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面向智能制造的物流系统建设全过程

发布时间:2017-04-08 作者:佚名  来源:互联网
关键字:智能制造 物流系统 
在智能制造时代,制造企业需要根据用户需求进行大规模定制化生产,并控制生产成本。
    在智能制造时代,制造企业需要根据用户需求进行大规模定制化生产,并控制生产成本。这无疑对其物流系统提出了很多全新的要求。这也是为什么在研究智能制造的时候,必须重点研究智能物流的原因。随着智能物流与仓储系统已被列为我国重点发展的五大核心智能制造装备之一,越来越多的制造企业正在或准备上马智能物流建设项目。
 
    2017年可以说是我国推进智能制造发展的关键年,在此趋势下,制造企业的物流系统、信息系统、供应链究竟该如何升级优化成为十分重要的课题,备受关注。因此,本期专题聚焦“面向智能制造的物流系统建设”主题,围绕智慧供应链、智能物流系统解决方案、智能物流相关技术设备、智能物流信息系统等企业智能物流建设的核心要素,分析需求,探讨问题,提供思路,分享经验。
 
    支持智能制造的智能物流系统建设
 
    在智能制造的框架内,智能物流将建立在互联网、物联网(IoT)、信息物理系统(CPS)、大数据等技术基础之上,以物流系统实时透明和离散智能控制为目标,实现与工业4.0的技术对接。它旨在智能连接与集成企业内外部全部的物流流程,最终实现物流网络全透明与离散式的实时控制。本文简要阐述了智能制造下的智能物流系统组成、相关技术发展,最后探讨了智能物流落地面临的挑战与应对策略。
 
    在工业4.0时代,生产制造活动的发起点不再是制造企业,而是最终用户。整个价值链由过去企业推动的模式转变为用户拉动的模式,即一切生产经营的出发点变成了最终用户。用户的需求变得更加个性化、高端化,讲究参与感与快速响应。制造企业需要有能力使用户参与到产品设计中,根据用户需求进行生产。这就是所谓的大规模定制模式,即,由用户来决定企业生产什么、生产多少,此外还必须控制在较低的成本下。
 
    在这种新的生产模式下,首先受到冲击的其实正是制造企业的物流部分。为了满足用户定制化、快速响应等要求,需要物料配送模式更具有高柔性的自动化,具有根据订单做出快速响应的能力。这也就是为什么在研究智能制造的时候,必须重点研究智能物流的原因。
 
    一、智能制造对智能物流提出的要求
 
    在智能制造时代,大规模定制的需求对智能物流系统提出了很多全新的要求。例如,在汽车行业,过去消费者可选购的车型很少,而现在不仅各大品牌车型多样化,更实质性的进步是消费者可对零部件种类做出更多选择;尤其是当零部件数量呈爆炸式增长后,各种配置总和可达到10的32次方,这意味着在一个月甚至更长时间内,一条生产线不会下线两辆相同的车型。为了支持这种生产模式,要求智能制造体系中的智能物流系统必须满足全流程数字化、网络化、高柔性的自动化和智能化的要求。
 
    1.全流程数字化
 
    在未来智能制造的框架内,智能物流系统能够智能地连接与集成企业内外部的全部物流流程,实现物流网络的全透明与离散式的实时控制,而实现这一目标的核心在于数字化。只有做到全流程数字化,才能使物流系统具有智能化的功能。
 
    2.网络化
 
    智能物流系统中的各种设备不再是单独孤立地运行,它们通过物联网和互联网技术智能地连接在一起,构成一个全方位的网状结构,可以快速地进行信息交换和自主决策。这样的网状结构不仅保证了整个系统的高效率和透明性,同时也最大限度地发挥每台设备的作用。
 
    3.高柔性的自动化
 
    在大规模定制时代,生产本身是一种柔性化的生产。在自动化的基础上,要求对应的物流系统具备更高的柔性。柔性化的物流系统,既包括了流程方面的要求,也包括了硬件上、布局上的柔性化要求。例如,在物流流程的设计中,尽量用多对多的方式来代替一对一的设计;硬件和布局上,尽量考虑到未来根据生产需求进行布局调整以及系统调整的可能性。
 
    4.智能化
 
    智能化是智能物流系统提出的最核心的要求,是智能物流不同于以往的最大特点。面对大规模的定制需求,以及成本降低、效率优化,需要将生产中每个环节的智能化程度提高,将它们智慧相联,使它们具有自主决策的能力,同时去中心化,不仅是任务的执行者,也是任务的发起者。
 
    二、智能物流系统组成及其功能特点
 
    智能单元化物流技术、智能物流装备、物联网技术以及智能物流信息系统是打造智能物流的核心元素。在这个智能物流系统中的一切设备,不管是单元化物流设备还是自动化物流装备,都将是自主决策、去中心化、离散控制的,它们拥有高度的自动化和柔性。
 
    1.智能单元化物流技术
 
    单元化物流根据集装器具可分为:集装箱单元化物流、托盘单元化物流和周转箱单元化物流。在现代单元化物流技术中,单元器具不仅是物料的载体,也成为信息流的载体。单元化物流的功能,是将原来分立的物流各环节有效地联合为一个整体,使整个物流系统实现合理化。在工业4.0智能工厂框架内,智能物流单元化技术是连接供应商、制造商和客户的重要环节,因此是构建未来智能工厂的基石。智能托盘/周转箱将成为工业4.0时代的基本智能单元,向物流系统发出行动指令,利用智能物流单元化技术拉动整个供应链。
 
    德国物流研究院(Fraunhofer IML)自主研发了一种叫做inBin的智能周转箱技术,通过在周转箱上加装感知与智能控制单元,实现了物流单元的智能化。
 
图1
 
    InBin智能箱既能自主管理箱内的货物,又能向上级系统及时报告智能箱的状态,实现自动要货和补货的功能。基于智能箱的输送系统可采用分散控制技术,智能箱不再是被动单元,而是给输送系统发号施令的“主人”。在智能箱的指挥下,输送系统可以自动地将箱子送达目的地。

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