物料的倉儲(chǔ)管理及配送是支撐智能工廠高效生產(chǎn)

智能制造,不是簡單地堆砌自動(dòng)化設(shè)備,對于制造企業(yè)來說,實(shí)現(xiàn)智能制造,建立智能工廠,需要從頂端規(guī)劃設(shè)計(jì)開始，全面考慮生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),不僅是生產(chǎn)過程,還要考慮生產(chǎn)計(jì)劃的制定,生產(chǎn)原料的準(zhǔn)備。

智能工廠在生產(chǎn)實(shí)施之前需要利用ERP、APS等系統(tǒng)在接收訂單后制定科學(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃,充分利用企業(yè)資源,降低生產(chǎn)周期提高效率。在生產(chǎn)過程中,要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、WES系統(tǒng)與自動(dòng)化加工設(shè)備、生產(chǎn)線的互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的全面信息化和統(tǒng)一調(diào)度,采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)形成大數(shù)據(jù)分析,優(yōu)化決策,還要協(xié)調(diào)物料、工裝、工藝,既要保證物料、工裝及時(shí)配送到達(dá)指定的工位,還要對物料、工裝進(jìn)行有效的倉儲(chǔ)和管理。

此外,智能工廠不僅僅是單一車間內(nèi)的設(shè)備協(xié)調(diào)還要做到車間與車間之間的協(xié)同調(diào)度。包括生產(chǎn)進(jìn)度、物料的配送、工序工藝配合等。同時(shí),在生產(chǎn)過程還要做到產(chǎn)品質(zhì)量的全程智能監(jiān)控,實(shí)時(shí)釆集加工及工藝過程各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。

這些過程中,物料的倉儲(chǔ)管理及配送是支撐智能工廠高效生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)物流技術(shù)在這些環(huán)節(jié)中主要依靠人力操作設(shè)備進(jìn)行搬運(yùn)和管理。這種方式自動(dòng)化水平較低、效率不高容易出錯(cuò),無法滿足智能制造的要求。

智能制造不僅要求物流技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)化倉儲(chǔ)、管理及配送,還要求物流技術(shù)與生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的深度融合,與智能生產(chǎn)設(shè)備協(xié)同調(diào)度,使得物料的倉儲(chǔ)、管理及配送做到及時(shí)、準(zhǔn)確髙效。

隨著智能制造的深入發(fā)展,以RFID為代表的先進(jìn)條碼識別技術(shù)、以磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航為代表的自動(dòng)引導(dǎo)技術(shù)等智能化物流技術(shù)在智能工廠中將得到更廣泛的應(yīng)用。未來人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)能夠?yàn)橹悄芄S內(nèi)的物流規(guī)劃提供配送路徑的決策優(yōu)化、生產(chǎn)資源的精益化管控、物料配送與生產(chǎn)線的無縫對接等多方面的提升,進(jìn)一步提升智能工廠的生產(chǎn)效率,大幅降低人力成本。

智能制造是實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造業(yè)價(jià)值鏈的智能化和創(chuàng)新，是信息化與工業(yè)化深度融合的進(jìn)一步提升。智能制造融合了信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和人工智能技術(shù)。智能制造包括開發(fā)智能產(chǎn)品;應(yīng)用智能裝備;自底向上建立智能產(chǎn)線，構(gòu)建智能車間，打造智能工廠;踐行智能研發(fā);形成智能物流和供應(yīng)鏈體系;開展智能管理;推進(jìn)智能服務(wù);最終實(shí)現(xiàn)智能決策。目前智能制造的“智能”還處于Smart的層次，智能制造系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析的能力，能夠準(zhǔn)確執(zhí)行指令，能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)反饋;而智能制造的趨勢是真正實(shí)現(xiàn)“Intelligent”，智能制造系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自主學(xué)習(xí)、自主決策，不斷優(yōu)化。

智能制造的十大關(guān)鍵技術(shù)

在智能制造的關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中，智能產(chǎn)品與智能服務(wù)可以幫助企業(yè)帶來商業(yè)模式的創(chuàng)新;智能裝備、智能產(chǎn)線、智能車間到智能工廠，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新;智能研發(fā)、智能管理、智能物流與供應(yīng)鏈則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營模式的創(chuàng)新;而智能決策則可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策。智能制造的十項(xiàng)技術(shù)之間是息息相關(guān)的，制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)漸進(jìn)式、理性地推進(jìn)這十項(xiàng)智能技術(shù)的應(yīng)用。

1、智能產(chǎn)品

智能產(chǎn)品通常包括機(jī)械、電氣和嵌入式軟件，具有記憶、感知、計(jì)算和傳輸功能。典型的智能產(chǎn)品包括智能手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備、無人機(jī)、智能汽車、智能家電、智能售貨機(jī)等，包括很多智能硬件產(chǎn)品。智能裝備也是一種智能產(chǎn)品。企業(yè)應(yīng)該思考如何在產(chǎn)品上加入智能化的單元，提升產(chǎn)品的附加值。

2、智能服務(wù)

基于傳感器和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，可以感知產(chǎn)品的狀態(tài)，從而進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)，及時(shí)幫助客戶更換備品備件，甚至可以通過了解產(chǎn)品運(yùn)行的狀態(tài)，幫助客戶帶來商業(yè)機(jī)會(huì)。還可以采集產(chǎn)品運(yùn)營的大數(shù)據(jù)，輔助企業(yè)進(jìn)行市場營銷的決策。此外，企業(yè)通過開發(fā)面向客戶服務(wù)的APP，也是一種智能服務(wù)的手段，可以針對企業(yè)購買的產(chǎn)品提供有針對性的服務(wù)，從而鎖定用戶，開展服務(wù)營銷。

3、智能裝備

制造裝備經(jīng)歷了機(jī)械裝備到數(shù)控裝備，目前正在逐步發(fā)展為智能裝備。智能裝備具有檢測功能，可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)檢測，從而補(bǔ)償加工誤差，提高加工精度，還可以對熱變形進(jìn)行補(bǔ)償。以往一些精密裝備對環(huán)境的要求很高，現(xiàn)在由于有了閉環(huán)的檢測與補(bǔ)償，可以降低對環(huán)境的要求。

4、智能產(chǎn)線

很多行業(yè)的企業(yè)高度依賴自動(dòng)化生產(chǎn)線，比如鋼鐵、化工、制藥、食品飲料、煙草、芯片制造、電子組裝、汽車整車和零部件制造等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的加工、裝配和檢測，一些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也應(yīng)用了自動(dòng)化生產(chǎn)線，比如軸承。但是，裝備制造企業(yè)目前還是以離散制造為主。很多企業(yè)的技術(shù)改造重點(diǎn)，就是建立自動(dòng)化生產(chǎn)線、裝配線和檢測線。美國波音公司的飛機(jī)總裝廠已建立了U型的脈動(dòng)式總裝線。自動(dòng)化生產(chǎn)線可以分為剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線和柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線一般建立了緩沖。為了提高生產(chǎn)效率，工業(yè)機(jī)器人、吊掛系統(tǒng)在自動(dòng)化生產(chǎn)線上應(yīng)用越來越廣泛。

5、智能車間

一個(gè)車間通常有多條生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線要么生產(chǎn)相似零件或產(chǎn)品，要么有上下游的裝配關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)車間的智能化，需要對生產(chǎn)狀況、設(shè)備狀態(tài)、能源消耗、生產(chǎn)質(zhì)量、物料消耗等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和分析，進(jìn)行高效排產(chǎn)和合理排班，顯著提高設(shè)備利用率(OEE)。因此，無論什么制造行業(yè)，制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)成為企業(yè)的必然選擇。

6、智能工廠

一個(gè)工廠通常由多個(gè)車間組成，大型企業(yè)有多個(gè)工廠。作為智能工廠，不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、可視化、精益化，同時(shí)，產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗(yàn)和分析、生產(chǎn)物流也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)集成。一個(gè)工廠的多個(gè)車間之間要實(shí)現(xiàn)信息共享、準(zhǔn)時(shí)配送、協(xié)同作業(yè)。一些離散制造企業(yè)也建立了類似流程制造企業(yè)那樣的生產(chǎn)指揮中心，對整個(gè)工廠進(jìn)行指揮和調(diào)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決突發(fā)問題，這也是智能工廠的重要標(biāo)志。智能工廠必須依賴無縫集成的信息系統(tǒng)支撐，主要包括PLM、ERP、CRM、SCM和MES五大核心系統(tǒng)。大型企業(yè)的智能工廠需要應(yīng)用ERP系統(tǒng)制定多個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃(ProducTIon planning)，并由MES系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)車間的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)排產(chǎn)(producTIon scheduling)，MES排產(chǎn)的力度是天、小時(shí)，甚至分鐘。

7、智能研發(fā)

離散制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)方面，已經(jīng)應(yīng)用了CAD/CAM/CAE/CAPP/EDA等工具軟件和PDM/PLM系統(tǒng)，但是很多企業(yè)應(yīng)用這些軟件的水平并不高。企業(yè)要開發(fā)智能產(chǎn)品，需要機(jī)電軟多學(xué)科的協(xié)同配合;要縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，需要深入應(yīng)用仿真技術(shù)，建立虛擬數(shù)字化樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科仿真，通過仿真減少實(shí)物試驗(yàn);需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化的思想，以支持大批量客戶定制或產(chǎn)品個(gè)性化定制;需要將仿真技術(shù)與試驗(yàn)管理結(jié)合起來，以提高仿真結(jié)果的置信度。流程制造企業(yè)已開始應(yīng)用PLM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝管理和配方管理，LIMS(實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng))系統(tǒng)比較廣泛。

8、智能管理

制造企業(yè)核心的運(yùn)營管理系統(tǒng)還包括人力資產(chǎn)管理系統(tǒng)(HCM)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)(CRM)、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(EAM)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、供應(yīng)商關(guān)系管理系統(tǒng)(SRM)、企業(yè)門戶(EP)、業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)(BPM)等，國內(nèi)企業(yè)也把辦公自動(dòng)化(OA)作為一個(gè)核心信息系統(tǒng)。為了統(tǒng)一管理企業(yè)的核心主數(shù)據(jù)，近年來主數(shù)據(jù)管理(MDM)也在大型企業(yè)開始部署應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)智能管理和智能決策，最重要的條件是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和主要信息系統(tǒng)無縫集成。

9、智能物流與供應(yīng)鏈

制造企業(yè)內(nèi)部的采購、生產(chǎn)、銷售流程都伴隨著物料的流動(dòng)，因此，越來越多的制造企業(yè)在重視生產(chǎn)自動(dòng)化的同時(shí)，也越來越重視物流自動(dòng)化，自動(dòng)化立體倉庫、無人引導(dǎo)小車(AGV)、智能吊掛系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用;而在制造企業(yè)和物流企業(yè)的物流中心，智能分揀系統(tǒng)、堆垛機(jī)器人、自動(dòng)輥道系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普及。WMS(Warehouse Management System，倉儲(chǔ)管理系統(tǒng))和TMS(Transport Management System，運(yùn)輸管理系統(tǒng))也受到制造企業(yè)和物流企業(yè)的普遍關(guān)注。

10、智能決策

企業(yè)在運(yùn)營過程中，產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。一方面是來自各個(gè)業(yè)務(wù)部門和業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如與合同、回款、費(fèi)用、庫存、現(xiàn)金、產(chǎn)品、客戶、投資、設(shè)備、產(chǎn)量、交貨期等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)一般是結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行多維度的分析和預(yù)測，這就是BI(Business Intelligence，業(yè)務(wù)智能)技術(shù)的范疇，也被稱為管理駕駛艙或決策支持系統(tǒng)。同時(shí)，企業(yè)可以應(yīng)用這些數(shù)據(jù)提煉出企業(yè)的KPI，并與預(yù)設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行對比，同時(shí)，對KPI進(jìn)行層層分解，來對干部和員工進(jìn)行考核，這就是EPM(Enterprise Performance Management，企業(yè)績效管理)的范疇。從技術(shù)角度來看，內(nèi)存計(jì)算是BI的重要支撐。