86-21-54190656

基于“物料之聲”(VOM)思想的智能工廠物流系統(tǒng)深度研究

發(fā)布日期:2025-07-31瀏覽次數(shù): 信息來源: 天睿咨詢-邱伏生、邱藝鵬、代浩、湯健英、邱藝凝

摘要基于VOM(物料之聲)思想的工位實時變化拉動物料與信息流同步精準響應方案,旨在將“讓物料說話”這一理念融入制造物流全流程,透過數(shù)字孿生與信息物理系統(tǒng)構建物料SU(Smart Unit)的自我感知與主動決策能力。該思想強調(diào)物料從“被動管理”向“主動表達”轉(zhuǎn)變,從而擺脫靜態(tài)平均值限制,適配多產(chǎn)線、多工位、多物料的動態(tài)訂單與工位需求。在此框架下,某智能工廠部署VOM后,大幅提高了人均產(chǎn)出率與物料準確率,降低了斷點與異常情況,并構建了可持續(xù)優(yōu)化的“工業(yè)大腦”與數(shù)據(jù)庫。此舉不僅支撐了“以工位實時變化拉動物流與信息流同步精準響應”的目標,也為智能制造領域的精益物流與數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新思路與可行路徑。


關鍵詞:VOM思想;智能制造;數(shù)字孿生;動態(tài)修正;柔性物流;工業(yè)大腦


作者:邱伏生 邱藝鵬 代浩 湯健英 邱藝凝

上海天睿物流咨詢有限公司


一、研究背景

1.制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需求

當前,全球制造業(yè)正經(jīng)歷從“大規(guī)模生產(chǎn)”向“個性化定制”的轉(zhuǎn)型,智能工廠作為核心載體,其物流系統(tǒng)需具備快速響應、高柔性和動態(tài)優(yōu)化的能力。然而,傳統(tǒng)物流系統(tǒng)依賴人工經(jīng)驗,存在物料流轉(zhuǎn)效率低、信息斷層、庫存積壓等問題,難以滿足智能制造“以交付為中心”的需求。

傳統(tǒng)物流以“生產(chǎn)驅(qū)動”為核心,物料流動被動適應生產(chǎn)計劃,導致物料齊套率低、工位等待時間長,而智能工廠需以“交付驅(qū)動”為導向,需要更好的模式來實現(xiàn)物料與生產(chǎn)、訂單的實時協(xié)同。

智能制造系統(tǒng)強調(diào)物料(產(chǎn)品)全生命周期的數(shù)字化表達與主動反饋,要求物流系統(tǒng)能夠?qū)崟r感知物料狀態(tài)(如位置、質(zhì)量、需求)、動態(tài)調(diào)整路徑規(guī)劃,并與生產(chǎn)、供應鏈環(huán)節(jié)無縫銜接。智能物流需“傾聽物料的聲音”,通過數(shù)據(jù)互聯(lián)實現(xiàn)“無斷點流通”,而傳統(tǒng)物流僅關注物料的物理移動,缺乏對物料需求與狀態(tài)的深度洞察。

2.技術瓶頸與行業(yè)痛點

(1)似是而非的規(guī)劃代替了專業(yè)的智能工廠規(guī)劃,規(guī)劃主線缺失,工廠缺乏運營的靈魂

絕大多數(shù)智能工廠都是按傳統(tǒng)的布局、建設方法,甚至都沒有經(jīng)歷過合理的頂層設計和策略定位,以及實現(xiàn)路徑分析。布局方式更不是“以交付為中心”或“以客戶為中心”的原則來布局。具體表現(xiàn)為:先買設備,后通過物理糾錯來調(diào)整布局;廠房建設喜歡建為標準廠房;并沒有按照智能工廠運營的需要,以運營為終點的模式梳理邏輯;在規(guī)劃設計方案落地之前,普遍缺乏仿真過程,導致后續(xù)建設和運營中出現(xiàn)瓶頸和斷點;盲目引入各類物流技術設備,并未真正解決企業(yè)系統(tǒng)問題。

(2)信息化覆蓋率差、模塊缺失,形成數(shù)據(jù)孤島

現(xiàn)有信息系統(tǒng)(如ERP系統(tǒng)、WMS)與生產(chǎn)設備、IoT傳感器數(shù)據(jù)割裂,無法形成統(tǒng)一的物料信息流。信息化在(物流)計劃體系中的覆蓋率較差,部分模塊缺失、系統(tǒng)之間存在銜接缺口,導致人工在多個系統(tǒng)中撈數(shù)據(jù),再進行二次匹配整合;以微信/電話/口頭等方式進行信息傳遞與指引,尤其是在發(fā)運計劃與供方到貨管理方面特別明顯。

(3)APS功能滯后,動態(tài)調(diào)度能力不足

傳統(tǒng)調(diào)度策略依賴固定規(guī)則,無法根據(jù)物料實時狀態(tài)(如緊急訂單、設備故障)動態(tài)優(yōu)化路徑。隨著業(yè)務量的增長及資源的有限,APS(Advanced Planning System,高級排程系統(tǒng))未能有效地結合各分廠設備有限容量、工廠直發(fā)/裝柜要求、生產(chǎn)效能、車輛裝載率、庫存水平及物料流動等因子,來發(fā)揮出更好的作用以使整體鏈路資源的平衡最優(yōu)。

(4)未以工位需求進行物料拉動,協(xié)同控制缺失

物料配送上線、供應商N小時水位拉動等重要的物流環(huán)節(jié),依舊以天的靜態(tài)計劃來進行指引,而非工位實時需求動態(tài)參數(shù)進行拉動,進而導致現(xiàn)場實際的動態(tài)數(shù)據(jù)需要依靠人工巡視、目測來完成知曉與傳遞;多智能體(如AGV、機器人、倉儲系統(tǒng))協(xié)同效率低,缺乏基于一體化的全局優(yōu)化機制。

(5)部裝計劃缺失

比如,生產(chǎn)車間沒有信息化管理,庫存管理未拉通系統(tǒng)、計劃達成率低、物料需求為人工叫料,整個車間完全處于一個黑盒狀態(tài),反向?qū)е掠媱潫o法做到小時級的精準排產(chǎn),造成計劃不準、庫存不準的惡性循環(huán),并最終只能以備庫存的方式來掩蓋問題。

(6)下線直發(fā)率(數(shù)據(jù)與效率)層層丟失(Loss)

整體鏈路中有諸多環(huán)節(jié)存在對直發(fā)率的影響,每天多次開會檢討,仍有很多直發(fā)訂單過程中轉(zhuǎn)換為中轉(zhuǎn)訂單,間接對車輛、車位、倉庫面積、人員、裝卸設備等資源的有效安排產(chǎn)生影響。

3.問題的提出

基于上述背景,本研究需解決以下核心問題:

(1)VOM(Voice of Material,物料之聲)的數(shù)字化表達與實現(xiàn)路徑

如何構建物料全生命周期的數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)從采購、倉儲、配送到生產(chǎn)的全鏈路數(shù)字化映射?
現(xiàn)有技術(如RFID、IoT傳感器、智能物流系統(tǒng))如何與VOM理念結合,確保物料數(shù)據(jù)的實時性與準確性?

(2)基于VOM的智能調(diào)度策略優(yōu)化

如何設計動態(tài)調(diào)度算法,使物流系統(tǒng)能根據(jù)物料需求優(yōu)先級、設備狀態(tài)、庫存水平實時調(diào)整任務分配?
在復雜場景(如多訂單并行、突發(fā)異常)下,如何平衡效率與成本?

(3)多智能體協(xié)同與系統(tǒng)集成

如何實現(xiàn)AGV、機器人、倉儲設備的協(xié)同控制,確保VOM驅(qū)動的物流任務無縫執(zhí)行?
不同廠商設備協(xié)議差異大,如何通過標準化接口實現(xiàn)跨平臺集成?

(4)VOM對生產(chǎn)與供應鏈的協(xié)同影響

VOM理念下,物流系統(tǒng)如何與生產(chǎn)計劃(MES)、供應鏈管理(SCM)深度協(xié)同,提升訂單交付準時率?
如何通過VOM數(shù)據(jù)預測物料需求,減少牛鞭效應導致的庫存波動?

4.研究意義與創(chuàng)新點

(1)理論層面

提出VOM驅(qū)動的智能物流系統(tǒng)架構,彌補傳統(tǒng)研究在物料主動反饋機制上的空白。
構建動態(tài)調(diào)度與多智能體協(xié)同的理論模型,為復雜物流場景提供優(yōu)化依據(jù)。

(2)實踐層面

通過案例驗證,探索VOM在提升產(chǎn)能、過程動態(tài)管理、保障交付能力中的實際價值。
為企業(yè)提供從規(guī)劃到落地的實施路徑和方法論,解決技術選型與集成難題。

5.小結

VOM理念的提出,是對傳統(tǒng)物流“見物不見需求”模式的顛覆。本研究通過解決數(shù)據(jù)整合、動態(tài)調(diào)度與協(xié)同控制三大問題,將為智能工廠物流系統(tǒng)構建的理論創(chuàng)新與實踐落地提供重要參考。未來可進一步探索VOM與數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈、5G和AI技術的融合,實現(xiàn)更高階的透明化與可信化物流管理。


二、PFEP向VOM思想的邏輯演變



1.VOM思想概述—類比于哲學邏輯問題(人生三問)

哲學中著名的人生三問(“我是誰”“我從哪里來”“我要到哪里去”),常被視為個體尋找自我定位與發(fā)展方向的起點。為此,在我們每個人的生命或者成長的過程中,總是容易陷入糾結。但是,如果我們對于自己的發(fā)展方向有了基本的認知,就不會陷入迷茫。

類似的邏輯在制造物流領域也具有重要啟示:物料同樣需要“知道”自身的身份(Who)、來源(From)、去向(To),以明確其在工廠和供應鏈物流系統(tǒng)中的坐標與運行軌跡。若物料缺乏這種“方向感”,就容易陷入被動與混亂狀態(tài),導致資源錯配和浪費,甚至引發(fā)系統(tǒng)崩潰。上述三問為物料規(guī)劃和調(diào)度提供了最樸素且務實的哲學起點,也是VOM思想的根源。

2.知識遷移:如何定義物料、產(chǎn)品、訂單在智能制造工廠和供應鏈的動態(tài)坐標?

在對物料方向感進行初步探討后,接下來的問題是如何實現(xiàn)知識遷移,即在智能制造工廠和供應鏈中,如何為物料(或產(chǎn)品、訂單)定義動態(tài)坐標。因為在我們管理制造企業(yè)物流的過程中,我們經(jīng)常會在困惑中思考:這個物料是什么東西?是哪里來的?應該去哪里?物料的三維坐標圖,如圖1所示。


圖1 物料的三維坐標圖(無序)

圖1中,橫坐標X是“From”(物料來自哪里,物料的自我追溯和歷史累積),縱坐標Y是“Who”(物料是什么,物料的自我定位和特征的認知),而Z坐標則表示“To”(物料要去哪里,物料的自我向往和動態(tài)的驅(qū)動)。

3.如何將物料從“布朗運動”狀態(tài)通過一個“力”,集約為有方向感的“流”?

由此,我們可以看到圖1中所示,不管是單個物料還是幾個物料協(xié)同(組合),它們?nèi)绻麤]有方向的話,就顯得非?;靵y。所以在一個未做規(guī)劃的物流/物料管理系統(tǒng)中,單個的/多個組合的物料都具有各自的特征來源以及去向,或者說都有自己的流轉(zhuǎn)規(guī)律,而這個規(guī)律不具備統(tǒng)一性或者方向性,就像做“布朗運動”。

在制造工廠中,由于客戶訂單和裝配的需要,這些不同的物料需要根據(jù)相同的裝配需求關系進行齊套、組合與匹配,從而以其特有的方式,配送到制造工位上,制成成品發(fā)運給客戶。此時若沒有一個“力”去整合物料,就難以形成有序的“物流”。這個 “力”可以是外部系統(tǒng)拉動(信息指令、系統(tǒng)規(guī)則或技術手段),也可能是物料固有的“自身驅(qū)動力”。

無論物料是被動拉動還是主動推進,目標都是避免資源冗余與路徑交叉,形成高效有序的“物料流”,并最大程度契合工廠的裝配節(jié)點與生產(chǎn)計劃,從而保障交付。

4.通過“讓物料說話”,打造“物料控制系統(tǒng)”來體現(xiàn)物料的自我動態(tài)感知

如果這些物料能夠如我們的愿望所示,在“使能”中達成:每個物料都知道“我”是誰?“我”來自哪里?“我”要去哪里?那將大大減少人工管理和決策的難度。如圖2所示。


圖2 物料的三維坐標圖(有序)

假定每個物料或物料組都具有方向感,明確其來源和目的地,這就要求智能制造系統(tǒng)需要人、機、料、法、環(huán)、測之間的信息互通,需要物料能夠“說話”。當每個物流單元或物料單元(SU,Smart Unit)能主動表達其歷史、狀態(tài)與需求時,就能顯著減少對人工判斷的依賴,大大降低物流管理的復雜度。

如果物料具有共同的語言,就大大減少了不同作業(yè)標準之間的錯位,更能夠集中眾多的 SU 在同一頻道上形成流量,形成物流的集約化與自動化。當物料能夠隨時隨地“說話”時,就可以自我動態(tài)感知“我”的實時的狀態(tài),從而通過信息系統(tǒng)發(fā)出指令,指揮物流軟硬件系統(tǒng)達成相關的任務,實現(xiàn)信息物理系統(tǒng)(CPS, Cyber-Physical Systems)實時對應,形成動態(tài)物流運作的數(shù)字孿生模型(DTM, Digital Twin model)。為此,我們可以稱之為:物料控制系統(tǒng)(MCS,Material Control System),此時,物料在物料控制系統(tǒng)中處于“主體”地位,作為主語,“控制”是謂語,“系統(tǒng)”則是賓語。

5.數(shù)字孿生技術支持實現(xiàn)物理-信息的對應

針對每一個SU的能力,我們希望它在流動中能夠指揮和控制這個系統(tǒng),隨時隨地指揮,隨時隨地協(xié)同、調(diào)整,形成閉環(huán),達到物流系統(tǒng)的最佳平衡和運營能力。如圖3所示,這些單個的或者多個的物料SU的組合就形成了一個完整系統(tǒng),即方框里面的部分,我們可以統(tǒng)稱這個系統(tǒng)為物流系統(tǒng)。


圖3 SU組合成為完整的物流系統(tǒng)

那么,如何實現(xiàn)物料的自我定義?

通過PFEP(Plan for Every Part,為每個物料做規(guī)劃)可以實現(xiàn)物料的自我智能化定位和SU 特征認知,這是物料物流規(guī)劃的基礎數(shù)據(jù)和底層邏輯。

如何讓物料SU知道“‘我’要去哪里”?這可以通過運營過程中的訂單或者生產(chǎn)-物流作業(yè)計劃來賦能,使物料形成自我向往和動態(tài)驅(qū)動,這是物料主動參與控制智能物流系統(tǒng)的動力基礎和流動前提。

如何讓物料SU知道“‘我’來自哪里”?這涉及物料的自我追溯、履歷累積以及與“信息物理系統(tǒng)”(CPS)的互動,可通過仿真和執(zhí)行過程差異控制來實現(xiàn)自我反饋和調(diào)節(jié),形成歷史數(shù)據(jù)和協(xié)同動力。畢竟物流過程是天然地貫穿了全價值鏈,物流軌跡是最佳的系統(tǒng)規(guī)劃與運營主線。

6.PFEP的規(guī)劃邏輯

PFEP是采用倒推式的規(guī)劃原則,即從零件的最終工位出發(fā)往上游延伸到供應商,工位所需要的零件從工位邊的物料緩存區(qū)獲取,工位根據(jù)設定的規(guī)則拉動物料配送和供應商到貨。在智能工廠物流系統(tǒng)構建中,PFEP的數(shù)據(jù)庫里一般會包含基礎數(shù)據(jù)管理、物流資源管理、供方協(xié)同、庫存計劃、車輛調(diào)度、倉儲管理、廠內(nèi)配送、物流技術等,形成基礎數(shù)據(jù)的管理。

物流資源管理協(xié)作,云物流計劃調(diào)度集中倉儲管理,廠內(nèi)配送和物流自動化,這些可以通過數(shù)字孿生的方式,也就是說解決PFEP的橫向集成和PFEP的縱向集成,使得物料和物流能夠?qū)崿F(xiàn)制造資源的橫向和縱向的集成。為此,PFEP的基本思路定義了物料的庫存等級、周期和相關參數(shù),理清了零部件流動的物流路徑(或者叫初始物流路徑),規(guī)范了物流作業(yè)的基礎和標準化,梳理了供應商到貨、進貨的基本流程。

在PFEP的基礎上采用拉動物流的規(guī)劃原則:從零件的總裝工位,往上游延伸到物料配送上線、物料齊套、到貨物料緩存,以及供應商到貨。它會涉及物料的總屬性:初級包裝、送貨、包裝存儲、分裝配送上線等。如圖4所示。


圖4 PFEP對于物料流動過程要素的定義

由此可見,PFEP是工廠物流規(guī)劃的基礎,也是物流運營的基礎,更是物流數(shù)字化的基礎。

7.PFEP能夠?qū)崿F(xiàn)的要點

PFEP為物流規(guī)劃運營和數(shù)字化提供了參數(shù)輸入,同時規(guī)劃和運營過程又不斷地從PFEP 進行優(yōu)化,所以PFEP系統(tǒng)能夠輸出場地需求、物流流量、看板數(shù)量、人力需求和設備需求等,關鍵工作能夠形成園區(qū)物流的循環(huán)路徑、功能區(qū)域布局、物流動線規(guī)劃和實施設計、工位物流上線模式、物流系統(tǒng)基礎流量、關鍵物料流動模式、物流過程一次性仿真以及物流信息系統(tǒng)的邏輯等,由此解決了物料SU特征的定義,可以展示任何一個或者一類物料的個性化參數(shù);可以憑此實現(xiàn)各個區(qū)域相對空間的規(guī)劃、相關設備與資源的需求;能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃后的物流能力仿真、測算物流量。

具體包含(不限于):園區(qū)物流循環(huán)路徑定義、功能區(qū)域布局定義、物流動線(設施)設計、工位物流上線模式定義、物流系統(tǒng)基礎流量測算、關鍵物料流動模式定義、物流過程一致性仿真以及物流信息系統(tǒng)邏輯梳理。

8.PFEP不能實現(xiàn)的關鍵局限

雖然PFEP解決了不少規(guī)劃基礎定義的問題,但仍存在以下局限:

首先,PFEP解決的主要是靜態(tài)的平均流量,無法針對特定的時間、訂單、計劃、產(chǎn)線等進行實時仿真,尤其難以測試實時的峰值和低谷值。

其次,物料仍處于被動管理狀態(tài),不能夠做到物料的自主反饋和調(diào)節(jié),而是受制于軟硬件系統(tǒng)以及人的思維方式和管理模式。圖5是在智能工廠物流系統(tǒng)規(guī)劃過程中,以傳統(tǒng)方法PFEP模式導向VOM的思想規(guī)劃23項的對比,涵蓋從“規(guī)劃、仿真、運營、監(jiān)控”到“人、機、料、法、環(huán)、測”等各個方面。


圖5 傳統(tǒng)方法對于智能工廠物流系統(tǒng)規(guī)劃的對比(傳統(tǒng)方法/PFEP/VOM)

9.基于動態(tài)運營的物流控制系統(tǒng)(點到點/多點到多點/面到面)

基于動態(tài)運營的控制系統(tǒng)分為三種場景:

第一種是單點到單點的配送,從數(shù)字孿生角度看主要涉及物料和信息的推拉結合的問題。如圖6所示。


圖6 單點到單點的配送

第二種是多點到多點的配送,除物料和信息的協(xié)同外,還需要解決交叉和綜合調(diào)度問題。如圖7所示。


圖7 多點到多點的配送

第三種是面到面的配送,即多點形成的面之間的配送,目標是實現(xiàn)智能物流系統(tǒng)與智能制造系統(tǒng)的無縫銜接與協(xié)同,形成一個有機整體。如圖8所示。


圖8 面到面的配送

無論是相對簡單的配送系統(tǒng),還是復雜的配送系統(tǒng),其中最基礎的是工位物流。智能工廠面臨的最大挑戰(zhàn)在于實現(xiàn)工位物流的實時上線,因為它涉及產(chǎn)線、生產(chǎn)作業(yè)人員、設備、物料及其載具、物流操作人員或機械手等多個要素。這需要整合生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)、物流執(zhí)行系統(tǒng)以及信息系統(tǒng)等多個系統(tǒng),協(xié)調(diào)產(chǎn)品流動、物料流動、產(chǎn)線作業(yè)及信息監(jiān)控。

這些要素構成了完整的工位作業(yè)場景,包含高級排程系統(tǒng)APS、配送方式和設備、物料包裝、流動時間、容器數(shù)量和VOM等多個方面。為實現(xiàn)多產(chǎn)線、多工位、多物料的協(xié)同配送,需要將不同物流單元進行集約化和齊套化處理。這就需要在PFEP維度之上,應用基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE,Model-Based Systems Engineering)進行系統(tǒng)架構設計和驗證?;赑FEP提供的基礎數(shù)據(jù),VOM能夠通過物料SU創(chuàng)造性地控制物流系統(tǒng),實現(xiàn)物料的精準配送與流動。如圖9所示。


圖9 基于動態(tài)運營的物流控制系統(tǒng)邏輯

三、VOM思想架構與智能工廠物流作業(yè)



1.VOM定義

VOM是一套通過“物料的聲音”來控制智能制造物流系統(tǒng)有效運營的體系。

在智能工廠物流作業(yè)領域,VOM體系通過“VOM數(shù)據(jù)庫”與“VOM大腦”兩個核心模塊的有機結合,形成一套兼具靜態(tài)規(guī)劃與動態(tài)決策的綜合管理框架:一方面,VOM數(shù)據(jù)庫(包含PFEP、規(guī)劃參數(shù)、標準參數(shù)和指標庫等)承擔了對物料客觀特征和各類參數(shù)的整理、歸檔和維護工作;另一方面,VOM大腦(智能決策系統(tǒng))則依托海量數(shù)據(jù)、算法模型、系統(tǒng)學習以及數(shù)字孿生技術,對物流過程中所有物料流轉(zhuǎn)及所發(fā)出的“聲音”進行實時捕捉與反饋,并在此基礎上生成更加敏捷、精準且具有自決策能力的動態(tài)管理指令。如圖10所示。


圖10 VOM的核心功能模塊

基于上述雙模塊的協(xié)同運作,VOM的工作邏輯得以在以下兩個層面展開:

(1)靜態(tài)參數(shù)部分

VOM數(shù)據(jù)庫所存儲的PFEP信息、規(guī)劃參數(shù)、標準參數(shù)和指標庫等數(shù)據(jù),囊括了物料在流轉(zhuǎn)過程中的基礎性、客觀性和可量化屬性。這些信息通常通過先期的專家分析或?qū)v史數(shù)據(jù)的總結得出,因而構成了系統(tǒng)進行靜態(tài)管理的根基。

換言之,VOM數(shù)據(jù)庫在早期階段主要提供一整套“設計態(tài)”或“規(guī)劃態(tài)”的參數(shù),支撐系統(tǒng)按照既定的邏輯對物料進行分類、調(diào)度和監(jiān)控;在此模式下,系統(tǒng)行為相對簡單,往往呈現(xiàn)出較為固定的決策流程和明確的操作規(guī)則。

然而,由于缺乏對實時波動信息的充分捕捉和自適應調(diào)整,純粹依托靜態(tài)參數(shù)的管理模式在面對復雜多變的生產(chǎn)現(xiàn)場時,難以有效應對物料需求、生產(chǎn)節(jié)奏以及外部環(huán)境變動所帶來的各種挑戰(zhàn),其優(yōu)化程度受到顯著限制。

2)動態(tài)參數(shù)部分

與此相呼應,VOM大腦(智能決策系統(tǒng))則通過將算法、系統(tǒng)學習以及數(shù)字孿生等前沿技術引入到物流作業(yè)全流程中,廣泛收集包含物料個性(形狀、屬性、批次等)、歷史經(jīng)歷(周轉(zhuǎn)次數(shù)、運輸過程記錄等)以及在實際作業(yè)中所“抱怨”或暴露的問題(延遲、混裝、損耗等)的海量信息,并借助實時感知與高效計算,將其轉(zhuǎn)化為可用于指導物料“自主決策”的動態(tài)參數(shù)。

此類動態(tài)參數(shù)不僅在數(shù)值層面不斷修正先前的靜態(tài)規(guī)劃限制,同時也能自發(fā)生成一系列對執(zhí)行系統(tǒng)具有指令效力的決策方案,使得物流系統(tǒng)在合適的時間節(jié)點做出準確的流轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)動作。

通過這種對“靜態(tài)—動態(tài)”管理要素的交互式整合,VOM大腦能夠使物流系統(tǒng)在高度不確定或波動的環(huán)境中依舊維持較高的靈活性和響應度,以實現(xiàn)對物流資源的最優(yōu)配置和快速調(diào)整,從而保證智能制造系統(tǒng)的穩(wěn)定、有效作業(yè)。

2.VOM的基本模型(POR模型)與數(shù)字孿生

VOM作業(yè)的基本模型(簡稱POR模型),如圖11所示。


圖11 VOM基本模型

其中,P代表運營規(guī)劃(Plan)、O代表運營(Operation)、R代表風險(Risk)。該模型旨在將管理方式從被動、線下、靜態(tài)、經(jīng)驗決策(人為)管理運作,到主動、在線、動態(tài)、自主決策(智能)管理運作,實現(xiàn)合理調(diào)動資源、穩(wěn)定運營、控制風險、有效交付的目的。這也體現(xiàn)了模型的基本導向。

在實施過程中,需要確保P(規(guī)劃)過程結構合理、O(運營)過程動態(tài)可控、R(風險)過程可視可防。針對傳統(tǒng)模式中存在的結構性問題、動態(tài)性問題和管理透明度問題,VOM模型強調(diào)在規(guī)劃的過程能夠給物料“留聲音”;在運營的過程,希望物料“能夠發(fā)聲”;在風險的過程,希望物料針對差異能夠發(fā)出自己“‘抱怨的’聲音”。技術支撐方面,可通過數(shù)字孿生實現(xiàn):在規(guī)劃階段應用物流仿真和物流技術,在運營階段應用運營仿真和物聯(lián)網(wǎng)技術,在風險控制階段則通過差異管理、數(shù)據(jù)驅(qū)動以及人工智能AI來實現(xiàn)自我監(jiān)控和自我調(diào)整。

3.VOM中物料流動的“從-至”模型(F-T Model)

基于物料的流動性原則,在VOM的定義和基本模型中,每個物料在任何場景節(jié)點上都需要有“從-至”模型(From-To,簡稱FT模型),并基于POR模型進行準確表達。這個基本表達模型中,上位系統(tǒng)負責數(shù)字孿生智能決策,場景資源觸發(fā)拉動系統(tǒng)。

不管是單點對單點、多點對多點,還是面到面的物流協(xié)同流動,是物料“發(fā)聲”的通用“表達”集批的過程。如果說PFEP表達的是“我是誰”“我有什么特征”和“我有什么標準”,表現(xiàn)物料的個性,也就是我們俗稱的“身份證”,那么POR的過程,主要表達為:①“我從哪里來”“要到哪里去”“我要去干什么”“需要誰來對我做什么”(Plan);②“誰對我做了什么”“經(jīng)歷了哪幾個加工環(huán)節(jié)”“經(jīng)歷了哪幾個物流環(huán)節(jié)”“經(jīng)歷了哪幾個質(zhì)量環(huán)節(jié)”,表達物料的歷程的累積和追溯(Operation);③“我有什么問題和風險”“我發(fā)生了什么異常”“應該怎么來處理我”,表達的是“物料的擔心和抱怨”(Risk)。

這個過程表達物料的身份信息,包括其特征和標準,展現(xiàn)物料的個性特點,就像一張身份證。在P—O過程中,主要表達物料的來源、去向、用途以及所需操作,記錄物料的歷程并實現(xiàn)追溯。R過程則表達物料可能遇到的問題和風險,包括異常情況及其處理方法,反映物料在運行過程中的潛在問題和解決方案。如圖12所示。


圖12 物料流動的“從-至”模型(F-T Model)

4.VOM中物流運營的SOE三層結構及其代表的“聲音”

VOM的SOE三層結構是指基于數(shù)字孿生的物料被賦予了客戶的聲音VOC(Voice Of Customer),即訂單和產(chǎn)品的信息,以及流程的聲音 VOP(Voice Of Process),即制造物流過程的信息。

SOE包括戰(zhàn)略層、運營層和執(zhí)行層(Strategy/Operation/Execution)。戰(zhàn)略層(S)主要強調(diào)是滿足訂單交付的維度(代表VOC),亦即交付的數(shù)字孿生;運營層(O)主要強調(diào)是產(chǎn)品流動和制造流動的維度(代表VOP),亦即運營的數(shù)字孿生;執(zhí)行層(E)主要強調(diào)物料本身自主流動的維度(代表VOM),亦即工位物流場景的數(shù)字孿生。如圖13所示。


圖13 VOM體系中的SOE三層結構

SOE 的層級基本單元結構,賦予VOC身份和指標分解,同時用 F-T模型來集成物料的聲音,構建一套完整的運營脈絡。

5.SOE與POR的對應關系

規(guī)劃是為了運營,基于數(shù)字孿生的物料(POR)在從規(guī)劃到運營以及風險控制過程中,主要是協(xié)同基于數(shù)字孿生的物料(SOE)在戰(zhàn)略、運營、執(zhí)行等不同層面的發(fā)聲,以達成有效的訂單維度的交付服務、產(chǎn)品維度實現(xiàn)過程的有效管控,以及物料維度的工位有效作業(yè),從而達成智能工廠的戰(zhàn)略指標。

比如,SOE 結構里面分別分析物流戰(zhàn)略從運營到執(zhí)行的有效性和相關績效指標的達成能力,POR 的過程里面分析物料“說什么”“經(jīng)歷了什么”等。

所以,在規(guī)劃過程數(shù)據(jù)是靜態(tài)的,物料的個性運營過程是動態(tài)的物料的歷程,風險過程在于物料流動過程中的“抱怨”。

而整個體系就訂單交付數(shù)字孿生、物流運營數(shù)字孿生、工位場景數(shù)字孿生,分別針對戰(zhàn)略層、運營層和執(zhí)行層進行分解和賦能,使得物料的個性、物料的歷程和動態(tài)物料的“擔心和抱怨”,都能夠?qū)崟r、全程連貫起來,形成閉環(huán)。如圖14所示。


圖14 VOM體系中SOE與POR的對應關系

6.VOM物流體系架構(從價值錨到體系,到技術支撐)

VOM的物流體系架構,如圖15所示。VOM體系的核心價值在于解決物流端到端的數(shù)字化管理和物料的自主決策與調(diào)度。實現(xiàn)物流全過程的連通、透明和追溯,既要降本增效,還要推動物流業(yè)務的模式變革,即通過構建物料指揮系統(tǒng)、推動物流運作在線化、實時化、風險可視化、協(xié)同自主化。實現(xiàn)物料在生產(chǎn)前期的作業(yè)齊套、業(yè)務過程的精準追溯,訂單交付的透明化交付服務水平、全通路庫存快速周轉(zhuǎn)戰(zhàn)略目標等。


圖15 VOM物流體系架構圖

在VOM體系,要能夠做到切實執(zhí)行物流的執(zhí)行工位的叫料、物流的調(diào)度作業(yè)過程的差異管理。VOM的數(shù)據(jù)庫和PFEP規(guī)劃參數(shù)標準、參數(shù)指標庫,兩者之間互為前提、互為引用和修正關系,同時能夠引用,能夠反饋,也能夠集成物料的聲音。從技術支撐而言,它可以通過數(shù)字孿生、人工智能數(shù)字主線、機器人技術、算法、物聯(lián)網(wǎng)技術、大數(shù)據(jù)、物流技術、信息技術、自動識別技術、傳感技術等做有效支撐。所以,VOM 的系統(tǒng)邏輯核心是基于VOM的智能監(jiān)測系統(tǒng),通過模型算法、系統(tǒng)學習和數(shù)字孿生不斷的迭代,提升智能化水平,逐步實現(xiàn)物料的自主指揮系統(tǒng)。

7.VOM大腦——智能決策系統(tǒng)(場景+數(shù)據(jù)+算法+系統(tǒng)學習+數(shù)字孿生)

VOM系統(tǒng)的邏輯核心是基于VOM的智能監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)通過模型算法、系統(tǒng)學習和數(shù)字孿生的持續(xù)迭代來提升智能化水平,逐步實現(xiàn)物料的自主指揮系統(tǒng)。

信息系統(tǒng)里面會涉及物流執(zhí)行工位調(diào)料,物流的調(diào)度與執(zhí)行信息差異,形成執(zhí)行單元反饋和VOM大腦的行動指令。在VOM數(shù)據(jù)庫里,PFEP規(guī)劃參數(shù)標準參數(shù)指標庫等等。從執(zhí)行的底層一層一層的集成,形成對于訂單的分類管理ABC的支撐。不同的物料都會經(jīng)歷從計劃到入廠、配送工位到總裝成品、發(fā)運等過程,并實現(xiàn)全價值鏈的拉通。如圖16所示。


圖16 VOM大腦——智能決策系統(tǒng)

VOM系統(tǒng)的邏輯架構展現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫與大腦之間的雙向互動關系。VOM數(shù)據(jù)庫作為基礎支撐,存儲和管理物料的客觀屬性、規(guī)劃參數(shù)以及標準指標,通過靜態(tài)管理為系統(tǒng)運作提供基礎框架。然而,這種靜態(tài)管理模式存在優(yōu)化空間的局限性。隨著系統(tǒng)智能化水平提升,VOM大腦能夠基于實時數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化和更新靜態(tài)規(guī)劃參數(shù),從而推動系統(tǒng)從靜態(tài)管理向動態(tài)決策演進,提升系統(tǒng)的適應性和管理效能。在這種數(shù)據(jù)庫與大腦的協(xié)同互動過程中,就實現(xiàn)了從靜態(tài)規(guī)劃到動態(tài)優(yōu)化的轉(zhuǎn)變。

隨著系統(tǒng)智能化程度不斷提升,VOM數(shù)據(jù)庫與VOM大腦之間的交互呈現(xiàn)出更深層次的迭代演化:一方面,系統(tǒng)在初始規(guī)劃和標準參數(shù)設定上仍然離不開VOM數(shù)據(jù)庫提供的穩(wěn)固基礎;另一方面,VOM大腦的實時學習與動態(tài)調(diào)整功能會持續(xù)修正和完善那些原本靜態(tài)的規(guī)劃參數(shù),甚至在必要時徹底替代原先的部分邏輯或規(guī)則,使得企業(yè)對物流管理的控制力更加精準和自主。與此同時,伴隨算法復雜度與數(shù)據(jù)規(guī)模的迅速增長,系統(tǒng)也對作業(yè)環(huán)境中海量的異構信息進行多維度整合并實時分析,從而在提升管理效能的同時,形成一個隨需應變、全面協(xié)同的“自決策”物料流轉(zhuǎn)體系。

四、案例實踐:VOM 思想下的工位物流拉動與信息同步的數(shù)字孿生



1.案例概述

在某家電企業(yè)智能工廠中,基于VOM思想所構建的綜合物流管理與決策體系,通過“物料發(fā)聲”與“數(shù)據(jù)驅(qū)動”相融合的方式,實現(xiàn)從物料入庫、倉儲(VMI庫)檢驗、生產(chǎn)過程調(diào)度直到成品出庫的全流程拉動與信息同步。如圖17所示。


圖17 某企業(yè)的VOM系統(tǒng)

VOM體系在制造的價值流環(huán)節(jié),通過為每一件物料(如零部件、組件等)賦予唯一身份標識,即“一物一碼”,有效串聯(lián)了“物料是誰、從哪里來、要到哪里去、擁有哪些個性化特征”等基礎屬性,并在整個生命周期中對這些信息進行逐步采集與更新。具體而言,在供應商生產(chǎn)發(fā)運、VMI入庫檢驗、VMI出庫、在途運輸、入廠卸貨、作業(yè)齊套及出庫等各個節(jié)點,系統(tǒng)通過自動識別技術將實際發(fā)生的物流與生產(chǎn)信息實時上傳至VOM數(shù)據(jù)庫,形成“聲音集”。該“聲音集”不僅記錄物料在各階段的客觀信息(如時間戳、載具信息、位置信息、批次等),也匯聚設備運行、人員操作、環(huán)境變化等多維數(shù)據(jù),從而為后續(xù)的分析與決策奠定基礎。

VOM大腦作為工業(yè)級智能決策中心,會綜合“聲音集”所累積的大數(shù)據(jù),并依據(jù)現(xiàn)場整體規(guī)劃參數(shù)與動態(tài)反饋信息,對生產(chǎn)資源調(diào)度、物料設備調(diào)度、在制品周轉(zhuǎn)周期等環(huán)節(jié)進行正向或反向的實時調(diào)整,從而形成生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)與VOM大腦之間的雙向閉環(huán)。該閉環(huán)不僅提升了供應鏈端到端的協(xié)同效率,而且在將異常差異可視化的同時,為后續(xù)的持續(xù)改進提供了數(shù)據(jù)支撐。

在執(zhí)行系統(tǒng)層面,當VOM大腦輸出的指令被下達給現(xiàn)場時,執(zhí)行系統(tǒng)通過讀取VOM數(shù)據(jù)庫所儲存的規(guī)劃參數(shù)、物料屬性和實時狀態(tài)信息,快速匹配相應的工藝流程并執(zhí)行自動化或半自動化操作。與此同時,執(zhí)行系統(tǒng)會將過程結果(例如搬運完成的時間點、配送準確率、設備負載狀況及作業(yè)效率等)再度回傳至VOM數(shù)據(jù)庫和VOM大腦。通過這樣的“計劃—執(zhí)行—反饋—修正”循環(huán)機制,整個生產(chǎn)過程在用料、時間、空間、人員及設備等要素之間得到有效協(xié)調(diào),從而確保能夠及時且高質(zhì)地響應市場需求。

此外,對物料進行“一物一碼”管理的思路,使得每一階段的物流和制造信息都能被追溯和審計,從而完整地描摹出產(chǎn)品零部件與整機產(chǎn)品的“生命軌跡”。在本項目的生產(chǎn)現(xiàn)場,大規(guī)模的物料種類與復雜多變的生產(chǎn)節(jié)拍共同導致大量異構數(shù)據(jù)的產(chǎn)生;但正因為VOM數(shù)據(jù)庫承擔了標準化、結構化與動態(tài)更新的職責,系統(tǒng)可以在宏觀層面對多工廠、多區(qū)域的資源進行統(tǒng)一調(diào)度,同時也能在微觀層面對任意物料的狀態(tài)和需求進行深度剖析,保證從“來料—檢驗—投產(chǎn)—在制—成品出庫”各環(huán)節(jié)的無縫銜接與透明化管理。

最后,通過對“物料聲音”的高頻采集和對“大數(shù)據(jù)”分析的深度利用,該工廠在三個方面實現(xiàn)突破性收益:

(1)打造行業(yè)標桿。搭建了全價值鏈一體化的智能集成物流運作體系,打造行業(yè)領先的制造物流體系標桿。通過多部門聯(lián)合,共同打造了智能工廠空間分層分布式物流模式,并與供應鏈服務公司協(xié)同推進產(chǎn)前物流變革落地,全面引領制造物流。

(2)實現(xiàn)技術引領。成為行業(yè)內(nèi)首家成功構建并運用VOM思想的企業(yè),通過“物料控制系統(tǒng)”模式,實現(xiàn)以工位實時變化拉動信息流和實物流同步精準響應。同時優(yōu)化VMI布局策略(倉配集約、同品同倉、前置、物料齊套與檢驗),通過N點生產(chǎn)進度實時拉動VMI倉精準備貨、組盤、發(fā)運,消除斷點和浪費,實現(xiàn)物料直達工位的配送能力。

(3)運營績效提升。投產(chǎn)2年來,人均產(chǎn)出率提高48%,生產(chǎn)和物流過程異常減少67%,斷點減少32%,VOM場景覆蓋率達到100%,下線直發(fā)比例提高20%。

2.VOM的實際應用邏輯:使能場景創(chuàng)新+動態(tài)數(shù)據(jù)擴充+關鍵指標輕量運算

VOM在實際場景中的應用有兩種路徑:一是從搭建VOM數(shù)據(jù)庫起步,形成VOM大數(shù)據(jù),持續(xù)發(fā)掘現(xiàn)有模式中的改善點,賦能作業(yè)場景;二是從單個“從-至(F-T)”場景入手,梳理該場景所需的VOM基礎數(shù)據(jù),逐步向VOM數(shù)據(jù)庫擴充。

圖18所示,左側展示了“從-至(F-T)”場景的基礎要求,右側則是VOM大腦的思維方式、數(shù)據(jù)庫連接及要求。這樣的設計,旨在構建能夠帶來模式創(chuàng)新的使能場景,同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫擴充和輕量級應用。


圖18 實施路徑與邏輯

3.14個典型場景的VOM落地過程:初始方向指引/反向調(diào)整策略+執(zhí)行結果反饋/ VOM反饋

14個典型場景全部基于VOM的工業(yè)大腦智能決策系統(tǒng),采用數(shù)字孿生、算法計算和系統(tǒng)自主學習,并實現(xiàn)反向調(diào)整策略和VOM反饋。

系統(tǒng)中心是數(shù)據(jù)庫,底層是執(zhí)行系統(tǒng)。兩者協(xié)同實現(xiàn)生產(chǎn)資源調(diào)度、物料設備調(diào)度實施與差異分析,形成閉環(huán)管理。系統(tǒng)記錄物料的個性特征和全過程環(huán)節(jié),通過實時掃碼采集狀態(tài),記錄其全生命周期。通過整合物流數(shù)據(jù),進行大數(shù)據(jù)分析,優(yōu)化資源使用,實現(xiàn)降本增效和高效交付。在這一思想指導下,工藝物流拉動與信息同步形成數(shù)字孿生關系。

系統(tǒng)構建了全價值鏈的“從-至(F-T)”場景體系,設定物料反饋機制,進行正向或反向的實時調(diào)整。所謂正向調(diào)整,主要是指在預先設定的規(guī)劃參數(shù)和工藝流程基礎上,根據(jù)實時采集到的異?;蛐枨蟛▌?,快速觸發(fā)新的調(diào)度指令或參數(shù)修訂;而反向調(diào)整則表現(xiàn)在對已經(jīng)完成的部分工序或已發(fā)布的計劃進行回溯式的優(yōu)化修正,以減少局部瓶頸或資源浪費,從而形成生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)與VOM大腦之間的雙向閉環(huán)。并在此基礎上開發(fā)基于物料特性的算法,并在VOM 數(shù)據(jù)庫中建立了完整的參數(shù)分類表格體系。如圖19所示。


圖19 14個典型場景的VOM落地過程

4.“從-至(F-T)”場景體系的實際應用

比如,在“空中輸送的小件物料精準配送至生產(chǎn)工位”的實際應用場景中,VOM體系通過對“F-T”流程的精細化設計,結合物料特征所匹配的算法與參數(shù),構建了一條可實時感知、動態(tài)拉動和高效配送的閉環(huán)物流鏈。

(1)“F-T”場景選定與設計

首先,明確“空中輸送”與“生產(chǎn)工位”之間的業(yè)務邊界,即將“從”空中輸送線的存儲或緩存位置,“至”指定工位的物料配送路徑界定為單一管理單元。此舉確保后續(xù)的算法設計、物料數(shù)據(jù)采集及調(diào)度策略都圍繞這一“F-T”流程展開,從而提升整體規(guī)劃與執(zhí)行的一致性。

(2)物料“所說的話”,即需求、狀態(tài)與精細指令

在該場景中,物料“說話”的核心是讓工位精準掌握所需物料的到達時間、批次數(shù)量以及余料狀況,并在必要時下達補貨請求。

當VOM大腦下發(fā)精確的需求指令后,空中輸送線及其配套調(diào)度單元即可按照預置算法,分配合適的運輸載具,并將對應數(shù)量的物料箱數(shù)在恰當?shù)臅r刻送抵指定工位,實現(xiàn)“小批量、多頻次”的精準供應。如圖20所示。


圖20 某企業(yè)“從-至(F-T)”場景體系的實際應用

5.基于物料特性所做的算法設計

為保障“空中輸送”在生產(chǎn)作業(yè)的高效性與可預測性,需要對物料的重量、體積、包裝方式以及工位BOM消耗頻率等指標加以綜合考量,并制定相應的算法邏輯。

(1)可持續(xù)消耗時間。計算工位余料以及拉動物流節(jié)拍,確定補貨周期閾值,以避免過早或過晚配送造成資源浪費或工位停線。

(2)下一批次物料到達時點。使用“Round down”或其他離散數(shù)學方法,估算下一批物料到達工位的時間和數(shù)量。

(3)物料配送速度與路線。結合空中輸送系統(tǒng)的運行速度、距生產(chǎn)工位的距離以及可用載具(如懸掛小車EMS、吊籃、標準箱等)的實時情況,動態(tài)匹配最優(yōu)配送路線與調(diào)度算法,確保在可接受的最小時間內(nèi)完成精準投放。

6.VOM數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)提取與反饋

每次進行“F-T”配送前,系統(tǒng)會從數(shù)據(jù)庫中提取對應的基礎數(shù)據(jù)(例如包裝數(shù)量、補貨規(guī)劃、工藝要求),并結合實時“聲音集”中的消耗速率、生產(chǎn)排期等信息,完善配送指令。在配送完成后,空中輸送系統(tǒng)及工位掃描設備會將實際送達時間、送達數(shù)量、是否出現(xiàn)異常等數(shù)據(jù)再度回傳,更新至VOM數(shù)據(jù)庫。該過程構成了一個“發(fā)聲—執(zhí)行—反饋—修正”的完整閉環(huán),不斷提高后續(xù)配送任務的精確度與靈活性。

7.現(xiàn)場協(xié)同與系統(tǒng)價值

通過上述機制,“空中輸送的小件物料精準配送至生產(chǎn)工位”的應用場景不僅實現(xiàn)了對工位需求的按需拉動與動態(tài)補給減少工位與線邊庫存、降低異常風險、提高作業(yè)效率、降低時間損耗和人工成本,也顯著提升了物料周轉(zhuǎn)速度與空間利用率。

8.案例小結

在傳統(tǒng)的物流模式中,工位需求往往難以實時、精準地反饋至上游環(huán)節(jié),導致物料供應出現(xiàn)“過量或不足”、配送滯后或現(xiàn)場擁堵等問題。本案例的拉動設計將“工位實時變化”作為觸發(fā)信號,通過在N點(如N1、N2)布置邊緣計算單元,捕捉并分析物料需求與執(zhí)行進度的動態(tài)變化,隨后將決策指令傳遞至VOM大腦,使得每一批物料的出庫、組盤、發(fā)運乃至到達工位都能得到“按需、按時”的即時響應,確保在高頻、小批量與低頻次、大批量共存的復雜環(huán)境下仍可維持物流的精準可控,從而維持智能工廠的有效生產(chǎn)、安定生產(chǎn)、高品質(zhì)制造,達到精準交付。


五、VOM模型的優(yōu)勢、應用挑戰(zhàn)及對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意義



1.優(yōu)勢:基于VOM理念的智能工廠物流系統(tǒng)在多個方面顯著優(yōu)于傳統(tǒng)模式

高度可視化與透明度:所有物料、設備狀態(tài)在線可見,實現(xiàn)庫存0延遲盤點和物流過程全追溯。管理者對物流運行了然于胸,決策更加科學。

實時響應與高柔性:物流調(diào)度由被動變主動,能夠及時響應生產(chǎn)變化乃至客戶訂單變更。生產(chǎn)與物流深度協(xié)同,提高按期交付率和客戶響應速度。特別在多品種、小批量的定制生產(chǎn)中,VOM模型展現(xiàn)出強大的柔性支持能力。

效率與準確率提升自動化、智能化物流減少人為參與,物料配送準確率提升,差錯和漏料顯著降低。物流等待和停滯時間減少,生產(chǎn)節(jié)奏更加流暢。

自主優(yōu)化與預測能力:借助數(shù)字孿生和AI算法,閉環(huán)的系統(tǒng)具備自我學習優(yōu)化能力,能夠進行故障預測、瓶頸分析,提前采取措施。這使物流系統(tǒng)運行更穩(wěn)定,抗風險能力更強。

2.應用挑戰(zhàn):推行VOM模型也面臨一些挑戰(zhàn)和需要克服的問題

技術與投資門檻:構建全面的物聯(lián)網(wǎng)感知和數(shù)字孿生模型需要大量硬件投入(智能物流技術、傳感器、標簽、網(wǎng)絡基礎設施)和軟件開發(fā)工作,初期成本較高。同時,對現(xiàn)有設備進行數(shù)字化改造可能遇到接口兼容問題,需要專業(yè)技術支持。

組織與流程變革VOM不僅是技術改造,也涉及業(yè)務流程重組和人員角色轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)物流管理人員需要適應由系統(tǒng)自動決策執(zhí)行的新模式,培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析和系統(tǒng)維護能力。

標準和互操作性工廠內(nèi)可能存在不同廠商的設備和系統(tǒng),確保所有這些異構組件都能融入統(tǒng)一的CPS架構聯(lián)通通信,需要建立統(tǒng)一標準或使用中間件平臺。

3.對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推動作用:盡管存在挑戰(zhàn),VOM模型對智能工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重大意義

首先,VOM以物流為切入點,將生產(chǎn)制造的“血脈”全面數(shù)字化。這解決了過去生產(chǎn)和物流信息割裂的問題,實現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)貫通把原先碎片化的制造物流環(huán)節(jié)串聯(lián)起來并形成了閉環(huán),搭建起數(shù)字化轉(zhuǎn)型的骨架。

其次,案例的實施培養(yǎng)了企業(yè)對于數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的能力和思維模式。通過數(shù)字孿生和實時數(shù)據(jù)分析,企業(yè)管理從經(jīng)驗驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動。這不僅可提高當下的運營效率,更為未來的持續(xù)改進和業(yè)務創(chuàng)新建立了數(shù)據(jù)資產(chǎn)和算法能力基礎。比如,擁有全流程數(shù)據(jù)后,可以進一步應用AI進行產(chǎn)銷協(xié)同優(yōu)化、供應鏈預測等更高階的數(shù)字化應用。

最后,VOM所體現(xiàn)的以客戶為中心、以終為始的拉動模式,本質(zhì)上是數(shù)字時代對傳統(tǒng)制造范式的升級。它使得工廠能夠敏捷響應市場,實現(xiàn)按需生產(chǎn)和個性化定制,從而推動商業(yè)模式從大規(guī)模制造向大規(guī)模定制轉(zhuǎn)型??梢灶A見,隨著VOM理念和技術架構的成熟應用,制造業(yè)將加速走向由數(shù)據(jù)驅(qū)動的自主協(xié)調(diào)生產(chǎn),供應鏈也將變得更智慧高效。


六、總結



VOM模型通過理念與技術創(chuàng)新,賦予了物料和生產(chǎn)現(xiàn)場前所未有的感知與自主協(xié)同能力,可顯著提升智能工廠內(nèi)部物流系統(tǒng)的效率、柔性與可控性,在實踐中展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。當然,轉(zhuǎn)型過程中也需克服技術和管理方面的挑戰(zhàn)。

總體而言,VOM模型為智能工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了一條清晰路徑:以物流數(shù)字化帶動全面數(shù)字化,以物料自驅(qū)動實現(xiàn)生產(chǎn)拉動,以數(shù)據(jù)智能引領制造變革。這對于制造企業(yè)邁向智能制造、增強競爭力具有深遠的推動作用。



以上文章來源于《物流技術與應用》雜志



關注我們 顧問熱線 電子郵箱 TOP