物流系统集成概述(下)

作者:尹军琪 时间:2021/06/29 来源:伍强智能科技

        编者按:尹军琪专著《现代物流系统集成-方法、实践与思辨》一书自出版以来,受到行业内的广泛关注,在短短数月间,已进行3次重印。本微信号授权转载部分内容,欢迎读者下载保存。本次转载时,有局部改动。

        3   物流系统集成的范围与内容

        物流系统集成的工作目标,就是通过专业设计,把各种无关的设备、技术、系统组合起来,形成一个有机的整体,以满足客户的关于物流的各种需求。

        不同于一个单纯的信息系统,物流系统集成要复杂得多。这一方面是由于物流系统的构成复杂所决定的,从大的方面看,物流系统包含了建筑、消防、照明、道路、网络、供电、机械、液压、传动、信息管理、自动化、安防、温控等众多学科,还要了解地震、地理、气候的有关知识,是一个多学科的组合;另一方面,物流系统内部构成复杂,牵涉到众多学科和众多专业技术。如信息系统中,就有计算机软件和硬件、网络、数据库、接口技术、大数据技术、云技术、无线网络技术等。设备技术更是五花八门,包括有货架、堆垛机、输送机、提升机、穿梭车、分拣机、AGV、机械手、机器人,以及众多的辅助设备和系统等数十个大类,数百个小类的专门技术。横跨机械、动力学、自动化、电子工程、无线电、计算机、物理学、数学、力学、管理学、信息学等众多学科。此外,物流系统用户遍布几乎所有行业,如机械制造业、轻工制造业、化工制造业、食品加工业、烟草行业、农牧鱼林业、商业零售业、大宗货物储运等,需求更是千变万化、千差万别,即使是同一行业的不同用户,其需求也是不尽相同,有的甚至是完全不同。这是物流系统集成的困难之处。


        当然,对集成商而言,各种技术的需求,并不完全处于一个等级,有的只是需要了解其基本原理、应用限制、技术特点,并完成配合即可,如建筑、消防、地理、地震知识等,有的则需要全面掌握,如系统流程、用户需求、设备的性能,软件的性能、原理,光机电技术、接口技术、现场管理技术、市场供需情况。技术发展情况等。

        物流系统集成的工作范围和内容,按照时间顺序可以大致分为4个阶段,每个阶段下面又有若干工作,参见表1。

表1 物流系统集成的主要阶段及工作内容


        注:

        [1] 无论是物流设计单位,还是土建设计单位,仍然可以分阶段招标确定。即工作内容仅仅包含设计阶段。这时,可以是设计单位代替集成商完成前期的设计工作。但这样带来的问题是,后期的集成商如果不是前期的设计单位,很有可能许多工作要重来一遍,这显然是浪费的和具有风险的。

        [2] 显然,有的阶段是连续的,有的却是间歇性的,实际的过程并不完全按照上述阶段进行。如采购,应根据需求的时间表进行,因此,即使到了工程的最后阶段,仍然会有部分采购工作;

        [3] 由土建方进行的总体设计,对用户的调研是必要的。但与物流关注的点不一样。一般情况下,土建包括的内容不仅仅是物流建筑,还包括一些其它建筑,如厂房、办公楼、宿舍、配电站、大门等。一个工厂的设计,往往是土建先行,而一个物流中心的设计,往往是物流先行,两者是有很大差别的。即使是在刚刚开始的时候,两者也是需要同步进行的。

        [4] 在方案设计阶段,关于物流的部分,土建设计单位会尊重物流设计(集成)的意见,很多用户不清楚这一点,结果出了大的问题。比较理想的方法是:物流给出建筑的要求,土建在此基础上完成建筑的设计,将会大大节约时间,而且会节约投资。与土建设计单位的沟通和接口,是集成商的一项重要工作。集成商必须了解土建的标准和习惯,了解建筑、消防设计的有关法律法规。

        [5] 集成商可以提供部分设备,也可以由业主单独采购。特别是一些标准设备,业主采购更具有优势。业主单独采购时,集成商可以提出参考意见。

        [6] 物流信息系统内容很多,但这里主要是指WMS/WCS/TMS/ERP等。系统集成商如果能力许可,也可以提供这些系统,但很多情况下由专业的供应商提供。ERP是指上层的企业业务管理系统。

        [7] 物流专用设备门类繁多,基本采用定制化生产。在生产的前期,还要包括产品的设计工作,需要有足够的时间,这是往往容易忽视的地方。

        [8] 标准产品如叉车、托盘、周转箱、计算机等,这些产品本身具有一定的标准化,更为重要的是,其对系统的依赖度相对较低。其供货周期各有不同,它决定了采购的时机。

        [9] 计算机软件包括软件的本体,定制化开发部分。软件的开发应与设备的生产同步进行。除此之外,建筑施工也会同步进行。

        [10] 设备与上位系统间的接口几乎是定制化的。但在具体协议定义上,有两种典型的方式,即与WMS连接或与WCS连接。越来越多的设备供应商倾向于与WCS连接。

        [11] 初步验收的工作内容比较多,除了要求供货内容要与合同一致外,还要求对设备和软件的性能指标做详细的验证。包括速度、加速度、能力(单项能力和综合能力)、噪音、等做详细的验证。如果出现不能达到验收指标的情况出现,还要进行整改,然后约定时间再验证。

        [12] 系统验收的关键指标是可靠性指标。其计算方法和测定方法按照双方约定和有关规范进行。

        [13] 对一个集成系统的可靠性评价是验收的重点内容,系统的可靠性有专门的定义和计算公式。此外,集成系统的可靠性、可用性、可维护性和安全性(即RAMS)共同构成了系统的几个关键性能指标,可靠性是其基础。

        [14] 物流系统的完善是一项长期过程,系统完成上线运行后,将进入一个长期的维护、管理与完善改造阶段,这是物流系统的特点,也是许多其它系统的特点。

        4   物流系统集成的主要方法

        物流系统集成的方式多种多样,并在不断发展。但要仔细分起来,主要分为3种:总集成方式、部分集成方式和纯集成方式。以下简单介绍各种方式的优劣及适应场合。

        4.1 总集成方式

        所谓总集成方式,即用户(业主)将整个项目整体打包,交给集成商统一完成,自己不操心,俗称交钥匙工程。

        优点:用户省心,对用户团队的需求较弱,用户将关注点放在项目的进度和质量即可。

        缺点:用户参与度少,不易掌控项目,一般需要聘请独立的顾问以完成对质量的控制。

        适应场合:简单项目、小型项目。所谓简单项目,即构成相对简单,如一个单一的AS/RS系统、一个独立的分拣系统,或一个纯粹的输送系统等。所谓小型系统,主要是从投资规模来和系统体量来判断的,并没有统一的标准。每个行业的定义不尽相同。如医药物流行业,当面积小于10000平方米,物流设备即系统投资少于1000万时,可以认为是一个小项目。但若对于一个快递分拣系统,则其定义就会有较大差距。

        实现方式:首先完成初步的方案设计,然后再进行总包采购。由于方案简单,设计工作量不大,设计难度低,故容易进行比较。如一个单纯的立体库系统,往往采用这一方式。

        在这一模式下,用户自行采购的项目很少,仅包括非常标准的设备,如托盘、周转箱、叉车等。有时甚至连标准产品也一并包括在总包之中。

        市场接受度:10~20%。

        历史演变:总集成方式在国外比较多,这是由于市场比较成熟、竞争不太激烈等多种因素决定的。受此影响,早期国内的物流中心采用这一方式的比较多,但随着市场的不断成熟,竞争加剧,设备供应商渠道不断透明,这一模式渐渐失去优势。因为,没有一家集成商会拥有全部的自主产品,所以,很多规模较大的项目,用户更倾向于自己采购部分设备,以便获得价格优势,这是导致这一模式的接受程度不断降低的主要原因。

        4.2 部分集成方式 

        所谓部分集成方式,即用户将整个系统的关键部分打包,交给集成商统一完成,另一部分用户自己单独采购,由集成商负责整个系统集成。

        优点:用户充分参与,有足够的选择权,能够确保项目的高质量构成,控制总体财务风险。

        缺点:对用户团队的要求较高,对整体的高质量构成威胁,并且工期较长。

       适应场合:由于用户采购的范围可以根据用户的能力以及市场情况进行人为定义,所以几乎所有项目都可以采用这一模式,尤其是规模较大的项目,采用这一模式具有较大的优势。

        实现方式:首先进行设计。然后进行集成招标采购和部分设备采购。一般情况下,与系统关联比较密切的关键设备应包括在集成范围之中,如堆垛机、输送机、分拣机、穿梭车、AGV、机械手、WCS、电子标签、调度系统等。ERP系统、WMS系统、TMS系统可以单独采购。而需要定向采购的设备(如机场的检测设备和仪器)、标准化的设备(如货架、托盘、叉车)、特殊的设备(如高速分拣机、机械手、AGV系统等),可以由用户单独采购。

        市场接受程度:70~80%

        4.3 纯集成方式

        所谓纯集成方式,即用户负责采购全部设备,集成商只负责系统集成工作。这一模式又称为软集成模式。

        优点:项目推动较快,对用户团队的需求较低,集成商集设计、集成、顾问于一身;

        缺点:由于集成费用不高,集成商的意愿不是很强烈,很多大型系统集成商不接受这一方式;

        适应场合:大型项目,特别复杂的项目。

       实现方式:首先确定集成商,由集成商完成设计规划,再进行设备招标。系统集成费按照项目的规模、实施周期、实施难度收取,容易计算。在这一模式下集成商基本不能提供设备。

        市场接受程度:10~15%

        市场演变:纯集成模式并非一开始就有,因为很多集成商是从设备制造商演变而来。而采用纯集成模式的集成商往往是系统规划商演变而来。在国外,物流的分工从一开始是非常明确的,有专业的设计规划商,也有专业的软件供应商,还有更多的设备制造商。虽然现在的市场仍然具有这样的影子,但边界却逐渐模糊。随着大型的系统集成商都倾向于做大,因此,纯集成模式更为一些规模较小的公司所采用,一方面是出于财务考虑,另一方面也是为风险考虑。这是与市场需求相匹配的。

        4.4 补充说明

        集成商的集成能力,最初体现在总体规划、软件系统和设备的集成能力等方面,但随着市场竞争的加剧,集成商往往希望通过兼并关键设备制造商以获得竞争优势。另一方面,关键设备供应商由于长期与集成商的配合中,对系统集成表现出极大的兴趣,加上技术成熟后,集成难度降低,尤其对于简单系统来说,纯集成模式更没有表现出自身的绝对优势,所以,很多的设备供应商逐渐转变成为系统集成商。关于企业兼并的例子,最典型的例子莫过于德国的圣菲迩(Schaefer)公司,2000年前,该公司主要是货架和器具的供应商,但通过多年的不断兼并,一跃成为全球最大的系统集成商。并且在设计、关键设备、软件等方面均表现出强大的能力。

        系统集成商的这种兼并行为,导致了在激烈的市场竞争中,如果一个企业没有一到两项核心产品,就很难获得市场的认可,并在竞争中处于劣势。

        然而,集成商的设计规划能力、软件开发能力、系统理解能力、综合技术与装备的应用能力,以及对大型系统的集成能力仍然是系统集成商的最核心的竞争力。无论采用何种集成方式,集成商的集成能力仍然是至关重要的,越大的项目,越复杂的项目,对集成商集成能力的关注和依赖就越高。关键设备也许会对集成商在特定项目中的竞争产生积极作用,但过于关注设备的研发,将会分散集成商对核心集成能力的专注与提升。


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