人应该是一个很好的选项。   

就目前来说，产线物流的运作，仅仅只靠单体智能设备已经不能满足整体的生产速度和供应需求，借助各种智能产品应用在相应的场景，将整个厂内物流的核心环节连接起来实现互联互通，实现各环节的无缝对接，才能实现了产线物料的智能化配送，达到准时化、及时化的无人配送。

2、柔性化

小批量，个性化制造渐成趋势，未来将成为主流。其基本要求是将必需的产品，在必需的时候，仅按必须的数量制造出来。这就要求生产线具有柔性，同样，要求服务于生产线的线边物流具有柔性。

其中一个显著的特点是，未来的物流设施由一个个灵活的颗粒度较小的搬运单元构成，可以快速拼接，既能搬运小吞吐量的物料任务，又能搬运大吞吐，既能按照AB的位置点来回搬运，也能按照ABCD多个位置点搬运……

柔性物流使制造企业的生产物流过程具备相应的应变能力，柔性化物流装备满足了智能制造的可拓展、多组态、可视化、可定制和分布式仓储等新需求，打造定位精准、移动灵活、数据共享、实时可视与监控的物流模式。

柔性化使兼具规模化和个性化的生产、产线物流系统变得更具适应性和响应性，以更灵活、更柔性的物理特征来满足定制化生产带来的物料搬运任务。

生产的柔性化与物流的柔性化，二者缺一不可，只有二者互相支撑、才能融合提升；必须同时兼顾局部柔性和全局柔性，局部柔性化不代表整体优化，部分装备的柔性化，不能充分发挥作用。避免柔性化孤岛，才能真正实现数字化转型和智能化提升。

对于柔性制造来说，物流已从附属服务转变为提高制造企业市场竞争力、降低成本、挖掘利润空间的重要方面。

3、仿真技术

相比于厂外物流，产线物流是一个庞大而复杂的系统工程，对于复杂的系统问题，我们往往不得不借助系统仿真软件进行求解。

产线物流的规划，或者优化，都会用到仿真技术，新建全智能化的“灯塔工厂”“未来工厂”，依据现有手段很难评估AGV等供应商输入的产线物流方案是否合理，车间布局是否合理，如何精确定义车间资源设备数量等问题。

仿真设计可对传送带、机械臂、AGV以及存储设备等物流要素建模，可设置现场排班、设备故障、返工返修以及AGV能耗等仿真影响因素，通过产线连续生产的动态过程仿真展示，直观地查看仿真运行过程中物流是否顺畅，加工设备、缓冲区、物流设备的动态指标数据。

通过输出仿真结果数据，判断产能是否满足、排查生产瓶颈、平衡工位负载、提高设备利用、优化物流路线、配置物流资源，设置合理库存，针对存在的问题进行假设性方案调整，再次运行仿真，直至仿真结果最优。

也就是说，通过仿真解决方案对车间的各项关键指标进行分析优化，分析资源设备的利用率以及作业时间、空闲时间，针对具体的物流问题，如工位物流，可出具可信的物流仿真报告，发现并优化物流路径、线边存储摆放位置、提高AGV利用率，从而保证产线物流方案落地的可靠性。产线物流的仿真设计还为未来的工厂的“数字孪生”建设提供了基础支持。

结语：未来的智能制造，最核心的表现是在工艺思想与整体布局中，而工艺过程中的物流规划十分重要。制造业加速打造产线物流智能化、精益化、一体化的大时代即将到来，精益的产线物流思想的重点在于，极大地减少线边库存、减少线边物料空间，同时保证产线操作人员在正确的时间和位置得到正确的物料进行加工、装配。