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“工业4.0”背景下的仓储物流解决方案

“工业4.0”背景下的仓储物流解决方案 天圣华信息
2022-12-22
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“工业4.0”背景



自第一次工业革命开始,工业发展历经4个阶段:

18世纪末,“工业1.0”:由蒸汽动力的机械制造设备带动,由手工化发展到机械化;
20世纪初,“工业2.0”:电气时代来临,量产的生产线出现,由机械化发展到电气化;
1970年代以来,“工业3.0”:电子及IT技术的普及带入到工业自动化生产,由电气化发展到自动化;
现阶段,“工业4.0”:信息物理系统(CPS)带动,由自动化发展到智能化。


“工业4.0”首先由德国提出,并在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出。工业4.0概念即以智能制造为主的第四次工业革命,意在转型和升级,在美国称之为“工业互联网”,韩国称之为“制造业创新3.0”,我国称之为“中国制造2025”,但其核心内容都是制造业的智能化转型,即“智能工厂”。智能工厂最终要建立一个以工厂数据为中心,自动化控制、生产调度优化、资源计划管理三位融合的自动生产系统。生产流程智能化,生产系统能动态适应个性化的产品生产需求,是实现工业4.0的重要标志。





内涵与特点



现阶段正在步入工业4.0的时代,实现由“自动化”向“智能化”的转变,通过CPS(Cyber-Physical Systems)网络实现人、装备和产品的实时连通、相互识别和有效交流。仓储物流是“工业4.0”的一项核心主题,也在向柔性化、智能化和高度集成化发展,通过互联网、物联网,整合物流资源,充分发挥制造企业的物流资源效率,是智能制造中不可或缺的资源节点。



智能物流指的是基于物联网技术应用,实现互联网向物理世界延伸,互联网与物流实体网络融合创新,实现物流系统的状态感知、实时分析、精准执行,进一步达到自主决策和学习提升,拥有一定智慧能力的现代物流体系。智能物流具有如下三大特点:


1、互联互通,数据驱动:所有物流要素实现互联互通,一切业务数字化,实现物流系统全过程透明可追溯;一切数据业务化,以“数据”驱动决策与执行,为物流生态系统赋能。


2、深度协同,高效执行:供应链企业间跨组织的深度协同,企业内部跨系统和系统内部跨单元的深度协同,基于物流系统全局优化的智能算法,调度整个物流系统中各参与方高效分工协作。


3、自主决策,学习提升:软件定义物流实现自主决策,推动物流系统程控化和自动化;通过大数据、云计算与人工智能构建物流大脑,在感知中决策,在执行中学习,在学习中优化,在物流实际运作中学习提升、不断升级。






制造企业4个应用维度



对于制造企业而言,企业内部的采购、生产、销售流程都伴随着物料的转运。因此,越来越多的制造企业在重视生产自动化的同时,也越来越重视车间仓储物流改造。从应用角度看,主要从以下4个方面进行仓储物流智能化改造:


1、智能仓储管理改造

仓储智能化改造主要应用自动化立体仓库、智能货柜、智能货架等,并通过智能终端利用射频识别(RFID)、红外感应、激光扫描等技术获取物料的各种属性信息,以及其在仓储过程的流动情况。同时,智能仓储设备与ERP、WMS等系统的集成使出入库、货位等相关的管理信息透明化,打通仓库与生产现场之间的信息流。生产现场的物料需求可以由系统运算并下发指令至各类存储设备,实现物料的按需自动出库。


2、智能生产物流改造

智能生产物流改造主要应用输送线、AGV、机器人等,并利用射频识别(RFID)、红外感应、激光扫描等技术获取物料的各种属性信息及其在车间内的流动情况,完成生产线工序间的物料按需自动转移。强化人与机器的协作,将纯人工操作的繁杂事务交由智能设备和系统完成,产线更加可视化、高效化、安全化和宜人化。


3、智能拣选设备及系统改造

运用机器视觉、AR/VR等技术,利用电子标签、PDA等智能拣选类装备以及拣选系统构建工厂级的物流拣选体系,实现对物体的检测和识别,从而实现精密测量、产品或材料缺陷检测、目标捕捉、人脸识别、抓取物体等,实现快速、高效的作业。


4、信息系统建设

在实现仓储物流的高度自动化管理过程中,相应的信息系统建设同样不可或缺。基于供应链实现ERP、MES、WMS、WCS等软件系统之间的系统集成、数据整合、信息共享、无缝对接,提高供应链体系内外部互联互通,实现协同高效。






4个方案关注点



要保证智能仓储物流的顺利实施,需要解决不少难点,需要重点关注工艺设计、功能设计,场地局限性和实施成本等

1、现在工厂工艺设计基本都是针对产品质量和产品生产速度最优化处理过的,把智能仓储物流融入进去,就需要对生产工艺进行改变,但是这个改变往往是用户不能接受的,需要跟用户反复交流才能做出一个符合生产的工艺需求,才能把仓储物流融入进去。

2、其次是功能设计,可以提供很多手段解决问题,但是很多用户想要大而全,常因为一两个环节的难点就把整个项目卡死,所以功能设计需要对用户进行量身定制,必须针对个性化需求,选择合适的功能来完成整个布局设计。

3、再就是场地的局限性,新建厂房可以根据智能仓储物流的需求进行规划设计,但一些用户是基于老厂房改造,老厂房基本上没有考虑智能仓储物流的空间场地,这就需要根据实际场地来定制化设计规划,增加了难度。

4、最后就是用户的投入,智能仓储物流投入比较大,还往往涉及生产工艺变更,需要综合考虑人效、产能、回报率和周期等。


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