導(dǎo)語：航空制造智能生產(chǎn)物流體系研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:分析了國內(nèi)外航空企業(yè)物流發(fā)展現(xiàn)狀及智能物流的研究現(xiàn)狀，指出了我國航空企業(yè)物流存在的問題，并基于物流運轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)支撐體系設(shè)計了智能物流架構(gòu)體系，根據(jù)智能制造關(guān)鍵技術(shù)及現(xiàn)代物流管理理論方法，給出了智能物流系統(tǒng)構(gòu)建所需的管理體系、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展模式，為航空強國建設(shè)過程中智能物流系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞:智能制造;生產(chǎn)物流;物聯(lián)網(wǎng)

航空工業(yè)是體現(xiàn)國家綜合國力和軍事威懾力的戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)，是衡量國家工業(yè)基礎(chǔ)、科技領(lǐng)先水平與國防現(xiàn)代化程度的重要標志［1］。航空工業(yè)的快速發(fā)展和進步對國家的基礎(chǔ)工業(yè)體系和科學(xué)技術(shù)發(fā)展具有巨大的帶動作用和產(chǎn)業(yè)輻射效應(yīng)。航空強國戰(zhàn)略的實施，對國家工業(yè)和科技發(fā)展水平的整體提升具有重大意義。航空工業(yè)是凝聚高精尖技術(shù)的領(lǐng)域，航空產(chǎn)品屬于科研型產(chǎn)業(yè)形態(tài)，具有技術(shù)密集、高度綜合、廣泛協(xié)作等特征，高度依賴于一國的工業(yè)基礎(chǔ)體系和科技創(chuàng)新體系。因此，航空強國的實現(xiàn)離不開工業(yè)水平的不斷發(fā)展和科技水平的提升。智能制造作為應(yīng)對未來新一輪工業(yè)革命的前瞻性工程，是航空強國目標實現(xiàn)的有力武器。物流作為制造企業(yè)日常基本活動之一，是連接產(chǎn)品研制供應(yīng)鏈和生產(chǎn)制造各部分的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)過程中有著舉足輕重的地位。據(jù)統(tǒng)計，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，用于加工和制造的時間僅為5%～10%，其余90%多的時間消耗在存儲、等待加工和運輸?shù)炔辉鲋禒顟B(tài)，物流費用占到總成本的50%［2］。因此，物流被看做是企業(yè)實現(xiàn)利潤增長的下一個“利潤源”。航空產(chǎn)品成本的降低、研制周期的縮短是提升航空企業(yè)競爭力，早日實現(xiàn)航空強國的有效手段。因此，對智能生產(chǎn)物流體系建設(shè)方法進行探索，以先進物流管理理念結(jié)合智能制造技術(shù)方法，提升物流系統(tǒng)的信息化、柔性化、智能化水平，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，縮短研制周期，對航空強國的建設(shè)具有非常重要的意義。

1航空企業(yè)生產(chǎn)物流存在問題

1．1現(xiàn)代物流管理體系不健全。物流業(yè)務(wù)穩(wěn)定高效的運行離不開健全的管理體系，明確的發(fā)展戰(zhàn)略、完整的管理制度、完善的標準規(guī)范、科學(xué)的評價體系以及高效的組織管理模式是現(xiàn)代物流管理體系不可或缺的要素。但由于國內(nèi)航空企業(yè)普遍存在重生產(chǎn)輕物流的傳統(tǒng)思維定式，對物流的重要性認識程度不夠，導(dǎo)致在現(xiàn)代化建設(shè)過程中缺乏現(xiàn)代物流發(fā)展戰(zhàn)略，無法為物流業(yè)務(wù)的現(xiàn)代化建設(shè)提供持續(xù)的、系統(tǒng)的支撐和指導(dǎo)。進而導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部缺乏甚至沒有現(xiàn)代物流管理制度和覆蓋物流業(yè)務(wù)全流程的標準規(guī)范，難以對物流業(yè)務(wù)進行科學(xué)的監(jiān)控和準確的評價，對運行過程中存在的問題往往只能從點上改進，無法從根本解決。另外，在組織管理模式上，絕大部分航空企業(yè)缺乏自上而下、統(tǒng)一的物流管理組織機構(gòu)，物流運行處于分散的、初步的功能性管理，缺乏系統(tǒng)的、全局的統(tǒng)籌管控，敏捷性較差、部門壁壘嚴重，導(dǎo)致了物流各環(huán)節(jié)銜接不順暢，整體效率低［3］。1．2物流信息化水平低。國內(nèi)航空制造企業(yè)物流信息化水平目前還處于初級階段，大多航空制造企業(yè)只是通過信息化手段實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)流通，而企業(yè)間信息仍處于封閉、孤立的狀態(tài)，不同設(shè)備、不同工位、不同車間仍存在很多的信息孤島。目前，航空企業(yè)內(nèi)的信息化水平低造成的壁壘已經(jīng)成為供應(yīng)鏈和生產(chǎn)過程的最大阻礙。由于信息化基礎(chǔ)過于薄弱，生產(chǎn)過程中信息的傳遞流通常常出現(xiàn)斷點，導(dǎo)致信息不能連續(xù)及時傳遞，出現(xiàn)信息流與物流不同步，造成了物料的等待、倉庫的積壓等問題，嚴重影響物流效率。1．3物流模式傳統(tǒng)。目前，國內(nèi)航空企業(yè)生產(chǎn)物流主要以自營為主，采用傳統(tǒng)的面向服務(wù)的物料配送模式。車間生產(chǎn)線上物料供給采用被動生產(chǎn)要料方式，即所有物料按類別存放在幾個各自孤立的庫房，如毛料庫房、工裝庫房、原材料庫房、樣板庫房、刀量具庫房等，為滿足快速增長的產(chǎn)量需求，保證生產(chǎn)加工的連續(xù)不斷線，各大企業(yè)對物流基礎(chǔ)設(shè)施進行了分散投資和重復(fù)性建設(shè)，卻鮮少采用第三方物流(3PL)、第四方物流(4PL)的配送模式以及供應(yīng)商管庫存(VMI)等模式來減少物流成本壓力，使運輸、庫房等物流資源出現(xiàn)嚴重的浪費［4］，物流成本難以控制。

2智能物流結(jié)構(gòu)體系設(shè)計

在智能制造模式下，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，將物流各要素連接入網(wǎng)，通過傳感器實時采集物流運行過程中的各種數(shù)據(jù)，供后臺大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行分析處理，根據(jù)智能算法給出決策方案，通過集成的物流管控系統(tǒng)對物流資源進行統(tǒng)一的調(diào)配、管控，減少因人工經(jīng)驗判斷造成的操作錯誤，提升物流信息集成和業(yè)務(wù)協(xié)同程度。從業(yè)務(wù)流程管控和運行支撐層面出發(fā)，可以將智能物流系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計為7個層級(如圖1所示):執(zhí)行層、采集層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、決策層以及管理支撐層和技術(shù)支撐層。前五層通過信息流的上下連續(xù)流轉(zhuǎn)實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)間的穩(wěn)定循環(huán)，管理支撐層和技術(shù)支撐層，通過完善管理體系、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程和先進的技術(shù)方法應(yīng)用保障物流業(yè)務(wù)的準時、高效、低成本的運行。決策層，負責(zé)對物流運行過程中各項活動進行決策，并向循環(huán)鏈中各層發(fā)出執(zhí)行命令。該層以物流信息管理平臺為依托，依據(jù)數(shù)據(jù)處理、信息分析，并結(jié)合支撐層的業(yè)務(wù)流程、管理策略方案、算法模型，對物流任務(wù)、運行問題進行管理決策。數(shù)據(jù)層，負責(zé)對物流不同過程、不同要素的數(shù)據(jù)進行存儲、處理、挖掘、分析，供其他各層使用。該層以數(shù)據(jù)庫、信息平臺為依托，匯聚來自物流各環(huán)節(jié)不同要素的數(shù)據(jù)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)，實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合和關(guān)鍵信息的挖掘分析等功能。網(wǎng)絡(luò)層，負責(zé)對物流不同過程、不同要素數(shù)據(jù)的傳輸，連接物流過程各要素，消除信息孤島，實現(xiàn)信息融匯貫通。以工控網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息平臺與倉儲設(shè)備、運輸配送車輛、搬運設(shè)備設(shè)施、物料等的互聯(lián)互通。采集層，負責(zé)對物流不同過程、不同要素數(shù)據(jù)信息的采集和對象狀態(tài)的感知。利用數(shù)據(jù)采集技術(shù)，通過應(yīng)用傳感器、條形碼、數(shù)據(jù)采集終端等設(shè)備對物料信息、設(shè)備信息、人員信息、環(huán)境信息進行采集，供物流系統(tǒng)各要素狀態(tài)的監(jiān)控。執(zhí)行層，負責(zé)物流運行的具體實施，如倉儲、運輸、配送、搬運、裝卸等。接收來自物流管控系統(tǒng)發(fā)送的指令，完成相應(yīng)的工作，并反饋給系統(tǒng)。管理支撐層，用于支撐物流系統(tǒng)的平穩(wěn)、有序的運行。該層通過對物流系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程、要素進行梳理，固化流程、明確業(yè)務(wù)，構(gòu)建相應(yīng)的管理制度、標準規(guī)范和評價體系，優(yōu)化組織管理模式，保證物流系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程高效、穩(wěn)定、規(guī)范的進行。技術(shù)支撐層，用于支撐物流系統(tǒng)的高效、合理的運行。該層針對物流系統(tǒng)流程、要素，通過將先進技術(shù)、方法、工具、管理策略、管理模式等應(yīng)用到物流管理全過程，減少物流規(guī)劃布局過程的浪費，提高物流運行效率，降低物流運行成本。

3智能生產(chǎn)物流體系建設(shè)探索

3．1管理體系建設(shè)探索。智能物流建設(shè)的首要目標是建設(shè)符合智能化物流管控的現(xiàn)代化管理體系，包括物流制度及標準規(guī)范的制定、評價指標制定以及高效化的組織管理模式建設(shè)。3．1．1制度及規(guī)范標準制定。制度、規(guī)范的制定是基于業(yè)務(wù)梳理和流程固化。國內(nèi)很多航空企業(yè)對物流業(yè)務(wù)范疇未形成統(tǒng)一的概念，通常以小物流概念居多，狹隘的將物流限定在配送或運輸?shù)戎苻D(zhuǎn)環(huán)節(jié)。因此，制定物流制度和標準規(guī)范的第一步是理清物流業(yè)務(wù)和流程，再根據(jù)物流業(yè)務(wù)流程確定分工及管理權(quán)責(zé)。具體做法如下:物流業(yè)務(wù)流程梳理。根據(jù)物流全要素(包裝、倉儲、配送、裝卸、搬運、運輸、流通加工、物流信息等)及生產(chǎn)現(xiàn)狀進行物流業(yè)務(wù)范疇的界定?；谖锪饕貫楹诵模瑢υ牧习b、原材料配送、毛料加工、工序間內(nèi)部物流周轉(zhuǎn)搬運、各單位間外部物流周轉(zhuǎn)、物料交付配送、物料倉儲等進行全流程梳理與固化。完善物流管控制度。根據(jù)物流業(yè)務(wù)流程梳理，完成物流組織設(shè)置、任務(wù)分工、職能責(zé)任、流程活動、績效評價等的規(guī)定，完善物流管理制度。建設(shè)物流關(guān)鍵環(huán)節(jié)的標準規(guī)范。固化運輸、配送、倉儲管理流程，從運輸、配送器具選擇、包裝方式、貨物固定方式、配送路徑等進行配送的全面規(guī)范;從倉儲貨架、存儲器具的使用、維護進行規(guī)范，對貨物臺賬記錄、庫存盤點、出入庫操作等進行嚴格要求。建設(shè)物流信息化標準規(guī)范。智能制造的基礎(chǔ)是信息化，因此信息化標準規(guī)范尤為重要。根據(jù)物料信息傳遞需求，對物流各要素的信息載體、信息編碼、信息流轉(zhuǎn)等進行統(tǒng)一規(guī)范，以及對信息系統(tǒng)間(自動倉儲系統(tǒng)、物流管理信息平臺)的接口標準進行統(tǒng)一。3．1．2評價指標。從經(jīng)濟、高效、準時等維度出發(fā)，需進行物流成熟度評價模型構(gòu)建、物流績效評價指標制定等工作。構(gòu)建物流成熟度評價模型，如:敏捷能力、倉儲管理能力、物流應(yīng)急能力、物流成本控制能力、信息化水平、自動化水平等的評價模型，用于對企業(yè)物流發(fā)展水平的監(jiān)控和評價，及時發(fā)現(xiàn)物流能力的短板，進行科學(xué)的改進。另外，制定物流績效評價指標，用于評價物流管理運營情況，加強物流運營管理。需確定指標的構(gòu)成，如:在制品周轉(zhuǎn)率、庫存周轉(zhuǎn)率、配送準時率、接收及時率、車輛滿載率、包裝循環(huán)利用率等，明確指標的定義，并確定各項指標支撐數(shù)據(jù)的來源、獲取方式、計算公式等。3．1．3組織管理模式。在界定物流業(yè)務(wù)范疇的基礎(chǔ)上，對部門分工、物流資源進行整合優(yōu)化，構(gòu)建管理專業(yè)化、功能集約的物流組織。物流組織功能職責(zé)需包含物流全要素(包裝、倉儲、配送、裝卸、搬卸、運輸、流通加工、物流信息等)，并按要素進行職責(zé)細分。在此過程中要改善傳統(tǒng)的“縱向一體化”模式，降低管理成本大，借鑒“橫向一體化”管理模式，形成了一條貫穿生產(chǎn)制造部分的“鏈”，通過統(tǒng)一的標準、規(guī)范和協(xié)同機制，提升物流鏈各節(jié)點能夠協(xié)同性［5］。3．2關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)探索。智能物流系統(tǒng)基礎(chǔ)框架可總結(jié)為3個“及時”，即為:及時對物流過程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行收集，及時對收集的數(shù)據(jù)進行分析，及時對分析的結(jié)果進行響應(yīng)?？梢姅?shù)據(jù)采集、分析、反饋的相關(guān)技術(shù)，如:物聯(lián)網(wǎng)、自動識別、大數(shù)據(jù)以及人工智能技術(shù)等，是智能物流系統(tǒng)建設(shè)過程中的關(guān)鍵技術(shù)。3．2．1物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)是智能化的基礎(chǔ)，而物聯(lián)網(wǎng)是獲取數(shù)據(jù)的關(guān)鍵手段。物聯(lián)網(wǎng)通過自動感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)，實現(xiàn)物物相連。在智能物流建設(shè)中開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究，就是要給物流相關(guān)資源、物料加上適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，實時采集物流資源相應(yīng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳輸至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器進行統(tǒng)一的處理和反饋。通過物流物聯(lián)網(wǎng)的的研究和實施，能夠?qū)崿F(xiàn)物料流轉(zhuǎn)全過程、各要素狀態(tài)信息的采集、傳輸、集成，實現(xiàn)運輸配送車輛、搬運設(shè)備設(shè)施等物流資源的互聯(lián)互通(如圖2)，提高信息的流通及時率，增強物流系統(tǒng)反應(yīng)速度。3．2．2自動識別技術(shù)。在傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)中，物料的流轉(zhuǎn)常采用單據(jù)、憑證等紙質(zhì)或非結(jié)構(gòu)性電子文檔為載體，通過手工記錄、郵件傳輸、人工計算等方法進行物流信息的采集、傳遞、處理、分析和反饋，不僅極易出錯、信息滯后，同時也加大了物流從業(yè)人員的工作量和操作難度，并且常因信息延遲或錯誤，造成物流管理工作難以對物流活動的各個環(huán)節(jié)進行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，無法很好的控制物料流轉(zhuǎn)，更無法實現(xiàn)系統(tǒng)的實時監(jiān)控和及時優(yōu)化。自動識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用融合了物理世界和信息世界，能夠很好的解決傳統(tǒng)物流系統(tǒng)中信息無法自動采集、分析的問題。目前常用的自動識別技術(shù)包括:條碼識別技術(shù)、射頻識別技術(shù)(RFID)、光學(xué)字符識別技術(shù)(OCR)、磁卡識別技術(shù)、圖像識別技術(shù)、生物識別技術(shù)等。在物流系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的是條碼技術(shù)、RFID技術(shù)以及圖像識別技術(shù)等。將條碼技術(shù)用在物料信息的采集上，能實現(xiàn)物料掃碼揀選、掃碼出入庫、掃碼交接、掃碼開工等自動化過程，提升過程自動化水平。將RFID技術(shù)應(yīng)用于配送、存儲器具上，系統(tǒng)能夠及時的定位物料運輸、存儲器具的位置，從而可以獲取物料位置。自動識別技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崟r反饋物料流轉(zhuǎn)過程，改善物流過程需人工干預(yù)的傳統(tǒng)作業(yè)方式，提升信息采集準確性、高效性。3．2．3大數(shù)據(jù)。物流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行需與企業(yè)其他信息系統(tǒng)，如ERP、MES等，進行信息和業(yè)務(wù)上的集成，需及時從海量的數(shù)據(jù)庫，包括用戶數(shù)據(jù)庫、物料資源數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫等，獲取大量的數(shù)據(jù)，加之物料流轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型繁多，如視頻、圖片、文本信息、地理位置等，既有結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)表格，也有半結(jié)構(gòu)化的文本、圖像數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)等。如何將手工的、延時的、無序的、碎片化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成實時的、有序的、集成的信息，是大數(shù)據(jù)研究要決定的問題，也是構(gòu)建智能物料決策系統(tǒng)的前提［6］。物流大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)通常包括:數(shù)據(jù)采集管理、分布式存儲、實時計算處理技術(shù)等。其中數(shù)據(jù)采集管理技術(shù)包含數(shù)據(jù)抽取技術(shù)、數(shù)據(jù)清洗技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等［4］;分布式存儲技術(shù)是將分布在不同地方的存儲設(shè)備組成一個虛擬的存儲設(shè)備，根據(jù)存儲資源和需求情況將數(shù)據(jù)存儲在最佳位置，以提高系統(tǒng)的存取效率［7］;實時計算處理技術(shù)是將采集到的實時性信息，進行及時高效的處理，快速獲取計算結(jié)果，并運用于物流運行的分析和決策中［8］。3．2．4人工智能技術(shù)。通過物聯(lián)網(wǎng)、自動識別技術(shù)能夠?qū)ξ锪系摹皶r空量態(tài)”數(shù)據(jù)進行采集、傳遞，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)Ａ康?、不同結(jié)構(gòu)、無序化、碎片化的數(shù)據(jù)進行清洗、挖掘、分析，但如何進行科學(xué)、最優(yōu)的決策，則需要相應(yīng)的規(guī)則、算法。人工智能技術(shù)的應(yīng)用是實現(xiàn)物料環(huán)節(jié)最優(yōu)決策的有效手段。目前，人工智能技術(shù)應(yīng)用主要聚焦在:智能搜索、推理規(guī)劃、模式識別、計算機視覺以及智能機器人等領(lǐng)域［9］。在物流行業(yè)中，人工智能技術(shù)能夠貫穿于物流的各要素，包括倉儲、運輸、配送、揀選等。例如:在物料的出庫揀選、配套過程中，能通過計算機視覺技術(shù)、智能機械臂等進行物料自動識別，進行動態(tài)揀選配套;在配送環(huán)節(jié)通過應(yīng)用智能運輸機器人結(jié)合SLAM(即時定位與地圖構(gòu)建)技術(shù)能夠選擇最優(yōu)路徑，將物料精準配到相應(yīng)位置;在倉儲管理過程中，人工智能技術(shù)能夠根據(jù)不同約束條件，如配套關(guān)系、尺寸信息、時效信息、存放經(jīng)濟性、存取效率等，進行充分的優(yōu)化與學(xué)習(xí)，從而給出最優(yōu)的存儲位置及庫存調(diào)整方案。3．3集約化管理模式探索。如何實現(xiàn)物流效率的提升和成本的降低是建設(shè)智能物流的最大目標。智能物流體系建設(shè)除了在管理體系、先進技術(shù)方面建設(shè)外，還需要從物流模式上進行優(yōu)化。而集約化物流模式是解決物流運作過程效率低、成本高的有效通道［10］。(1)集約化物流模式就是要將物流中的所有資源進行集中化，運用信息技術(shù)進行統(tǒng)一管控、統(tǒng)一調(diào)配，減少資源浪費和非增值環(huán)節(jié)。航空企業(yè)的集約化物流模式建設(shè)可以根據(jù)航空企業(yè)物流發(fā)展現(xiàn)狀，從如下3個模式開展探索:(2)倉庫集中管理，分散存儲模式探索。以物流信息平臺為支撐，開展倉儲系統(tǒng)“集中管理、分散存儲”模式的建設(shè)，對分散在部門內(nèi)的倉儲、貨架進行資源整合，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，協(xié)同調(diào)撥，充分利用倉儲資源，避免倉儲使用不均衡。(3)集貨運輸模式探索。開展企業(yè)各部門間運輸資源統(tǒng)一調(diào)配，物料集貨運輸模式建設(shè)，統(tǒng)一調(diào)配運輸配送資源，結(jié)合物料配送信息，實現(xiàn)車輛按需派送，物料集中運輸，提高車輛裝載率、減少運輸資源浪費。(4)供應(yīng)商管理庫存模式。由供應(yīng)商管理物料庫存，并負責(zé)將相應(yīng)物料進行配套、配送到線邊物流區(qū)域，減少企業(yè)庫房、配送運營成本。

4結(jié)語

航空強國的建設(shè)需要高效、優(yōu)質(zhì)、低成本的生產(chǎn)方式，而將智能制造方法技術(shù)與現(xiàn)代物流管理理論相結(jié)合的智能物流系統(tǒng)必將為航空強國的建設(shè)提供保障。

作者:鐘 衡 胡 軍 胡廷貴 龔亞琪 單位:成都飛機工業(yè)( 集團) 有限責(zé)任公司