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物流和集配是制造型企业供应链管理的一个重要环节，随着船舶与海洋工程装备的复杂度日益提升，对企业物流管理水平也提出了新的管理诉求。本章介绍了物流集配技术的发展历程和发展趋势，以及基于集配中心的物流网络模式，并结合集配中心运营模式的现状及物流集配技术与管理发展趋势，提炼出大型邮轮建造物流集配管理需求。
物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合。物流管理是供应链管理的一部分，即为满足工程需要，通过工程计划、实施和控制，促使产品、服务和信息的有效流动和高效协同。集和配是造船企业内部对造船活动涉及的物资内部管理的约定俗成用语，本质上也是工程物流管理的一部分，本书使用物流集配这一描述，主要目的是便于读者理解。
物流按照流通范围划分为社会物流和企业物流，如图1-1所示。社会物流是指超越单一企业或家庭，涉及全社会范围内商品流通领域的所有物流活动 ［1］ ，本章中提及的社会物流特指企业外部的物流活动，即为履行合同项下交货义务所涉及的物流活动，一般由乙方或甲方委托专业的物流企业承担。企业物流是企业内部的物品实体流动，是具体的、微观的物流活动的典型领域 ［2］ 。企业物流在不同的发展阶段包含的内容不断地增加、丰富，涉及的领域也在不断地扩大，几乎贯穿了企业的采购、运输、存储、搬运、生产计划、订单处理、包装、客户服务及存货预测等整个运营过程 ［3］ 。
根据企业分类不同，企业物流进一步分为制造业物流和非制造业物流。两者都包括企业供应物流、生产物流、销售物流、回收物流和废弃物物流等具体的物流活动。
集配是物资管理中的一个核心环节，通常包括：
（1）物资分类：需要考虑物资的属性、用途、价值、管理方式等因素，选择最适合的分类原则，以便于对各类物资进行准确识别和跟踪管理。
（2）物资仓储：仓储在物资集配过程中起着关键作用，包括物资卸货、登记、存放、监控、盘点和保护等，以确保物资的安全和可追踪性。
图1-1 物流分类
（3）托盘集配：基于托盘需求计划，按照设计托盘表进行物资拣选，形成完整的安装托盘。
集配在现代物流管理中不断优化整合，不仅可以提高物流效率，降低成本，还能提供更好的客户服务体验。物流与集配结合，产生了不同的管理模式，常见的物流运作模式有集中式、分散式和物流中心式等。集配中心（supply-hub）集聚物流配置、库存储存、财务支付及售后处理等功能，具有经济、快捷、准确、方便及可控等特点，可将物资统一集中配送至目的地，有效降低作业成本，提高作业效率 ［4］ 。
汽车、电子等行业也广泛采用基于集配中心的物流网络模式来支持上游制造企业准时制生产和采购，以应对越来越短的产品制造周期和订单生产的要求。
基于物流网络的集配中心运营模式具体流程为：供应商将其产品存放于集配中心，由制造商下达物流需求计划，供应商根据该计划，在物流网络运营主体协调下，确定库存量、库存周期及相应的补货策略。此物流网络可以由制造商负责运营，也可以由第三方物流企业负责，主要职责是管理和控制库存物资，实时跟进制造商下达的采购订单，根据需求计划完成物资托盘集配等，如图1-2所示。
根据运营模式的不同可对嵌入集配中心的物流网络运营模式进行划分。
1）制造商负责运营控制的集配中心模式
该模式由制造商建立原材料集配中心，根据其生产计划选择原材料的供应商，管理和控制其库存物资，从而满足其生产工位的生产需求。由制造商直接控制和管理其库存能够非常有效地满足其生产需求，实现准时制生产，但是管理库存等这些非核心的业务会在一定程度上浪费制造商的资源和精力。
图1-2 集配中心的运营模式
2）原材料供应商联合管理集配中心的模式
该模式下，集配中心一般建立在生产现场附近，由负责原材料供应的企业联合管理集配中心。每个供应商根据制造商下达的物流需求计划来设置标准库存、配送提前期等策略。这种情况下，原材料供应策略将由供应商负责制定，导致制造商与供应商间存在着信息不对称，供应商之间如何协调货物的配送，以实现准时、高效的生产，成为运营中面临的主要挑战。
3）第三方物流企业主导运营集配中心的模式
该模式下，集配中心的地点可根据实际情况设定在制造商附近或制造商厂区内。制造商的原材料由第三方物流企业管理和控制，首先将物流需求计划发送至第三方物流企业，企业获得需求清单后将物资直接运送到生产现场，第三方物流企业根据物料的消耗量支付给供应商相应的费用。这种由第三方物流企业主导运营的模式，既发挥了第三方物流企业的专业优势，又使得供应商和制造商能够专注于其核心业务的发展，但是如何协调匹配供应商和制造商之间的利益关系是在实际运营中需要考虑的重点问题。
当前，全球物流运作模式正朝着数字化、智能化和绿色化方向发展，随着物联网技术、人工智能、大数据等技术的快速崛起，物流运作模式将更加智能化、高效化、安全化。集配中心更适合在供应链系统中，集成物流、信息流、资金流等多种要素，将集配模式与新技术、新理念相结合，是企业正在探索应用和发展的趋势。
《“十四五”现代物流发展规划》提出，到2025年，我国基本建成供需适配、内外联通、安全高效、智慧绿色的现代物流体系。智慧物流体系是物流产业发展和转型的必由之路，物流行业正处于增速放缓、效率提升、需求调整和动力转换的关键战略发展时期，需要通过有效利用云计算、大数据、物联网、移动互联和人工智能等重新构架业务流程，优化资源配置，推动传统物流业务向“数字物流”转型发展。
1）物流集配信息化技术
通过物流集配信息化，可以实现物资信息的共享、传递、存储、处理和决策，其功能特点主要包括：
（1）信息采集：通过各种信息技术手段实现对物流活动中各个环节的信息采集，包括订单、运输、仓储、配送等环节。
（2）信息传输：利用通信网络技术实现物流集配信息的实时传输，提高信息传递的及时性和准确性。
（3）信息处理：利用计算机技术实现对物流信息的处理和分析，帮助企业进行决策和管理。
（4）信息应用：将物流信息应用到实际业务中，提高物流管理的效率和效益。
近年来，物流信息化融合了多项产业技术，与大数据、人工智能等信息技术相结合，形成配送效率更高的模式，呈现以下趋势特征：
（1）随着立体堆垛技术、机器人技术和云计算技术等新技术不断发展和应用，实现仓储作业的自动化和智能化，提高仓储效率和准确率；通过云计算技术实现仓储数据的集中存储和处理，提高仓储管理的透明度和协同性，实现智能仓储。
（2）随着大数据分析和人工智能算法等新技术不断完善和应用，通过对海量数据进行挖掘和分析，配合无人驾驶技术和无人机技术等新技术，实现对货源和运力之间进行精准匹配和优化配置，实现智能配送。
（3）随着物联网技术和区块链技术等新技术不断创新和应用，提高运输场景中的信任度，实现智能监控。
（4）随着语音识别技术和自然语言处理技术等新技术不断进步和应用，通过语音识别技术实现对用户语音指令的识别和响应，提高服务便捷性和友好性，通过自然语言处理技术实现对需求的理解和分析，提高服务贴合度和满意度，实现智能交互。
2）物流集配自动化技术
物流集配自动化可以提高物流效率和降低物流成本，同时也可以提高物流安全性。许多大型物流企业已经开始应用自动化设备和机器人等技术，实现物流自动化作业。物流自动化主要体现在：
（1）机械的自动化：采用自动化机械手段进行物流作业是物流自动化的主要内容，包括叉车的利用、立体自动仓库、自动分拣和分拣传送设备。
（2）作业的自动化：根据作业的内容，使用相关的物流设备，采用科学、合理的流程和适当的作业指示方法，发挥出更高的作业效率。
（3）数据处理的自动化：对产生的各种数据，利用数据分析技术，结合电子设备，快速、准确和及时地进行收集、存储、加工、分析和检索等处理。
物流集配自动化的实现往往与其他技术相结合，形成一套自动化的系统，如图1-3所示。系统主要有以下三个方面：
图1-3 物流自动化系统
（1）自动化立体库呈现出密集型存储及柔性自动化的趋势，出现了面向产品种类繁多、复杂作业控制的自动化控制系统，智能穿梭车＋密集型货架组成的智能密集存储系统。
（2）自动化分拣技术正在向模块化、柔性化、智能化方向发展，出现了机器人搬运＋智能分拣＋在线称重＋智能打包＋自动贴标等技术融合创新，交叉带、模组带、皮带、滚筒、麦克纳姆轮等组合应用创新等。
（3）自动化搬运技术装备是物流系统中最重要的物流设备，通过自动控制技术，进行自主导航、自动抓取、自动装卸、自动码垛实现自动化搬运。目前搬运装备正由传统的磁条导航、激光导航，向二维码导航、AI调度＋导航、视觉导航、地图构建与即时定位SLAM导航等方向发展，搬运设施产品也出现了无人化叉车、AGV搬运、机器手码垛、机器手真空抓取、自动装车伸缩机、分拣机器人等新产品。
3）物流集配人工智能技术
物流集配人工智能是指利用人工智能技术和算法，帮助企业实现快速、准确的物流决策和作业。在物流上，人工智能主要应用在智慧仓储管理和运输配送管理，主要体现在以下四个方面：
（1）优化路线规划：人工智能技术可以通过优化算法，制定更高效的物流路线，降低成本并提高配送满意度。
（2）自动化处理：人工智能技术可以用于开发物流自动化系统，如自主导航车辆、自动化仓储系统和机械臂等，大幅提高物流处理效率，减少人工错误及作业负荷。
（3）智能配送：通过实时追踪车辆位置和交通情况，智能配送系统可以为客户提供更准确的交货时间预测。
（4）智能安全：人工智能技术可以通过分析数据，检测和预防潜在的安全威胁。例如，通过面部识别技术，系统可以识别进入禁区的人员，以确保仓库、车辆和其他设备的安全。
4）物流集配数字化技术
物流集配数字化是以数据处理、图形图像、虚拟现实、数据库、网络通信、数字控制等技术为基础，将数字化全面应用于物流集配的各个环节，实现信息的采集、存储、处理、传输、共享，提高物流效率和服务水平。通过数字化仿真技术，可以对物流集配系统进行模拟和预测，帮助专业人员更好地了解系统的运作，辅助决策。
物流集配数字化针对物流系统进行系统建模，并在电子计算机上编制相应应用程序，模拟实际系统运行状况，统计和分析模拟结果，指导实际系统的规划设计与运作管理。物流集配仿真使用的建模方法有排队理论、Petri网、线性规划等。建立的整个系统可以评估对象系统（配送中心、仓库存储系统、拣货系统、运输系统等）的整体能力效益，使用的软件主要是具有强大建模和仿真能力的Arena、FlexSim、AnyLogic等。通过建立不同类型的智能体，能够应对各种复杂的物流集配场景，从而方便地进行分析和优化，仿真流程如图1-4所示。
图1-4 仿真流程
人工智能、大数据、边缘计算、5G等前沿技术与物流内部业务的整合，实现了物流集配作业与管理流程的透明化、数字化和一体化。在物流作业层面，通过智能化设备的应用，将进一步提高物流集配各环节的自动化和智能化水平 ［5］ ；在管理决策方面，数字化技术的应用使物流集配各环节信息能够实时共享，提高信息传递的可靠性，促进物流集配的快速协同作业。
5）物联网技术
通过物联网技术，企业的物流信息得到快速传递和处理，实现物流对象的互联互通。物联网包括感知技术体系、通信与网络技术体系、智能技术体系三大技术体系，通过这三大体系所包含的北斗系统、传感、红外、激光等物联网技术可完成对物的识别、定位、追踪、计数、分类、拣选的信息化操作，如图1-5所示。
6）5G技术
5G技术为物流集配行业提供了更高效、更安全、更智能的解决方案。5G网络的高速度、低延迟和超大连接特性，可以大幅提升物流集配货物追踪、实时监控、自动驾驶等各个环节的作业效率。同时，5G技术还可以提供更先进的数据分析和智能决策支持，为未来的智能物流打下基础。基于5G技术的物联网可以应用于能源供给、仓储、物流监控、用户服务等物流集配各方面 ［6］ 。
图1-5 物流物联网系统
非制造业物流集配通常更注重货物的储存、包装、配送等环节，以满足不同类型企业的特定需求，如生鲜食品、危险品等复杂物资的运输和储存问题。而制造业物流则更加注重原材料、半成品和成品在生产过程中的实物流动，需要更加关注物料需求计划、生产计划等信息流动，以确保制造过程的连续性和高效性。制造业物流主要服务于企业内部的需求，造船工业属于典型的装备制造业，因此本节主要分析制造业的物流集配技术与管理。
根据制造过程的不同，目前的制造类型主要分为连续型制造和离散型制造两种 ［7］ 。连续型制造是指按照一系列相互连续的流程将原材料转化为产成品，如冶金炼油、食品加工等。相对于连续型制造，离散型制造是指按照一系列互不连续的生产工序，以工段、小组的形式将多种零部件经多种工序加工装配成产成品，如船舶制造、飞机制造等。相应的以制造企业为核心的供应链也可分为两种：连续型制造供应链和离散型制造供应链。下面以适用于船舶制造企业的离散型制造供应链展开分析。
离散型制造供应链涉及零部件、供应商数量众多，产地分散，为了应对供应链中需求变更、运输计划调整等不确定因素的干扰，供应链上各节点企业普遍设置有自己的安全库存及库存管理策略。不同的库存管理策略可能引起生产需求扭曲放大，进而增大了整个供应链整体库存量和成本。为了降低供应链的库存水平，日本一些企业进行了相关探索，逐渐采用一种新的供应物流管理模式——供应商管理库存（vendor managed inventory，VMI）模式 ［8］ 。目前，许多供应链核心制造企业都普遍采用这种模式，要求各供应商在其附近建立或租用VMI仓库，投资VMI管理系统，共享需求和库存信息。依据协商确定的库存策略、管理流程、参数，供应商管理库存并负责对制造商进行小批量、多批次、准时制供应。这种模式取代了以往供应链各层级之间“各自为政”的供应物流管理模式，通过制造商和供应商之间的纵向协同，共享需求、库存信息，有效地减少了供应链上的生产需求扭曲放大现象，降低了整体库存水平。
虽然VMI模式在供应链不同层级企业之间的纵向协同方面取得了一定成效，但也存在以下问题：
（1）同层级节点存在各供应商间横向协同能力不足。由于离散型制造企业所涉及的物资供应商各自独立、分散地进行零部件生产及供应。在机器出现故障、运输延误等供应风险情况下，一两个零部件不能及时供应，就会造成停工待料，进而造成供应链中断，延误产成品交付，无法快速响应客户需求。
（2）整车运输易产生额外库存。在VMI模式下，各供应商对其VMI仓库都是采用整车直达运输，降低运输成本。但目前制造商大多采用按订单组装（assemble to order，ATO）模式进行产品打包，整车运输就会造成各零部件不能与产品结构物料清单的比例配套，容易产生额外库存。
针对VMI供应物流模式在各供应商之间横向协同方面的不足，部分国际领先离散型制造企业开始采用一种新的物流集配模式——基于集配中心的供应物流模式。基于集配中心的供应物流模式属于宏观的运营模式需要一定的技术与管理来支撑 ［9］ ，主要包括以下几个方面：
（1）物流信息系统：通过建立物流信息系统，可以实现物流信息的收集、处理、存储、传输和应用，进而实现物流信息的共享和优化。
（2）自动化设备：采用自动化设备可以提高物流运作的效率和精度，如自动化仓库、自动化货架、自动化搬运设备等。
（3）物联网技术：通过物联网技术可以实现物流设备的远程监控和管理，实现物流信息的实时采集和传输，提高物流运作的可靠性和灵活性。
（4）精益生产：采用精益生产方式，提高计划准确性，减少浪费，实现生产过程的精细化管理。
（5）JIT生产：可以实现原材料、半成品和成品的准时供应，避免库存积压和浪费。
（6）供应链管理：可以实现上下游企业之间的协同与合作。
船舶建造属于离散型制造，由不同的中间产品组装而成。船舶建造过程实质上是一个典型的“物的流通”的过程，从购买原材料、零部件开始，依次流通或加工、装配，最终形成整船。船厂物流集配活动是一个完整的循环运营过程，过程中从原材料到最终产品的转化及伴随的物流流程均呈现高度的复杂性，需要以生产物流为中心，通过引入现代的管理技术和手段，提高物流集配作业效率和水平，保障各种类型船舶的有序生产建造。
大型邮轮全船物量巨大、安装活动多、计划层级多、界面复杂、交叉作业多，是典型的巨系统工程，大型邮轮的设计建造具有如下特点：
（1）定制化特征明显，规范规则众多。
邮轮定制化特征明显、规范规则众多。邮轮技术标准规范要求严格，需要符合众多国际国内规范规则及法定检验、口岸国/挂旗国法规等，尤其体现在全船安全性设计、舒适性设计、替代设计、娱乐艺术性及环保性设计、空船重量重心控制、振动噪声控制、“安全返港”等。上述邮轮设计特点注定了邮轮建造物资具有跨多行业（涉及船舶相关专业与工业设计、艺术设计、建筑工程等专业）、沿用标准复杂、新材料新系统众多、设计定型耗时长引发物资供货纳期管理严格等特点，部分区域还需要按设计要求或功能要求特别研制新型材料。
（2）工程物量巨大，建造工时巨大。
大型邮轮材质复杂，上层建筑中应用薄板焊接结构，全船多达2500万个零部件，4750km电缆布置，见表1-1，巨大的建造物量对制造精细化管理提出更高要求。
表1-1 大型邮轮与常规船舶物流集配管理比较
（3）供应链长，相关方众多，供应链国际化特色明显。
大型邮轮业务相关方众多、具有产业集群化、供应链全球化和建造复杂化等特征，涵盖船东、供应商、设计院所、船厂和分包商等大量工程界面。邮轮制造项目管理对象多，需要100余家战略供应商及800多家普通供应商密切合作，且供应商来自北美洲、大洋洲、欧洲和亚洲等地，管理要求复杂，不同作业内容之间的协调难度大。
上述邮轮建造特点衍生出面向大型邮轮建造的物流集配特定管理要求如下：
（1）需要构建多层级的建造物流集配体系。
邮轮建造物资供应从物流角度分割为境外、通关、国内、厂内等层级，涉及的相关方也在持续变化中，需要构建多层级物流集配管理体系确保物流通畅。根据不同物资的物流集配属性又可分为厂前物流和建造物流两大层级，细分为境外层级、通关层级、厂外层级、厂内层级、上船层级多个物流层级。
邮轮建造过程中的多层级、多样物流集配模式和海量物流集配任务，以及建造物资苛刻的存储、施工要求等各种因素，对围绕邮轮建造过程的配套仓储环节提出了更高的管理需求。基于邮轮建造物流集配模式的研究，制定优化的仓储部署方案，构建各个层级仓储相关环境，结合新一代信息化技术，实现各层级仓储活动的优化管理和信息可视化的目标。为此，亟须构建多层级的大型邮轮建造物流集配体系。
（2）需要结合物联网等技术进行建造物流集配的信息管控。
大型邮轮建造的零件数量异常庞大，且单船定制性强，与常规船舶在设计理念、建造工艺和项目管控等方面存在着巨大差异。同时，多层级的物流集配方式存在信息存储分散的问题，会导致建造阶段的物流管理失控，进而引发整船建造项目管理体系连锁性崩溃。为此，需要在完整获取物流集配信息的同时，对信息进行准确检索、定位，以满足物流集配信息管控精确到单件的需求。借助工业物联网完善的信息感知能力，结合工业物联网技术应用，可对生产过程信息进行全面记录，结合信息管控系统，对物流集配层级内/跨层级的数据流统一管理，保证各类物资信息一致，实现对大型邮轮集配的信息精益管控，有助于我国邮轮建造及其他复杂产品制造行业的物流管理水平快速提升。
（3）需要构建可与其他异构平台信息共享的建造物流集配管理系统。
大型邮轮建造过程物流集配在业务和信息上并非孤立，以建造过程中的协同设计平台等异构管理系统为主要集成对象，对船舶建造物流、资金流和业务流等各项管理进行信息整合，有利于消除信息孤岛，减少通信迟滞导致的生产进度延误。在大型邮轮建造过程中，需要针对物资属性、物流环节等管理特性，构建相应的物流集配环境，满足物资在物流集配活动中的质量要求和信息要求，真正发挥建造物流集配管理系统的优势，快速、准确进行船舶建造资源分配，实现对船舶建造全局信息的即时可视化。
综上，无论是为支撑国产首艘大型邮轮建造，还是增强我国船舶建造行业的核心竞争力，都需要结合企业实际情况从管理系统集成性、生产经济性等角度进行综合考虑，提升造船企业的物资物流集配精细化管理水平。