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面向智能制造的物流系统建设

发表时间:2019-07-17 17:37

   

  时间,创制企业必要遵照用户需求实行大周围定制化坐蓐,并限度坐蓐本钱。这无疑对其物流编制提出了良众全新的条件。这也是为什么正在商酌智能创制的工夫,务必中心商酌智能物流的因为。跟着智能物流与仓储编制已被列为我邦中心生长的五大中央智能创制配备之一,越来越众的创制企业正正在或计算上马智能物流筑树项目。

  2017年可能说是我邦促进智能创制生长的闭节年,正在此趋向下,创制企业的物流编制、讯息编制、供应链底细该怎样升级优化成为很是紧急的课题,备受闭怀。是以,本期专题聚焦“面向智能创制的物流编制筑树”要旨,盘绕聪慧供应链、智能物流编制管理计划、智能物流联系时间筑设、智能物流讯息编制等企业智能物流筑树的中央因素,剖释需求,琢磨题目,供应思绪,分享阅历。

  正在智能创制的框架内,智能物流将设立正在互联网、物联网(IoT)、讯息物理编制(CPS)、大数据等时间根本之上,以物流编制及时透后和离散智能限度为方针,达成与工业4.0的时间对接。它旨正在智能衔接与集成企业外里部悉数的物流流程,最终达成物流汇集全透后与离散式的及时限度。本文扼要论述了智能创制下的智能物流编制构成、联系时间生长,终末琢磨了智能物飘泊地面对的挑拨与应对战术。

  正在工业4.0时间,坐蓐创制举止的发开始不再是创制企业,而是最终用户。一切价钱链由过去企业饱吹的形式变更为用户拉动的形式,即全数坐蓐筹办的起点酿成了最终用户。用户的需求变得尤其性子化、高端化,考究出席感与急迅呼应。创制企业必要有材干应用户出席到产物安排中,遵照用户需求实行坐蓐。这便是所谓的大周围定制形式,即,由用户来定夺企业坐蓐什么、坐蓐众少,其它还务必限度正在较低的本钱下。

  正在这种新的坐蓐形式下,开始受到抨击的本来恰是创制企业的物流个人。为了知足用户定制化、急迅呼应等条件,必要物料配送形式更具有高柔性的自愿化,具有遵照订单做出急迅呼应的材干。这也便是为什么正在商酌智能创制的工夫,务必中心商酌智能物流的因为。

  正在智能创制时间,大周围定制的需求对智能物流编制提出了良众全新的条件。比如,正在汽车行业,过去消费者可选购的车型很少,而现正在不但各大品牌车型众样化,更本色性的先进是消费者可对零部件品种做出更众选拔;更加是当零部件数目呈爆炸式拉长后,各式摆设总和可到达10的32次方,这意味着正在一个月乃至更长光阴内,一条坐蓐线不会下线两辆好像的车型。为了支柱这种坐蓐形式,条件智能创制编制中的智能物流编制务必知足全流程数字化、汇集化、高柔性的自愿化和智能化的条件。

  正在将来智能创制的框架内,智能物流编制也许智能地衔接与集成企业外里部的悉数物流流程,达成物流汇集的全透后与离散式的及时限度,而达成这一方针的中央正在于数字化。只要做到全流程数字化,才气使物流编制具有智能化的性能。

  智能物流编制中的各式筑设不再是孑立独立刻运转,它们通过物联网和互联网时间智能地衔接正在沿途,组成一个全方位的网状布局,可能急迅地实行讯息相易和自助计划。云云的网状布局不但保障了一切编制的高效能和透后性,同时也最大限定地施展每台筑设的功用。

  正在大周围定制时间,坐蓐自己是一种柔性化的坐蓐。正在自愿化的根本上,条件对应的物流编制具备更高的柔性。柔性化的物流编制,既包含了流程方面的条件,也包含了硬件上、结构上的柔性化条件。比如,正在物流流程的安排中,尽量用众对众的体例来取代一对一的安排;硬件和结构上,尽量商酌到将来遵照坐蓐需求实行结构调动以及编制调动的恐怕性。

  智能化是智能物流编制提出的最中央的条件,是智能物流分别于以往的最大特质。面临大周围的定制需求,以及本钱下降、效能优化,必要将坐蓐中每个症结的智能化水平提升,将它们聪慧相联,使它们具有自助计划的材干,同时去核心化,不但是义务的实践者,也是义务的提议者。

  智能单位化物流时间、智能物流配备、物联网时间以及智能物流讯息编制是打制智能物流的中央元素。正在这个智能物流编制中的全数筑设,不管是单位化物流筑设如故自愿化物流配备,都将是自助计划、去核心化、离散限度的,它们具有高度的自愿化和柔性。

  单位化物流遵照集装用具可分为:集装箱单位化物流、托盘单位化物流和周转箱单位化物流。正在今世单位化物流时间中,单位用具不但是物料的载体,也成为讯息流的载体。单位化物流的性能,是将正天职立的物流各症结有用地笼络为一个集体,使一切物流编制达成合理化。正在工业4.0智能工场框架内,智能物流单位化时间是衔接供应商、创制商和客户的紧急症结,是以是修筑将来智能工场的基石。智能托盘/周转箱将成为工业4.0时间的根本智能单位,向物流编制发出运动指令,行使智能物流单位化时间拉动一切供应链。

  德邦物流商酌院(Fraunhofer IML)自助研发了一种叫做inBin的智能周转箱时间,通过正在周转箱上加装感知与智能限度单位,达成了物流单位的智能化。

  InBin智能箱既能自助解决箱内的物品,又能向上司编制实时呈报智能箱的形态,达成自愿要货和补货的性能。基于智能箱的输送编制可采用分别限度时间,智能箱不再是被动单位,而是给输送编制发号布令的“主人”。正在智能箱的带领下,输送编制可能自愿地将箱子投递主意地。

  联络射频识别(RFID)、光电感受、、超声波感受、激光扫描器、机器视觉识别等时间和配备,按商定的赞同,将它们加载到物流配备上(如搬运装卸、输送、分拣、货架等筑设),而且通过数据共享让它们可能自助计划。近年来,自愿化物流筑设时间生长露出出智能化、汇集化、柔性化、轻型化、节能化和绿色环保等趋向。正在产物安排方面夸大模块化、系列化和通用化,以提升产物格料,下降创形本钱,缩短坐蓐光阴。

  德邦物流商酌院研发的高柔性CTS(Cellular Transport Systems,小型自助运输单位)时间,有别于古代的穿梭车。正在这个编制中,每辆小车都是一个独立单位,它们将会代替柔性差的输送筑设,可能遵照所正在位子与形态自助承接适合的订单,并与坐蓐筑设及其它小车智能交互,自助管理行走中遭遇的题目。

  这种小车基于物联网时间,达成自助限度,能行使群智能时间实行杂乱运输义务,具有随需随到的运输材干,而且能达成正在货架和地面两栖搬动,具有较好的柔性。

  除了CTS时间,德邦物流商酌院还研发出一种会滚动、会飞翔的智能搬运时间Bin:Go。

  借助高明的安排,Bin:Go能正在地面和螺旋架上滚动行进,而且自助筹办旅途,当滚动变得麻烦或低效时,它可能通过飞翔来来到主意地并实行义务。云云的小车都不再节制正在平面或固定的旅途上,它们也许正在二维或三维空间自助实行搬运功课和编制付与的义务。

  正如智能单位化物流和智能物流配备中先容的例子所描写的,筑设和筑设之间直接的讯息相易必要以物联网行为载体。物联网知足了智能物流汇集化的需求,同时也是达玉成流程数字化的闭节。目前一经可能开始达成物联网的行使闭键是WiFi和蓝牙时间,可是数据凿凿率很低、耗电量也大。广域物联网可能用光纤,但只合用于衔接摄像优等宽带终端。要思到达高效的智能互联,需求对物联网时间不竭晋升。

  窄带物联网(NB-IoT)是IoT周围一个新兴的时间,支柱低功耗筑设正在广域网的蜂窝数据衔接,也被叫作广域网(LPWA)。它衔接的筑设更纯洁,具有高耦合、终端本钱低、即插即用、牢靠性高、同一的交易平台解决等特质,闭键面向低速度、深度笼盖、低功耗、大数据衔接的物联网行使场景。云云的时间很好方单合了智能物流条件,达成各智能物流单位和智能物流配备之间低层面的互相交换和计划,真正达成了一个繁茂网状衔接,提升讯息相易效能及凿凿性。

  物联网时间达成了智能物流中各式筑设的网状衔接与通信,而正在一切智能物流的顶端离不开一个智能的云端编制,也便是智能物流讯息编制。它将一起的数据讯息存正在云端,通过协议的赞同和法则实行数据的共享和处罚,以及正在应用流程中保障数据的安宁性和凿凿性,使一切智能物流编制能寻常运作。依托于互联网、CPS(讯息物理编制)、人工智能、大数据等时间,智能物流讯息编制可能达成汇集全透后与离散式及时限度,达成工业4.0和智能创制的时间对接。

  为了达成上述的智能物流编制,学术界和物业界都做了豪爽的作事,下面以搬运编制的演变来涌现物流筑设走向智能化的生长旅途。

  叉车是搬运编制机器化时刻的楷模代外,它达成了功课的机器化,大大提升了搬运和装卸效能,减轻了工人的作事强度。可是它的行驶寄托人的及时操作,工人正在永恒作事中很容易犯错,况且存正在肯定的安宁隐患。更加是跟着人工本钱不竭升高,叉车一经难以知足企业豪爽坐蓐的必要。

  AGV(Automated Guided Vehicle,自愿扶引车)的呈现使搬运编制着手向着自愿化宗旨生长,极大地提升了物流编制的自愿化水平。AGV早期的扶引时间是靠感受埋正在地下的导线发生的电磁频率,通过一个叫做“地面限度器”的筑设掀开或封闭导线中的频率,从而指引AGV沿着预订旅途行驶。这种扶引体例固然可能达成AGV的自愿行走,可是旅途是固定的,AGV小车之间不具有自愿避障材干,其限度编制也很简单,从新设定旅途的本钱很高,并不行知足高柔性坐蓐。

  跟着电信时间的生长,呈现了像激光导航、GPS导航云云新的导航时间,AGV的旅途变得众样化,其旅途的从新筹办可能通过正在编制中设定参数或编程来管理,而且不再节制正在某条特定的行进带上。AGV的限度编制也能做出纯洁的旅途优化和避障,大大提升了物流编制的效能和柔性。以AGV为主的搬运编制着手向着高柔性自愿化的宗旨生长。

  为了进一步提升其柔性,AGV着手从二维平面运动拓展到三维空间。也便是说,AGV将可能直接把物品从坐蓐线送到货架上,并正在货架中穿行;行使于众层货架时,高层货架可能横跨巷道计划,云云就使得栈房的空间行使率比现有的栈房编制进一步晋升。这种两栖众性能的搬运编制分明正在柔性和自愿化方面更上一层楼。

  正在大周围的运输义务中,现有的手腕普通是对搬运编制实行集合限度与集合解决,可是这不对用于智能物流中的单位化运输编制。正在智能化时刻,搬运编制不再对众车之间的互相配合“车群”实行集合限度,而是采用基于窄带物联网时间的分别限度的体例,应用特意的AGV解决软件来优化运输编制的集体运转材干。AGV可能不依赖扶引线全体自老手驶,对周遭境况的动态阻挠做出响应,好比避让车辆火线的阻挠物或另一辆AGV,况且AGV可能及时寻找来到方针的最短途迳,车与车之间通过无线汇集达成讯息交互、妥协义务分拨和旅途寻找。

  尽量目前物流配备行业的生长离上述的智能物流另有较远的途程要走,可是跟着联系研发的进入,墟市上一经逐步着手呈现维持智能物流的产物。

  该立库的单巷道中同时扶植众台堆垛机,使用前辈的同步妥协限度时间使其正在各自独立的功课中互但是问。巷道内的堆垛机为上下两层布局,同时功课,其入出库处罚材干可达2200箱(盒)/小时。同时它也是集存储、输送、分拣于一体的新型配送编制,全体达成了分拣、集货等症结的自愿化。此中,分拣编制采用了立体化的三维结构,与以往的平面结构比拟,既俭朴空间又朴实了人力。

  第三代物流呆板人达成了从自愿化到智能化的变更,它们由搬动车体、机器臂和机器手构成,具有高度自助性,也许实行众种性能如物体识别、抓取分拣及运输,正在效能和性能上远超第二代,可知足智能物流关于筑设高柔性自愿化的需求。

  以往的传送带只可按固定的道途传送物品,而且对物品的体式规格也有条件,这分明无法知足柔性、智能化的坐蓐物流条件。墟市上推出的全方位传送带,以互锁体例互相交叉,由全长销杆拼装正在沿途,可能达成物品正在传送面上全方位的搬动,互相之间可能互不作梗,同时通过箱子上的RFID可能取代人工选取,大大提升了物流功课效能。

  正在这个编制中,分拣作事职员戴上AR眼镜,可能直寓目到商品的质料、体积等各式讯息,实行急迅分拣。编制会辅导作事职员服从最优道途行走,连忙找到货架上的商品,并实行扫描。之后,AR眼镜还能助助作事职员连忙地实行质料检测、包装等作事。云云的编制关于众零件、性子化的产物定制化坐蓐有很大助助,可能达成智能化。

  各式条码一经广大地用于工场,急迅而且凿凿地识别条码讯息有助于加快物流智能化。行业中推出的基于图像的ID读码器,可对具有分别巨细、质料、打标或印刷手腕的直接部件标识、二维码以及一维码实行解码。通过装备高级液态镜头成像编制和柔性照明时间,它也许解码各式各样外面上最难以辨其余直接部件标识。装备以太网通讯和工业赞同,可轻松集成工业自愿化筑设,也许急迅、高效地实践装置和维持。同时,装备现场可相易通讯模块,通过一个读码器可能知足客户特定的以及不竭转移的通讯需求。

  智能物流有着很好的生长前景,将配合智能创制彻底革新坐蓐体例。可是正在落地的流程中,分外是正在中邦,除了时间层面的壁垒,照旧有诸众挑拨和难点必要制胜。对此提几点落地的倡导以供参考。

  正在智能物流的落地流程中,流程再制和优化是重中之重。邦内企业不时不器重流程方面的剖释,而更允诺投资高贵的筑设,可是投资硬件并不行让企业直接找到流程上的亏空,只要接连不竭实行流程优化,才气把企业内部不对理的东西深挖出来,通过两化交融达成智能创制。

  正在智能物飘泊地手腕上,企业必要协议相应的智能物流政策,遵照愿景协议相应的运动计算,由此确定集体生长旅途。以宝马莱比锡工场为例,其外观犹如一把梳子,云云的制型是为了物流容易性。通过运送分别零组件的货车直接开至离安装线比来区域,云云部件进厂后可直接送至相应工位,达成坐蓐和供应JIT。反观邦内的工场往往方梗直正,却并不有利于物流。

  目前,我邦政府关于两化交融、《中邦创制2025》至极支柱,很众企业鼎力度地进入研发,指望立起行业标杆,鄙人一个工业时间中成为弄潮儿。但正在把项目做大做强前,企业必要闭怀相应准绳的协议,夸大邦度级准绳的紧急性。如今的工业4.0准绳尚未全体大白,行业不但要器重邦际方面的发扬,也要强化邦内物流准绳化筑树,好比集装单位准绳化、通信赞同准绳化。这些看似小的题目倘若得不到管理,不但下降了物流效能,也极大拦阻智能物流生长。

  将来的经济是数字经济,将来的社会是数字社会。正在饱吹智能物飘泊地的流程中,企业应该数字化一起流程,只要云云才气更好地去限度和优化流程。而这将使数据变得至闭紧急,数据成为新一代的“石油”,谁拥少睹据,谁就占领了主动权和话语权。当如许众的数据被发生,而且成为一种稀缺资源时,大数据产权和数据安宁是弗成避免的题目,这必要有圆满的法令和时间本事去庇护。

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