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智能物流系统为客户创造价值——访北自所副所长岳秀江
2016-01-26    来源:物流技术与应用    发布者:
  近一年来,工业4.0概念风生水起。在工业4.0模式下,制造企业采用先进的信息技术,实现对从生产前端的订单信息处理直至最后商品销售整个流程的全面掌控。在这个过程中,智能物流系统是不可或缺的重要环节之一。中国制造企业在当前转型升级的新常态下,打造更好的智能物流系统成为必须认真研究的课题。

  北京机械工业自动化研究所(简称“北自所”)是国内著名的物流系统集成商,至今已成功实施了200多个自动化物流系统项目。北京机械工业自动化研究所副所长岳秀江拥有数十年的物流行业系统建设经验,他认为,智能物流系统凭借自动化、信息化、网络化和智能化的特点,可以为客户创造更多价值。

  贵公司怎么理解智能物流系统?它的发展动力源于哪里?

  岳秀江:近期,工业4.0的概念被炒得火热。在这方面,我国也有相应的发展规划,例如政府推动的两化融合、强机工程等。物流装备属于制造业的范畴,也要朝着智能化的方向发展。智能化既是物流系统本身发展的要求,也是用户的需求,因此智能物流是必然的发展方向。因为原先的单纯自动化的物流设备没有自主的判断能力,已经远远满足不了客户和系统本身的要求。

  什么样的物流系统是好的物流系统?有些用户是有理解上的误区的。例如,有些人认为物流系统的设备运行速度越快越好。在我们看来:一个最好的物流系统不是简单追求速度,而是满足实际需求。而为了最大限度满足使用需求,就需要物流系统具有头脑,有“思维”能力,即智能化。

  智能物流涵盖诸多方面,仅就智能仓储系统而言主要由哪些部分构成?

  岳秀江:智能仓储系统包括硬件(物流装备)和软件两部分。智能仓储系统与传统的自动化仓储系统相比,硬件差别不大,只是为了达到“智能”的目的,需要增加一些传感器或数据采集器件;而软件系统区别很大,主要体现在以下几个方面:

  a.控制系统软件  自动化控制系统软件只是简单地按预定的逻辑执行,让干什么就干什么。而智能化的控制软件就要加入更多的判断、计算甚至控制系统自己给出解决方案。例如,当给出一个作业地址后,堆垛机的控制程序自动计算并调整堆垛机的水平或垂直运行的速度,使其到达目的地时水平、垂直位置同时调整到位,这样就能够在完全没有影响作业效率的情况下达到了节能的效果。此外,为了做到故障诊断、自学习、自动盘库等功能,需要控制软件有更多的规则判断、计算等功能。

  b.监控系统   监控系统需要具有故障维护专家库等功能。假如系统中某个传感器出现故障时,监控系统根据故障自诊断系统能够迅速给出故障提示,并能够及时给出故障的相关信息,包括具体位置、型号、可能的原因和处理方法等。

  c.信息系统  要有足够的信息来支撑智能仓储系统达到高效运行和节能的效果。

  您认为智能仓储系统应该具备哪些特征?

  岳秀江:我个人认为,智能仓储系统必须具有自动化、信息化、网络化和智能化的特征,具体来说有以下几个特点:

  a.节能  首先要在设备轻量化设计和结构设计上下功夫,这不是本期专题讨论的范围,不再详述。

  b.故障自诊断  一套物流系统由成百上千个元器件组成,任何一个元器件出现异常,系统都应该自己知道并告知维护人员以便及时维修。

  c.自学习功能  对于仓储系统,设备能够自动适应不同的货位尺寸、数量等,以便于系统调试和运行。

  d.信息识别系统  保障自动化立体仓库内库存信息100%准确性,保证物流与信息流同步性,显得越来越重要。堆垛机不再是仅仅实现货物(或托盘)在各出入库站台到货架之间的搬运,而是需要在实现货物自动化入出库的情况下,保证立库库内存货的准确性。

  e、自动盘库功能  传统的盘库需要人为进行清点记录,智能化的堆垛机具备自动盘库功能。当系统由于某种意外原因出现货位信息丢失时,只需在监控系统或人机界面上下发一个盘库指令,堆垛机就可以识别出货位信息,并且可以选择是否把托盘送到站台上,以便对托盘上的货物也进行核对。

  f.自动调节功能  当堆垛机运行到目标地址时,可能出现稍微冲过一些距离的情况,此时,堆垛机应该能够进行智能点动回调,直到准确地停在目标地址。

  总之,在最大限度满足使用需求的前提下,智能仓储系统在传统自动化的基础上,还要具备智能获取、智能传递、智能处理和智能运用信息技术的能力,能够模仿人的智能,具备思维、感知、学习、判断和自行处理一些问题的能力,使系统便于维护和调试、更好用和更可靠。

  如何考核物流智能化与建设成本之间的关系?智能化是否就意味着高投入?

  岳秀江:很多情况下,为了使系统更智能,需要增加硬件和软件,这样成本就要增加。这时我们就需要考核智能化带来好处与投资的关系,看投入是否划算。智能化能带来一个突出的好处就是节能。在自动化立体仓库运营中有很多节能方法,其中有些需要投资,比如能量回馈的功能,就需要增加相应的设备。

  还有一个情况,只需要我们调整系统设置,就能够达到智能、节能的效果。例如,通过调整堆垛机运行时垂直与水平协调运行的速度,就能够大大节约能耗,而做到这一点投入是非常少的。把这个理念加入系统,使得系统能够根据需求调节运行速度,使用经济模式运行,这样系统等于就具有了某种智能。这样智能的升级只需要投入很小成本,甚至不需要额外投入就能够得到效益,何乐而不为呢?

  贵刊提到“规划先行”的理念,我很赞同。对于仓储系统,对于各种物流操作需求,如果能够提早规划好、计划好,整个系统就能够以更加协调、更加节能、更加高效的方式运营。因此,发展智能物流最重要的还不是技术升级和资金投入,而是理念的改变和升级。

  智能仓储系统的实施有哪些特点和技术要点?项目的运行能为客户创造怎样的价值?

  岳秀江:为了便于更好地展示智能物流系统的特点和价值,我给大家介绍一个北自所成功完成的物流项目——蒙牛智能物流仓储系统。

  该项目的合同额3000多万元人民币,从2010年11月开始实施,2012年4月完成,包括:高层货架(12768个货位,28排,12层)、14台堆垛机、200多台输送机、4台提升机、2台拆盘机、3台穿梭小车、10套成品箱输送整理线、4台机器人、10套OCR识别系统、3套控制系统、通讯系统、视频安防系统和计算机管理监控系统。

  项目使用三维设计软件进行设计和仿真,应用图像识别技术和机器人等智能设备,物流设备采用新材料新工艺,结合行业特点,实现了从生产包装、码垛、自动入库和出库的全集成,同时也实现了信息化和自动化的完美结合。

  该项目除了能满足传统仓储系统的基本功能外,还具有如下一些特点:

  1.合理的节能设计理念。首先在设计初期就考虑了设备轻量化,也在结构方面做了些处理;其次在整个系统的管理调度上进行优化,根据蒙牛集团的生产计划和产销计划等信息,提前进行备货,这样避免高峰期,使得设备不需要总在满负荷的状况下运行即可满足实际需求;同时也对堆垛机等关键设备的运行进行了优化。这样就在完全没有影响效率的情况下达到了节能的效果。

  2.具有故障自诊断系统。作为本项目的核心设备,堆垛机和穿梭车由很多智能感知元器件组成,在运行过程中时时刻刻都在对这些元器件进行诊断,任何一个出现异常,系统都会在监控系统和触摸屏人机界面上进行提示,并能够及时给出故障的相关信息,使维护人员能够及时维修,以减少停机时间,提高系统整体效率。

  3.具有自学习功能。核心物流设备能够自动适应不同的货位尺寸、数量、不同型号的传感器等。当系统安装完毕后,只需在人机界面下发一条指令,设备便能够进行自学习,以适应项目的实际运行工况,同时也便于系统调试、运行和维护。

  4.堆垛机信息识别系统。传统的自动化立体仓库因堆垛机不具备信息识别功能,系统依靠信息跟踪或记忆的方式来记录,一旦系统出现故障或堆垛机脱机手动搬运货物,就会造成库存管理系统内“账物不符”,即库存管理系统内记录的某货位存放的货物与实际不符。这种现象在过去的自动化立体仓库中是很普遍的。所以保障自动化立体库房内库存信息100%准确性,保证物流与信息流同步性,显得越来越重要。堆垛机不再是仅仅实现货物(或托盘)在各出入库站台到货架之间的搬运,而是需要在实现货物自动化入出库的情况下保证库内存货的准确性。本项目通过在控制程序中增加信息存储区域的功能,设置了货架表,对货架中每个货位的存储信息进行记录,增加了账物相符率,并提供了一旦出现账物不符的解决方案,最终使自动化立体仓库信息准确率达到100%,消除了事物处理中的人工操作,减少了无效劳动。

  5、自动盘库功能。传统的盘库需要人为进行清点记录,本项目的堆垛机具备自动盘库功能。当系统由于某种意外原因出现货位信息丢失时,只需在监控系统或人机界面上下发一个盘库指令,堆垛机就可以识别出货位信息,并且可以选择是否把托盘送到站台上,以便对托盘上的货物也进行核对。

  6. 自动调节功能。当堆垛机运行到目标地址时,可能出现稍微冲过一些距离的情况,传统的堆垛机会报故障,而本项目的堆垛机会针对具体情况进行智能点动回调,有时甚至会回调数次,直到准确地停在目标地址。

  7. 高安全性和高可靠性。首先,本项目堆垛机通过机械机构、电气传感器和电气互锁等,再配以完善的程序逻辑,能够实现安全性、可靠性和智能化的完美统一。另外,堆垛机、穿梭车的前后都装有安全防护装置,当探测到运行前方轨道附近有异物时会自动减速停车并声光报警提示,以保障人身安全。同时仓库数据服务器采用双机热备,提高了数据的安全性。库房内装有视频监视安全系统,以便远程操作物流设备同时实时观察现场情况,采用图像智能分析,提高了人员和设备的安全性和工作效率。

  8.图像识别技术。在成品箱体输送线上安装有图像识别装置(OCR识别系统),动态对成品箱体的批次进行拍照识别,实现箱体信息和托盘条码信息的自动集成,能有效避免人为出错和提高系统效率。

  该项目实现了机器人自动码垛,批次信息自动生成,自动入出库,节省了人力,降低了工人的劳动强度,提高了产品的质量和成品率,降低了管理成本和物流成本,达到了系统技术设计要求并满足了厂家的实际生产需求。该项目的成功实施和三年多来的稳定运行,在蒙牛集团内部和其它具有类似需求的企业产生强烈反响,该系统方案在蒙牛集团公司全面使用,后北自所又陆续为蒙牛集团实施了新的类似项目。

责任编辑:王继宏
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