智能制造基地線邊倉回收物流方案設計

江育俊JIANG Yu-jun

（身份證號：440301198202 104950）

0 引言

近年來，線上消費交易額呈爆炸式增長，據國家郵政局2022 年公布的數據可知，截止2021 年底，我國的郵政/物流企業服務總量達833.6 億，同比增長31.2%；同時，我國的郵政/物流企業營業收入已然達到8795.4 億元，同比增長17.3%。然而，即便我國自2023 年初經濟就保持了較快的發展速度，但是郵政/物流企業的發展方式還是相對較為粗糙。故而為減輕我國的環境污染，減少資源的浪費，我國頒布了一系列政策，以促進物流行業的發展。而其中的線邊物流（Line/Auxiliary Logistics）系統，包涵倉庫管理及供給管理兩大板塊，對線邊庫、線邊料位場、集配作業、供給作業提供了清晰的指導。從生產線的上游工位到下游工位，從生產工位到緩沖倉，從集中倉庫到線邊倉，實現了全場景物流配送體系，能夠實現物料定時、定點、定量配送的物流系統，并借助人工智能演算獲取最優物流路徑，從而提升設備稼動率最大化。因此本文將以某企業為例，從智能制造視角入手，對基地線邊倉回收物流系統展開方案設計，以期推動廢舊電子產品的循環利用，并以具體的案例方案為參考模板，為其他企業提供一個可行性較高的實踐依據。

1 某公司線邊倉回收物流現狀問題

該公司成立于2017 年12 月，經營范圍包括通訊產品研發、生產程控交換系統等。目前該公司線邊倉回收物流的電子產品已經進入到報廢的高峰期，其線邊倉為做好廢舊電子產品回收物流工作，提高廢舊電子產品處理的科學性與實效性，開始逐步加強對廢舊電子回收物流的研究，并由此構建了一套較為完善的回收物流體系，從根本上實現了資源的循環利用。

近年來，伴隨著信息化的發展，該公司線邊倉回收利用信息技術與大數據，為客戶提供了現代化智能家居服務。截止2023 年第二季度，該公司線邊倉總體物料的回收率為30.9%，有近七成的物料沒有完成回收，不僅在制造成本上造成了一定的浪費，同時也對環境造成了污染。如圖1 所示，是該公司目前線邊倉回收物流運營模式。

圖1 回收物流模式

其中的AGV 車供給，該公司主要是借助激光區域掃描以及紅外反射進行的定位，其后加拖掛提升運力系統，則以蓄電池牽引車、拖掛車，以及導軌電動平車為主，由于該公司零件種類繁多、數量較大和價值差別大，且存在車型混線生產的問題，導致其不僅成本控制存在問題，同時物料回收率也沒有達到預期的標準要求，進而造成了不利于線邊倉的生產與銷售的困境。

2 某公司線邊倉回收物流模式存在問題的原因

2.1 回收物流體系不科學

未建立完善的回收物流體系。線邊倉對于回收物流體系構建，沒有考慮其特殊性與基本原則，忽略了生態效益與經濟效益。對于回收物流體系的設置，僅是重視廢舊電子產品的搜集、分揀、運輸，沒有形成統一的管理模式，導致信息反饋不及時，責任主體不明確，降低了回收物流體系的科學性。未制定回收物流管理制度。線邊倉未結合回收的實際情況制定回收物流管理制度，使得電子產品回收流程復雜且混亂，增加了廢舊電子產品回收的成本，降低了回收運輸的實效性。

2.2 缺乏先進的回收環保技術

線邊倉廢舊電子產品回收再利用效率較低，主要是由于缺乏先進的回收環保技術，具體包括以下幾方面：回收產品修理與復原技術缺乏。由于回收物流屬于新型的行業，其整體技術水平不高，對于廢舊電子產品的修理與復原處理不到位，諸多廢舊產品無法綠色維修再利用，降低了回收資源的利用效率。未建立回收循環物流。回收循環物流可以使得廢舊的資源循環使用，若是線邊倉沒有將生產中不合格的產品與廢棄物再次利用，會提高資源的損耗率。

2.3 物料流模式不夠完善

從物料流現狀梳理過程，不難發現線邊倉的推式物料流模式下，物料流的供應是基于訂單預測的推式生產下的物料供應，由于精益生產的推行，生產模式已經發生根本性的變革，由面向庫存的生產變成了按客戶訂單安排生產的拉式模式。生產的物料需求供應的管理，需要根據這種新的生產模式安排配套的物料流。車間物料流如果仍然按照傳統的面向線邊倉的批量推送供應，大批量的物料流供應方式是不能精確匹配生產的需求的，也不能適應精益生產的要求。當前舊的物料流模式與精益生產之間的矛盾，主要表現在三個方面：①在多品種、小批量的生產工單的模式下，大批量的物料供應必然會造成過多供應物料，在生產車間的線邊倉，各工序的物料暫存區產生大量的庫存和積壓。庫存會造成空間的浪費，而且會占用大量的流動資金，成為生產供需鏈條上的一個風險點；②不能滿足精益生產下工單物料需求的按需供應，物料只有在需要的時間點才供應的要求。庫存供應鏈受牛鞭效應（bullwhip effect）作用，在工單物料庫存采購上多是基于以往的經驗進行預設和訂購，導致溝通協作的水平相對較低；③批量供應的物料推送計劃，不能滿足拉式生產（豐田生產模式）的供應量只能按需求的數量進行供應的要求。

以上三個方面的矛盾，反應了對精益生產模式下物料流的管理存在問題。具體到車間內部物料流程段，供應物料流程段等進行進一步問題的分析。

3 基于智能化關于線邊倉發展回收物流方案設計

3.1 基于智能制造的生產效率優化

3.1.1 生產線智能化改造

在線邊物流的優化設計上，為加快數字化、智能化轉型，對生產線進行智能化改造尤為關鍵。本設計引入了自動化生產設備和智能機器人，旨在實現生產過程的自動化和標準化。同時，通過安裝傳感器和監測系統，實時獲取生產數據和設備狀態，提高了生產線的穩定性和可靠性。

3.1.2 數據化管理

在生產過程中，為了保證該公司能夠實時采集并分析生產數據，本設計優化了其生產流程和工藝，以提高生產效率和產品質量。例如，通過分析生產數據，發現在涂覆環節中使用了較多的原料，導致了成本的增加。于是可采用智能化的涂覆機器人，實現原料用量的減少和涂覆效率的提高，剔除信息孤島，降低了不必要的成本浪費。

3.1.3 應用MES 系統

在本設計中，還應用了MES（制造執行系統）系統（見圖2），明確回收物流的責任主體，很好地實現了生產過程的數字化和集成化管理。

圖2 引入的MES 系統示意圖

如圖2 所示，MES 系統可以實時監控生產流程和設備狀態，并與ERP 系統進行無縫對接，實現了生產計劃的動態調整和生產過程的優化管理。同時通過MES 系統還能協助公司構建全場景物流配送體系，確保生產過程的透明化和可控性，提高了生產效率和生產質量。

3.2 基于智能制造的生產流程改進

3.2.1 采用自動化設備

在生產流程中引入自動化設備，例如機械臂、自動化裝配線等，以代替傳統的人工組裝方式。通過聯營回收模式建立現代回收物流體系。

3.2.2 采用智能化設備

在智能制造的背景下，本文建議該公司可引入更多的智能化設備，例如工業機器人和智能監控系統等。這些設備可以自主學習和優化生產流程，從而達到更高的效率和更好的質量控制。

3.2.3 優化物料管理

保持供應鏈的透明度，及時獲取物料信息、庫存情況和交貨狀態等，以便在最短時間內協調解決可能出現的問題。此外，可以采用RFID 技術實現物料跟蹤，減少物料誤用或丟失等問題，從而提高電子廢棄物的回收環保目的。

3.2.4 統一標準操作流程

建立統一的標準操作流程，確保每個員工都能遵循相同的工作規范和程序。這不僅可以提高生產效率和質量，還可以降低培訓成本和人力資源管理成本。

3.2.5 引入人機協作技術

在生產流程中引入人機協作技術，在自動化設備和工業機器人的輔助下，員工可以更加高效地完成操作。例如，使用智能手套等設備，讓員工可以更加自然地與機器交互，提高生產效率和質量。

3.3 基于用智能制造的生產質量監管

在搭建自動儲存和輸出物料的自動化立體倉庫過程中，本文發現目前該公司存在回收物流體系不科學、缺乏先進的回收環保技術、物料流模式不夠完善等顯著問題，因此在對該公司線邊倉回收物流生產過程進行監管的過程中，應用智能制造技術可以對每個環節進行實時監控和反饋，有效降低了生產過程中出現質量問題的風險。保證產品質量。具體思路如下：

3.3.1 數據采集與分析

通過多層貨架、集信息自動化技術、自動導引小車技術等，對當前的傳感器和監測設備進行優化、采集和記錄。這些數據包括生產設備的運行狀態、溫度、濕度、振動等指標，以及產品的尺寸、外觀、性能等參數。通過將這些數據進行匯總和分析，該公司可以及時發現生產過程中的異常情況和潛在問題，并采取相應的措施進行調整和糾正。

3.3.2 質量控制與優化

該公司通過智能制造技術實現了對生產過程的全面控制和優化。其中，重點關注以下幾個方面：其一，是設備自動調整。生產設備配備了智能控制系統，能夠根據生產數據進行自動調整和優化。例如，當設備工作溫度過高或過低時，系統會自動調整加熱或冷卻設備，以達到最佳工作狀態；其二，是自動化質檢。比如當該公司采用了自動化的質檢系統后，能對產品進行尺寸、外觀、性能等多方面的檢測。其中，部分檢測任務中以通過機器視覺技術實現，大大提高了檢測效率和準確率；其三，是實時監控。旨在對生產中出現異常或問題，監控系統會立即發出警報并提示相關人員進行處理，實現領料、存儲、發料、退換不良產品的健康運行。

4 優化方案實施效果評價

本文通過對某公司基地線邊倉的回收物流進行了智能制造技術改造，經一段時間的運行后，對生產效率、產品質量、成本控制進行了測試，歸納出以下幾個方面：

4.1 生產效率大幅提高

智能化的生產流程和設備能夠實現自動化生產和全面控制，提高了生產效率。同時，通過數據分析和優化，進一步縮短了生產周期和成本。（表1）

表1 生產效率對比情況

4.2 生產質量顯著提升

智能化的質檢系統和實時監控系統能夠對產品進行全面檢測和管理，從而有效提高了產品質量。同時，通過數據分析和優化，進一步提高了產品的穩定性和可靠性。

通過表2 可見，該公司在應用智能制造技術后，生產周期縮短了40%，不合格品率降低了45%，日產量提高了接近60%。以上這些數據表明，智能制造技術的應用對該公司線邊倉回收物流的生產效率和質量方面都有著顯著的改善效果，能夠讓該公司可以隨時根據市場需求及產品變化快速調整生產流程和設備配置，以適應不同的生產需求。

表2 生產質量對比情況

4.3 生產成本有效控制

表3 展示了該公司在智能制造技術應用后，其線邊倉回收物流與傳統生產線相比所實現的成本節約情況。

表3 生產成本對比情況

從表3 可以看出，該公司在將智能制造技術應用到生產線后，材料采購、零部件和總裝配三個環節都實現了成本節約。其中，在材料采購環節，智能制造生產線相比傳統生產線減少了30%的成本，而在智能制造生產線上，節約成本為10%，這說明智能制造技術在材料采購環節仍有改進空間。在零部件和總裝配環節，智能制造生產線相比傳統生產線分別減少了40%和50%的成本，而在智能制造生產線上，節約成本則分別為15%和20%，這也表明智能制造技術在零部件和總裝配環節得到了較好的應用。

綜上所述，該公司通過應用智能制造技術，在線邊倉回收物流的生產過程中實現了全面數據化和自動化控制，從而提高了生產效率和產品質量。未來，該公司將繼續加強對智能制造技術的應用研發，進一步優化生產流程和設備配置，比如積極結合公司的實際情況進行評估和調整，以確保最終實現預期目標，提高生產效率和質量，并減少生產成本，從而為客戶提供更加優質的產品和服務。