導語：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)支撐體系設計了智能物流架構(gòu)體系，根據(jù)智能制造關鍵技術及現(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、關鍵技術及發(fā)展模式，為航空強國建設過程中智能物流系統(tǒng)的建設提供參考。

關鍵詞: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、科技領先水平與國防現(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工業(yè)體系和科學技術發(fā)展具有巨大的帶動作用和產(chǎn)業(yè)輻射效應。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)是凝聚高精尖技術的領域，航空產(chǎn)品屬于科研型產(chǎn)業(yè)形態(tài)，具有技術密集、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?；净顒又?，是連接產(chǎn)品研制供應鏈和生產(chǎn)制造各部分的關鍵環(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)物流體系建設方法進行探索，以先進物流管理理念結(jié)合智能制造技術方法，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，導致在現(xiàn)代化建設過程中缺乏現(xiàn)代物流發(fā)展戰(zhàn)略，無法為物流業(yè)務的現(xiàn)代化建設提供持續(xù)的、系統(tǒng)的支撐和指導。進而導致企業(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)務全流程的標準規(guī)范，難以對物流業(yè)務進行科學的監(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)成為供應鏈和生產(chǎn)過程的最大阻礙。由于信息化基礎過于薄弱，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)對物流基礎設施進行了分散投資和重復性建設，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，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)務協(xié)同程度。從業(yè)務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)設計為7個層級(如圖1所示):執(zhí)行層、采集層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層、決策層以及管理支撐層和技術支撐層。前五層通過信息流的上下連續(xù)流轉(zhuǎn)實現(xiàn)不同業(yè)務間的穩(wěn)定循環(huán)，管理支撐層和技術支撐層，通過完善管理體系、優(yōu)化業(yè)務流程和先進的技術方法應用保障物流業(yè)務的準時、高效、低成本的運行。決策層，負責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)務流程、管理策略方案、算法模型，對物流任務、運行問題進行管理決策。數(shù)據(jù)層，負責對物流不同過程、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)，應用大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)分析處理技術，實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合和關鍵信息的挖掘分析等功能。網(wǎng)絡層，負責對物流不同過程、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)絡實現(xiàn)信息平臺與倉儲設備、運輸配送車輛、搬運設備設施、物料等的互聯(lián)互通。采集層，負責對物流不同過程、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，通過應用傳感器、條形碼、數(shù)據(jù)采集終端等設備對物料信息、設備信息、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)務流程、要素進行梳理，固化流程、明確業(yè)務，構(gòu)建相應的管理制度、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、方法、工具、管理策略、管理模式等應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)物流體系建設探索

3．1管理體系建設探索。智能物流建設的首要目標是建設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。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)務梳理和流程固化。國內(nèi)很多航空企業(yè)對物流業(yè)務范疇未形成統(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)務和流程，再根據(jù)物流業(yè)務流程確定分工及管理權(quán)責。具體做法如下:物流業(yè)務流程梳理。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)務范疇的界定?；谖锪饕貫楹诵?，對原材料包裝、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)務流程梳理，完成物流組織設置、任務分工、職能責任、流程活動、績效評價等的規(guī)定，完善物流管理制度。建設物流關鍵環(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。建設物流信息化標準規(guī)范。智能制造的基礎是信息化，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)務范疇的基礎上，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關鍵技術建設探索。智能物流系統(tǒng)基礎框架可總結(jié)為3個“及時”，即為:及時對物流過程的基礎數(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。可見數(shù)據(jù)采集、分析、反饋的相關技術，如:物聯(lián)網(wǎng)、自動識別、大數(shù)據(jù)以及人工智能技術等，是智能物流系統(tǒng)建設過程中的關鍵技術。3．2．1物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)是智能化的基礎，而物聯(lián)網(wǎng)是獲取數(shù)據(jù)的關鍵手段。物聯(lián)網(wǎng)通過自動感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，實現(xiàn)物物相連。在智能物流建設中開展物聯(lián)網(wǎng)技術研究，就是要給物流相關資源、物料加上適當?shù)膫鞲衅鳎瑢崟r采集物流資源相應的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡技術傳輸至數(shù)據(jù)處理服務器進行統(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、搬運設備設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)反應速度。3．2．2自動識別技術。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。自動識別技術是物聯(lián)網(wǎng)中關鍵技術。該技術的應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包括:條碼識別技術、射頻識別技術(RFID)、光學字符識別技術(OCR)、磁卡識別技術、圖像識別技術、生物識別技術等。在物流系統(tǒng)中應用較為廣泛的是條碼技術、RFID技術以及圖像識別技術等。將條碼技術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技術應用于配送、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。自動識別技術的應用，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)關鍵技術通常包括:數(shù)據(jù)采集管理、分布式存儲、實時計算處理技術等。其中數(shù)據(jù)采集管理技術包含數(shù)據(jù)抽取技術、數(shù)據(jù)清洗技術、數(shù)據(jù)融合技術、數(shù)據(jù)庫技術等［4］;分布式存儲技術是將分布在不同地方的存儲設備組成一個虛擬的存儲設備，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。通過物聯(lián)網(wǎng)、自動識別技術能夠?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、最優(yōu)的決策，則需要相應的規(guī)則、算法。人工智能技術的應用是實現(xiàn)物料環(huán)節(jié)最優(yōu)決策的有效手段。目前，人工智能技術應用主要聚焦在: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域［9］。在物流行業(yè)中，人工智能技術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、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)通過應用智能運輸機器人結(jié)合SLAM(即時定位與地圖構(gòu)建)技術能夠選擇最優(yōu)路徑，將物料精準配到相應位置;在倉儲管理過程中，人工智能技術能夠根據(jù)不同約束條件，如配套關系、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)化與學習，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智能物流的最大目標。智能物流體系建設除了在管理體系、先進技術方面建設外，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，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，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)供應商管理庫存模式。由供應商管理物料庫存，并負責將相應物料進行配套、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) 有限責任公司