摘要:制造业和物流业作为中国经济发展的两大支柱产业，在制造业和物流业的融合中将发挥重要的桥梁作用。阐述了制造业与物流业联动发展的重要性，以智能制造为基础培养智能物流人才是物流专业新文科建设的目标。提出智能制造物流管理实训平台的设计思路和设计目标；根据智能加工和精益物流的特点，构建智能制造物流管理实训平台的系统架构和业务流程；详细描述了采购与供应商管理、物料存储与库存控制、生产与智能制造、智能筒仓和数字双视系统五个主要模块的业务功能。最后总结了平台用户可以达到的专业技能标准。

关键词:智能制造，物流，制造，培训平台

一、智能制造物流管理实训平台的开发背景

随着“德国工业4.0”和“中国制造2025”的提出，给全球工业发展带来了新的变化。强大的机械制造技术，精准的现场管理水平，制造业的数控化、信息化、智能化对岗位能力提出了更高的要求[1]。相应的，跨界整合复合型人才呼之欲出。2010年4月全国现代物流部际联席会议发布的《关于促进制造业与物流业联动发展的意见》的通知中，首次提到了“两化融合”的概念；2020年8月，国家发改委等14部门联合发布《促进物流制造业深度融合创新发展实施方案》，其中也提到了“两化深度融合”；2021年3月，国家发改委等13部门联合发布《关于加快制造业服务业高质量发展的意见》。本文指出要构建包括产业链、供应链、价值链、人才链和创新链在内的生态系统，强调从联动整合向生态整合转变。

未来物流业与制造业的深度融合需要智能物流人才作为支撑，而智能物流人才正是典型的复合型人才。根据《制造业人才发展规划指南》预测，到2025年，智能制造复合型人才缺口将达到1000万。培养智能物流人才，需要从智能物流、智能制造、生产物流等新场景出发，培养学生跨行业、跨学科、跨专业的综合能力、实践能力和数字化思维。未来的智慧物流人才需要具备信息处理能力，熟悉传统物流运作模式，具备创新能力和服务理念。物流人才需要具备现代生产管理能力，能够管理生产计划和物料需求，熟悉生产物流系统和完整的产业链供应链管理能力。

智能制造物流管理实训平台的开发是基于当前社会对智能物流人才的需求。在物流专业“新文科”建设中，融合大数据、人工智能等先进技术，培养基于智能制造的智能物流人才。

二、培训平台建设的原则

智能制造物流管理实训平台的设计思想来源于大型制造企业生产线的精益制造管理思想。实训平台是智能车间的一个缩影。它以物联网技术为支撑，将生产车间的所有“物”整合在一起，包括人员、生产设备、物流设施、环境监测设备等，并接入局域网进行统一监控。在保证各设备功能独立运行的同时，还可以根据制造需求进行联动运行，实现生产车间和仓储物流的精益化、标准化、科学化、高效化、集成化智能管理。通过管理系统结合智能仓、条码扫描器、RFID系统、智能工具箱等外设，实现订单、计划、转库、采购、入库、发货、生产、匹配、配送等最一系列闭环管理。同时，这些操作过程完整地记录在系统数据库中，实现了生产线物流的全生命周期管理。该平台主要用于精益生产管理、制造企业员工以及智能制造、物流相关专业的学习者。

三、培训平台的设计目标

整体智能制造解决方案以建立准时制生产线为目标，基于工艺设计输出的深层结构和数字化，利用信息技术固化管理流程，驱动生产、数据采集、智能验证、全员协作，在计划层和执行层之间建立双向信息交流通道。横向实现企业生产信息的透明和管理信息的集成，纵向为项目成本管理、质量管理、进度管理提供过程控制和数据支持。因此，本项目的平台必须实现以下目标。

1.构建人机协同的物流环境。

通过信息化设备模拟生产线物流运作的全过程场景。业务流程是在智能制造的环境下，以碎片化、数字化、信息化的方式，将生产作业所需的“人、机、料、法、环境、测”即时推送给现场操作人员。该系统集成成熟的传感技术，全面感知作业现场，建立与现实同步的虚拟世界，系统指挥控制现场作业，实现生产作业的驱动。通过硬件和软件的运作，形成智能制造时代人机协同物流的雏形。

2.生产线物流的智能仿真

平台运行流程完全模拟智能制造生产物流流程，从订单录入、BOM清单、物料采购、备料、入库、配送、生产、包装、仓储、供应链配送全过程模拟生产线物流实际运行状态。比如在备料过程中，系统会自动将实际库存与物料BOM清单进行对比，从而反馈缺料情况。而操作人员只需要关注缺货单，就可以做出转库或者采购的决定，保证所有备料工作完成后生产线的正常启动。

3.运营过程智能化、碎片化

工业4.0带来了“物联网”的概念，智能制造实训平台融入了物联网技术的应用。在物料存储、入库、统一扫描、制造等环节，大量承载信息的智能硬件如RFID射频系统、电子分拣标签、条形码等。应用场景主要在物料接收、上架、分拣、统一扫描、配送和生产中。此外，AI人脸识别、自动传输线、智能检测、智能工具箱、智能料箱等新时代的智能硬件都得到了应用。生产和物流的每一个环节都围绕着BOM清单，每一个环节都只是碎片化的操作。系统可自行智能对比计算，快速获取物料缺口数据、生产线准备状态等信息。

第四，培训平台的功能设计

企业主要面临流程优化、智能控制、生产调度、物料平衡、设备运维、质量检验、绩效考核等核心问题[2]。智能制造物流管理培训平台致力于打造精益仓储和精益配送两大管理支柱，高效衔接生产控制计划，构建精益物流管理体系，保障生产，消除浪费，持续改进。精益制造解决方案从业务设计层、应用控制层和设备控制层三个层面进行业务重组和流程优化，实现生产线物流和生产信息的同步。

实训平台涵盖企业管理、制造加工、仓储物流等功能。以提高产品生产质量和物流整体水平为目标，从仓储物流入手，将ERP、MES、WMS等管理系统有机结合，将企业管理与先进制造融为一体。该平台不仅能使学习者熟悉和掌握制造企业“人、机、材、法、环、测”等智能制造岗位的技能要求，还能促进产教融合，为高校教师开展科研搭建平台。

1.培训平台的整体结构

智能制造系统的特点是网络化、数字化、柔性化、精益化、敏捷化和可重构[3]。虽然各项技术在制造企业中的应用已经成熟，但在智能制造中的综合应用还处于探索阶段。智能制造系统涵盖企业研发管理、精益制造管理、精益生产管理、数字化智能加工、结构化流程、库存管理、质量管理、全过程生产过程控制等功能。如图1所示。

智能制造物流管理实训平台以智能制造过程中的生产线物流管理为研究出发点。依托智能制造装备，辅以精益制造MES和数字化技术平台，以“智能制造和精益物流”为主题设置工厂和生产线。整条智能管理生产线可以独立完成产品从原材料到合格产品的整个制造过程，实现产品的小批量、多样化生产。智能制造物流管理培训平台流程图如图2所示。

2.模块功能设计

(1)采购业务和供应商管理

①供应商管理:物料对应的供应商的基本信息。同一物料可以有多个不同的供应商，或者同一个供应商可以提供不同的物料。通过管理供应商信息、生命周期和供应质量来优化供应商关系[4]。

②系统具有创新的引导采购和零星采购功能，可以简化和数字化采购流程，从而提高合规性和控制力，降低成本和风险。

(2)材料仓储和库存控制

①仓储管理:对智能制造物流和成本管理的全过程进行有效控制和跟踪，通过仓储、库存分配、物料转移、批次管理、库存盘点、质检管理、实时库存管理等功能，实现完善的企业制造和物流信息管理。

②系统具有独特的物料编码和条码管理系统，可以对企业的库存物料进行分类管理，并提供相应的库存查询功能、出入库记录、用户自定义打印表单等功能。

③具有库存预警功能。当库存数量低于或高于设定的下限时，系统会报警。

④具有时间报警功能，当库存物料超过保质期或接近保质期时，系统会发出报警。

⑤数据接口功能:具有与条码扫描器、条码打印机、RFID阅读器等的接口功能。，方便用户二次开发。系统开放库存物资的当前信息和数据库格式，提供只读功能，方便与其他应用管理软件共享库存信息。

(3)生产和智能制造

①将人、机、料、法、环境、测六要素智能化，通过人脸识别技术、自动感应技术、生产任务分解、数据分析对比等技术手段完成智能控制。

②智能生产管理:从物料入库、仓储、成套检验、制造等方面，应用RFID电子标签、条形码等智能硬件，实现生产过程的跟踪管理，生产数据采集与自动传输线路、智能检测、智能工具箱、智能物料箱共享。

(4)智能筒仓

①智能筒仓可与一体化生产系统和配送系统连接，保证生产所需的各种原材料按时送达生产线的装配点，生产线旁的仓储区不出现缺料或堆积过多的情况，实现柔性、精益生产[5]。与系统的数字双视觉系统连接，在大屏幕电子显示屏上实时显示物料信息。

②智能筒仓包括物料、电子分拣仓、RFID仓、条码仓、可视化智能仓。

③电子拣货仓主要包括物料、电子拣货箱、电子拣货标签。

④RFID材料仓库主要包括材料、RFID材料箱、超高频电子标签和控制系统。

⑤条码杂志主要包括材料、条码杂志盒和条码标签。

⑥可视化智能材料仓库主要包括材料、可视化智能材料箱和智能控制系统。可视化智能材料库用于管理标准件，实时显示标准件的品种和数量。

(5)数字双视觉系统

数字视觉系统可以实时监控智能筒仓中持续使用的物料信息流和数据流，将端到端的物料信息或产品生命周期数据整合到数字主线中，便于管理者实时掌握生产供应链各环节的运行状态。

动词 （verb的缩写）平台的实际应用

智能制造物流管理实训平台以智能制造物流管理平台为载体，由智能制造管理软件、手持终端、条形码打印机、RFID射频读写系统、电子标签、智能工具柜、智能存储箱、生产线等软硬件组成。通过网络和软件管理系统，将生产线上的智能设备互联互通，实时采集和分析“人、机、料、法、环境、测量”的数据，实现自动决策和测量。具体流程是:

操作员根据工艺路线选择或配置生产线(全自动生产线或半自动或手动装配线)。生产线配置完成后，系统根据人、机、料、法、环境、测量六要素，验证生产线是否具备生产条件，环境是否满足生产要求，划分生产任务(各工序、工艺步骤、实施步骤)，通过AI人脸识别实现操作权限管理。系统对背景进行处理，实现智能语音播报提示。根据产品特性、产品结构、各种标准参数等数据。，技术人员从渲染和结构的角度制作产品分解图并上传装配视频，完成生产线操作人员的指令培训。生产线操作员根据视频指导完成产品生产。摄像头采集成品的形状，上传到系统与标准产品的形状进行对比，实现工艺的智能检测。

RFID射频系统、电子标签分拣系统、手持终端系统等。用于物料的存储、入库、扫描、制造，通过物联网与WMS系统连接，完成接收、上架、分拣、套料、配送、生产过程中的数据采集。此外，系统还连接了AI人脸识别、自动传输线、智能检测、智能工具箱、智能料箱等先进的智能硬件。

通过平台的运营和使用，学习者应能达到以下专业技能标准:

(1)掌握生产线物流的概念，了解工业生产物流和商业配送物流的区别。

(2)构建人机协同的智能生产线物流环境，通过实践智能推导人机协同的生产物流仿真过程。比如生产者进入生产车间，通过刷脸确认身份信息，进入生产线工位，信息显示在板上，包括湿温信息，装配原材料的名称和规格，使用的工具，扭矩要求，装配要求等。

(3)正确理解和准确应用材料BOM表。按照看板的要求正确收集物料，按照装配顺序生产产品。

(4)智能设备的安装、调试和维护。智能监控画面可以显示设备的运行状态、刀具数量的增减、故障代码提示等。实时地。

(5)智能制造物流管理软件的操作和掌握。包括订单处理、物料采购、备料、仓储、配送、生产、包装、仓储、供应链配送等。

(6)智能制造物流系统的结构化流程设计能力。接到新产品生产任务后，根据原料、生产线、产能、交货期等信息选择全自动或半自动生产线，根据产品结构设计工艺流程。

(7)智能制造物流各环节的信息处理能力。可实时处理智能料仓、电子分拣料仓、条码料仓等数据信息，保障生产正常运行。

不及物动词结论。

智能制造是新时代帮助传统制造企业转型升级、提质增效的必由之路。智能制造物流管理实训平台是当代智能工厂和智能物流的一个缩影。该平台的开发和应用满足了行业和社会发展的需求。可以为制造企业员工补充先进制造技术的短板，也可以作为员工智能制造技能竞赛的平台。对于职业院校来说，构建“物流产业与制造业融合”的孵化平台，不仅可以培养智能制造复合型人才，还可以为教师开展科研、服务地方经济发展提供创新条件。