柔性生產(chǎn)是一種以“制造系統響應內外環(huán)境變化的能力”為核心的生產(chǎn)模式。本文分析了柔性生產(chǎn)模式對物流的要求，詳細闡述了柔性物流系統升級的基本范式與核心要點(diǎn)，并通過(guò)具體案例介紹了不同作業(yè)場(chǎng)景下柔性物流的表現形式及物流技術(shù)的應用特點(diǎn)。

1.柔性生產(chǎn)

柔性生產(chǎn)是一種以“制造系統響應內外環(huán)境變化的能力”為核心的生產(chǎn)模式，由英國Molins公司在1965年首次提出；1998年美國里海大學(xué)和GM公司共同提出柔性生產(chǎn)模式AM（Agile manufacturing），現已成為“21世紀制造業(yè)戰略”。相對于“成本增加、過(guò)量庫存、適應市場(chǎng)的靈敏度低”的剛性生產(chǎn)模式而言，柔性生產(chǎn)更能增強制造企業(yè)的靈活性和應變能力，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高設備利用率和員工勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，更能夠適應市場(chǎng)需求多變和市場(chǎng)競爭激烈，是市場(chǎng)導向型的按需生產(chǎn)的先進(jìn)生產(chǎn)模式。

柔性生產(chǎn)系統，集中了精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造、智能制造等生產(chǎn)模式的要義。在一個(gè)現代化的柔性智能制造系統中，可能包含上述一個(gè)或者多個(gè)生產(chǎn)模式，形成系統工程，從而實(shí)現工廠(chǎng)小批量、多品類(lèi)、多流程、多形態(tài)、多單元的快速轉換與協(xié)同生產(chǎn)。面對個(gè)性化需求、數字化轉型、智能化升級的市場(chǎng)環(huán)境，柔性生產(chǎn)系統更需要具備虛擬制造和訂單仿真、提前預警的能力，即運用仿真、建模、虛擬現實(shí)等技術(shù)，提供三維可視環(huán)境，從產(chǎn)品設計、研發(fā)到生產(chǎn)制造全過(guò)程進(jìn)行模擬，以實(shí)現在產(chǎn)品生產(chǎn)制造以前，就能準確預估產(chǎn)品的可制造性和可流動(dòng)性，從而降低成本，實(shí)現彈性生產(chǎn)，縮短交付周期。

2.柔性生產(chǎn)模式對物流的要求

一方面，柔性生產(chǎn)系統通常具備機器柔性、工藝柔性、產(chǎn)品柔性、維護柔性、生產(chǎn)能力柔性、擴展柔性、運行柔性等特征，但其核心是“有效實(shí)現訂單交付”，亦即需要將不同訂單的物料（原材料、在制品、成品等）有效組織起來(lái)，按照精益生產(chǎn)的原則，實(shí)現物料的有序流動(dòng)，使得復雜多樣的物料“在恰當的時(shí)候、以恰當的數量、出現在恰當的位置（工位）”，從而實(shí)現柔性生產(chǎn)與柔性交付。

另一方面，根據“大物流小生產(chǎn)”的原則，以及“制造工廠(chǎng)物流中心化”的發(fā)展趨勢，柔性生產(chǎn)的本質(zhì)和基礎是物流的柔性[3]。如，豐田生產(chǎn)模式就是以物流均衡和工序平衡為基本原則，通過(guò)目標追蹤法進(jìn)行混流排產(chǎn)，實(shí)現整體物流均衡、運作高效、產(chǎn)出柔性的混線(xiàn)生產(chǎn)模式。

因此，實(shí)現柔性生產(chǎn)的重中之重，就是要構建一套足以支持柔性生產(chǎn)要求的柔性物流系統，該系統具有廣泛的適用性，需要滿(mǎn)足生產(chǎn)需求的柔性和物流系統自身柔性?xún)蓚€(gè)方面的要求。滿(mǎn)足生產(chǎn)需求柔性，包括產(chǎn)品多樣化、淡旺季需求波動(dòng)、交付周期波動(dòng)、業(yè)務(wù)場(chǎng)景多樣性等方面；滿(mǎn)足物流系統自身柔性，包括物流系統可擴展性、物流能力柔性、可遷移性、多場(chǎng)景適用性等方面。

柔性物流系統升級的基本范式與核心要點(diǎn)

1.系統規劃、理順邏輯，建設“柔性能力”是一個(gè)系統工程

“柔性”是相對的，沒(méi)有統一標準，不同行業(yè)、不同環(huán)境、不同企業(yè)、不同車(chē)間和產(chǎn)線(xiàn)，其柔性的要求都不一樣。但是任何柔性物流的切入點(diǎn)，都需要遵循和匹配柔性制造工藝的要求，使之成為柔性制造工藝的一個(gè)部分，并以此來(lái)實(shí)現柔性物流場(chǎng)景設計。通過(guò)“規劃一體化、建設一體化、運營(yíng)一體化”，來(lái)實(shí)現柔性能力的提升。

為此，需要明確企業(yè)在3～5年周期內需要怎樣的“柔性度”，比如要兼容多少產(chǎn)品、適用多少場(chǎng)景、匹配哪些場(chǎng)景、滿(mǎn)足多大的能力邊界等。當然，工廠(chǎng)規劃不應一味追求柔性，不能為了柔性而柔性，一般情況下，（過(guò)度的）柔性化設計會(huì )導致更大的投入。同時(shí)，需要系統思考實(shí)現柔性物流的能力和技術(shù)選擇。柔性與剛性是相對的，有些沒(méi)有必要表現為柔性的地方，可以采用相對剛性的設計，有時(shí)通過(guò)剛性的物流技術(shù)實(shí)現柔性的業(yè)務(wù)邏輯，可能更加經(jīng)濟、合理。在并行工程和智能制造的需求下，基于對未來(lái)的產(chǎn)品、場(chǎng)景、當量的評估與預測，需要借助模型、算法和仿真技術(shù)，規劃“多劇本”物流系統部署，通過(guò)應用柔性化設施、保留系統可擴展性（可增可減）、設備租賃、多系統結合互補、淡旺季版本切換等措施，以應對需求變化、產(chǎn)品迭代、訂單波動(dòng)和業(yè)務(wù)場(chǎng)景增加等。

2.設計柔性化物流的最小物流單元

單純地設計“制造物流柔性化”是沒(méi)有意義的，因為這過(guò)于抽象。在某個(gè)特定的制造系統中，只有提前尋找（規劃）到該系統的最小物流單元，并使之合理化、標準化、數字化、智能化（Smart Unit, SU），才能夠將其通過(guò)不同的產(chǎn)品邏輯和制造邏輯、交付邏輯進(jìn)行梳理，構建成為柔性化的物流流線(xiàn)與制造動(dòng)線(xiàn)，形成制造系統和物流系統連接的紐帶，并且在制造－物流作業(yè)場(chǎng)景實(shí)現聯(lián)動(dòng)。

無(wú)論產(chǎn)品、場(chǎng)景、物料有多復雜，都可以基于物料的特性進(jìn)行分類(lèi)和SU設計。比如，按照物料的體積、重量可以分為大、中、小物料，按照物料的形狀可以分為條狀、面狀、體狀，在此基礎上進(jìn)行SU設計，在包裝類(lèi)型、尺寸等方面盡量進(jìn)行標準化設計，從而使得物流系統從需要解決成千上萬(wàn)的產(chǎn)品、物料、場(chǎng)景組合問(wèn)題，簡(jiǎn)化為通過(guò)柔性化物流工藝邏輯處理少量的SU設計和聯(lián)動(dòng)的問(wèn)題。比如，某汽車(chē)廠(chǎng)通過(guò)包裝標準化設計，將上萬(wàn)種物料的包裝統一成5種標準料箱、4種類(lèi)型標準料架（料架尺寸和底盤(pán)標準化，上部結構個(gè)性化設計以滿(mǎn)足不同物料的放置需求），大幅降低了物流系統的復雜度和物流管理難度。在SU設計的基礎上，進(jìn)一步通過(guò)條碼、RFID、包裝與物流設備匹配性與兼容性設計等，實(shí)現物流單元的智能化和能動(dòng)性，匹配甚至調度智能物流系統。

3.智能工廠(chǎng)物流中心化引領(lǐng)柔性制造升級

在以消費者需求為導向的柔性交付體系中，柔性生產(chǎn)強調大規模定制的能力，固定的產(chǎn)線(xiàn)、大規模（排隊而非并行）的生產(chǎn)模式正在被顛覆，取而代之的是生產(chǎn)與物流高度融合的柔性化產(chǎn)線(xiàn)或車(chē)間。在“智能工廠(chǎng)物流中心化”導向下，柔性智能工廠(chǎng)的規劃更多表現為，將智能生產(chǎn)設施嵌入到智能物流系統中，使其成為柔性化物流系統的一個(gè)不可缺少的環(huán)節和部分，生產(chǎn)被認為是在物流過(guò)程中嵌入一個(gè)符合供應鏈價(jià)值導向和運作要求的工廠(chǎng)、車(chē)間或產(chǎn)線(xiàn)，而物流單元（產(chǎn)品或者SU）貫通供應鏈始末，成為端到端協(xié)同打通的有效承載，從而實(shí)現有效交付。此時(shí)的智能工廠(chǎng)，既能夠滿(mǎn)足標準化、大規模、低成本生產(chǎn)的需求，也能夠滿(mǎn)足定制化、小批量、柔性化生產(chǎn)的需求。

4.“貨到人”揀選是柔性制造物流系統的關(guān)鍵

在柔性生產(chǎn)系統中，不同于大規模流水線(xiàn)單一品種按順序流動(dòng)的模式，存在單件流、混流、交叉流、項目制、作業(yè)島等多種形式，這對物料的齊套揀選與配送上線(xiàn)提出多樣化的挑戰。比如，SPS齊套配送、多工位單臺套配送、單工位多臺套配送、固定批量多臺套配送等。飛機、輪船等大型裝備、工程機械、汽車(chē)、高端裝備、機械設備等離散制造行業(yè)，往往都是多種配送方式并存。在傳統模式下，需要大量的物流功能區域（面積）和人員才能完成物料揀配作業(yè)，并且難以保證及時(shí)性、準確性和齊套性。如今，在越來(lái)越多的智能工廠(chǎng)中，“貨到人”揀選技術(shù)和自動(dòng)化立體倉儲技術(shù)結合應用，既解決了工廠(chǎng)空間有效利用的問(wèn)題，又滿(mǎn)足了多種模式和場(chǎng)景的高效揀選需要。而“貨到人”技術(shù)在柔性制造物流系統中應用的主要問(wèn)題是，不同的揀選單元、揀選模式對應流量和作業(yè)量的差異巨大，比如整箱出庫和單臺套揀選，其流量差異可達上十倍甚至百倍。因此，企業(yè)需要明確SU設計、揀選模式和流量，才能科學(xué)匹配合適的物流技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足該場(chǎng)景。

5.構建柔性叫料系統，賦能智能制造

無(wú)論生產(chǎn)系統如何復雜，柔性智能物流系統必須具備的核心能力之一，是能夠將工位物流需求通過(guò)模型和算法，準確地轉化成可執行的指令，從而精準地指揮物流系統，將準確的物流單元（SU）連續不斷地配送至指定的工位或作業(yè)區域。比如，在某冰箱智能工廠(chǎng)內，一條產(chǎn)線(xiàn)同時(shí)混線(xiàn)生產(chǎn)十多個(gè)型號產(chǎn)品，某個(gè)工位生產(chǎn)的產(chǎn)品不斷發(fā)生無(wú)明顯規律的變化，這也就意味著(zhù)該工位需要的物料也在不斷切換，且不同的工位采取跟線(xiàn)排序配送、跟單配送、共享配送等多種配送邏輯。該工廠(chǎng)通過(guò)搭建多產(chǎn)品混流生產(chǎn)復雜環(huán)境下的算法模型，整合智能排程、在線(xiàn)產(chǎn)品實(shí)時(shí)采集、工位庫存水位設置和實(shí)時(shí)扣減等信息，精確計算工位物料需求，按工位、按物料生成準確可執行的物料拉動(dòng)指令，實(shí)現物流系統的自決策和自調試，提高產(chǎn)線(xiàn)柔性生產(chǎn)能力。

而在傳統的工廠(chǎng)，通常會(huì )在工位（線(xiàn)邊）出現十多種物料（包裝單元），既占用很大的存儲面積，又需要作業(yè)人員耗時(shí)間和精力去辨識物料，并且需要做迂回反復的物料搬運、倒騰作業(yè)，大大提高了作業(yè)的復雜度和產(chǎn)品質(zhì)量的不穩定性，如此便自然難以保證有效的“柔性化”。

6.基于供應鏈全過(guò)程協(xié)同拉通的快速交付系統

柔性物流系統能否支撐柔性生產(chǎn)，很大程度上取決于企業(yè)是否具備柔性、快速的供應鏈響應和交付能力?？焖俳桓断到y強調供應鏈端到端的拉通，以快速交付為終極目的，以供應鏈計劃為龍頭，建立需求計劃－生產(chǎn)計劃－物流計劃－供應計劃的協(xié)同機制，實(shí)現各物流節點(diǎn)上的準時(shí)化（JIT）、協(xié)同化運作，比如供應商物料準時(shí)化和排序化到貨、Milk-run上門(mén)收貨、第三方物流（3PL）準時(shí)化配送、自制件跟隨總裝線(xiàn)生產(chǎn)、成品下線(xiàn)直發(fā)/下線(xiàn)裝柜等。通過(guò)這些模式和策略，構成基于供應鏈全過(guò)程協(xié)同拉通的快速交付系統，確保整個(gè)系統能夠快速響應市場(chǎng)需求變化，滿(mǎn)足多樣化客戶(hù)需求，降低整個(gè)系統的成本[5]。

整個(gè)供應鏈的庫存部署也是物流系統實(shí)現柔性的關(guān)鍵所在。一方面，庫存可以很好地中和上下節點(diǎn)之間節拍、周期、批量、換型、工作時(shí)間、質(zhì)量差異等方面的差異，使得制造過(guò)程能夠順利進(jìn)行。另一方面，在柔性物流系統中，物料通常呈現多品種、多批次、小批量供應的特征，管理相對比較復雜，容易出現不齊套、缺料、呆滯、找料、錯料等方面的問(wèn)題。因此，柔性智能物流系統需要有效地支撐庫存的自動(dòng)進(jìn)出、實(shí)時(shí)進(jìn)賬、庫位管理、自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)、狀態(tài)管理等功能，能夠與生產(chǎn)計劃和物流作業(yè)計劃進(jìn)行預測性匹配，在確保賬實(shí)一致性的同時(shí)，為物料的供應提供準確的信息支持。