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如何实现物流仓储系统的柔性化设计

如何实现物流仓储系统的柔性化设计 青岛凯丰达
2019-11-23
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导读:柔性制造系统早在上世纪六七十年代在对机械制造行业提出的一次革命。


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 · 2019 · 
      柔性制造系统早在上世纪六七十年代在对机械制造行业提出的一次革命。柔性制造系统主要是引入数控加工中心、物料自动输送系统和计算机系统等,解决连续24小时生产问题,从而大幅度提升对于小批量产品生产的效率。它作为自动化物流系统重要一环,用于加工件的自动供应和产品存储,
以及加工刀具的自动更换和储存。


一、物流中的柔性化与柔性制造系统有哪些区别

 

1、物流中的柔性化


      在物流中的柔性化解决的是装备和系统的适应性问题,以便提高设备和系统的应用水平。比如一个自动化立体库系统,它可以适应于多种领域产品的储存和管理等。这应是物流仓储设备和系统柔性的基本内容。此外,物流仓储设备的柔性化还存在于产品本身。包括产品的可互换性,产品对于场地的适应性等,均可归于柔性的范畴。

       但这一点在实际应用中通常不太会受到重视。与之对应的是物流系统的柔性化。这里指的是物流系统的适应性问题,包括产品选型、单元化物流、以及标准化等。因为单元化本身是现代物流的标志。一个符合柔性化标准的系统必然选择具备柔性化的设备和软件,这样的系统会具有很高的可塑性和适应性,在实际应用中将发挥更大的作用。

2、柔性制造系统


      柔性制造系统简称FMS(Flexible Manufacture System),是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成,在加工自动化的基础上实现物料流和信息流的自动化。

二、物流仓储的柔性化

 

1、存储设备


       包括托盘货架、搁板货架、自动化立体库、托盘等。作为存储设备,其柔性化重点体现在对不同物料种类完成储存的适应性。由于物料种类繁多,形态各异,要做到这一点并不容易。从技术上讲,组合式货架的设计理念是非常符合柔性的需求的。此外,单元化作业起到了规范产品外形的作用,因此,我们看到的存储装备,尤其是托盘货架(包括自动化立体库),在长期的应用中,已经具备一定的柔性。

2、搬运设备


       主要包括各种叉车、托盘搬运车、地牛等。搬运设备在设计过程中,产品已经成系列化和标准化,已经很好的考虑了多种情况下的适应性问题,可以说是柔性化执行得最好的物流装备之一。叉车通过变换具,已经变得非常通用。只有特别少的情况不能适应。另一方面,搬运设备的标准化和系列化,也约束了系统设计者在系统设计中,必须符合产品的标准。这是非常有意义的。

3、输送设备


       主要包括多种形式的输送机、提升机、穿梭车、AGV等。输送设备由于对输送产品的宽度、高度、重量等参数反应敏感,适应性方面将变得比较困难。尽管如此,输送设备在设计中,采用可变高度支腿的设计思想,不仅解决了安装现场的地面不平等问题,也为将来搬迁的适应性提供了帮助。尽管这种帮助非常有限。而AGV的设计,本身在路线设计上就具有很大的柔性。早先AGV采用电磁感应技术,其路线相对比较固定,过去10多年来,采用激光导引的AGV系统,其路线设计完全可以由软件完成,这是产品柔性化设计的经典之作。

4、分拣设备


       主要包括多种形式的分拣机,如滑块式分拣机、交叉带式分拣机、跃起轮式分拣机等。分拣设备的适应性问题与输送设备基本一致。主要受尺寸和重量的限制比较大,影响了产品的柔性化。然而,分拣设备采用单元化设计——尤其是交叉带分拣设备,可以对场地的依赖逐步降低,也是其柔性的基本体现。另外,鉴于分拣效率和设备的速度存在一定的关系,在实际应用中,通过调节设备速度从而适应不同效率需求的例子也累见不鲜。

5、关于物流系统的柔性化问题


       除了体现在设备选型以外,还在于单元化的设计理念的实施。典型的如三方物流系统,因配送产品和用户的多样性,必须具有统一的单元才能适应多变的物料的需求。这时,托盘的标准化变得非常重要。此外,从物流系统软件的来看,其柔性则体现在对于流程的设计的多样性。收货、上架、拣选、包装、分拣、集货,这些典型的物流仓储过程的一致性和标准化,也是系统实现柔性化的基础。

三、如何实现物流仓储系统的柔性化

 

1、首先来看模块化,这是针对装备本身设计而言的。在FMS系统中,模块化是指刀具的可换性,针对不同的加工产品,会使用不同的刀具,但装载刀具的刀盘是一致的。这一点也给物流仓储设备的设计提供了借鉴。设备应用场合不同,但基本单元模块是一致的。如叉车的属具可以不同,但叉车主体是一致的。模块化设计的另一含义是可互换性。即构成设备的单元是可以互换的,通用的。

2、再来看单元化的作用。单元化规范了物料的形态。无论是采用纸箱包装,还是采用托盘储存,单元化过程将各种形态的物料规范成了统一的外在形式。正是这一过程,使物流自动化变得相对简单。无论是装载、储存、搬运、还是计量,单元化给物流带来了全新的概念。所以,从根本上讲,现代物流是以单元化为基础的。

3、最后是标准化。虽然模块化和单元化解决了很大的问题,但如果模块和单元不能统一,对于设备而言,如果一个模块只相对于单一的设备有效,就无法解决设备的互换性问题,也就没有柔性可言。对于物流系统而言,如果单元没有统一的标准,从小的方面看,会导致供应链的整个过程将无法顺利对接;从大的方面看,则是不同行业间难以形成统一的接口。其结果是物流的效率将无法发挥。这是中国物流发展走过了几十年弯路才悟出的道理。

四、未来市场对于柔性化的需求

 

1、随着企业的发展,企业规模将越来越扩大,自动化程度将越来越高,如何使装备和系统在不断升级换代中,实现平稳连接,将是企业优先考虑的问题。这就要求设备符合标准,具有广泛的适应性。典型的如托盘设备的选择,不仅要与自身的需求相匹配,更要与社会的需求和供应链的需求相匹配,只有这样,前期的投资才不会浪费。

2、企业战略调整过程中,也对物流设备提出适应性需求。制造业企业是这样,三方物流企业更是这样,而且后者要求适应市场的变化需求更快。现代企业对于物流的依赖越来越紧密,物流仓储装备的投入也越来越大,一旦产品转型,如果物流装备和系统不能适应,将造成重大损失。这样的例子也是非常多的。

3、企业在战略调整过程中,物流装备产品的保值升值问题也是市场的重要需求之一。以电子商务为例,很多企业初期经历过快速且盲目的发展,后来再经历战略收缩过程。这一过程中资产和设备需要处置,设备的保值与升值直接与产品的适应性紧密关联。未来随着物流装备市场的进一步成熟,物流仓储设备和系统的社会化将成为一个重要市场。

五、设备供应商应如何面对挑战

 

1、作为设备和系统供应商来说,在市场中处于一种被选择的被动地位。如何才能提高自身的核心竞争力,使自身产品在被动中寻求主动,这是首先要解决的问题。从国内外的发展看,创新是企业发展的根本出路,如何提高自身产品的适应性和标准化,则是创新的重要方向。



2、设备供应商应具有强烈的社会责任感,努力促进物流柔性化的发展。

(1)、对产品本身来讲,标准化是一个主要发展方向。这就要求企业努力调整策略,为市场提供符合标准的产品。对物流仓储装备来说,所谓柔性,就是标准化。离开标准化去谈柔性,可以说是舍本逐末、缘木求鱼。

(2)、从设计上讲,要求产品具有一定范围的适应性。采用模块化设计是关键。

(3)、从质量上讲,要求产品具有互换性和通用性。这就为生产装备和生产工艺提出了高的要求。

(4)、从竞争力上讲,要求产品具有很好的性价比。降低产品的生产过程中的成本是非常重要的课题。从国外的经验看,采用自动化生产线,提高单位人工的生产效率,是重点需要解决的问题。这一点,对于批量产品是比较容易做到的,但对于小批量产品,则应重点考虑减少生产中的脱节问题,对于有条件的企业,借鉴柔性生产制造系统将是捷径。

       最后,对一个企业来说,主流产品必然是标准产品。对于“非标产品”,也应尽量减少其“非标”成分。采用单元化、模块化设计手段,将非标化为标准。应该看到,柔性化也会一个发展过程,不会一蹴而就,需要逐步实现,不断完善。尤其是营造一个良性市场,让标准化、柔性化深入人心,使用户在选择上具有一定的约束和自觉。








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