智能物流在智能制造中的应用

智能物流在智能制造中的应用,第1张

智能物流在离散智能制造的装配线上应用越来越具有举足轻重的作用。随着仓储物流装备制造业快速的发展,会有更多的软硬件技术应用到智能制造生产中。本文分析了制造行业目前的发展现状及面临的痛点,并以实际应用案例佐证了智能物流在智能制造实现过程中的重要性。最终得出结论:智能物流系统不是简单的设备组合,而是以系统思维的方式对设备功能的充分应用,实现软硬件接口的无缝和快捷,这是一个全局优化的复杂过程。

一、背景

智能物流是智能制造实现的关键一环。对于离散制造业来说,不同企业差别很大,工艺复杂,过程离散,难以形成产品化的解决方案。其数字化、信息化难度很大,真正体现着制造业信息化总体水平。通过仓储软件输入+硬件输出,将货品(原材料、工具、产品)等物料进行自动仓储存取作业,保障生产线工作的不间断,根据生产节拍进行及时准确的生产配送,使企业各生产单位相互之间以及与众多的各类库房之间形成供应关系,通过WMS、WCS、输入输出接口等软件系统,高效、准确地控制货物、货流,清楚反映上下游仓储状况,保证生产作业计划和物品存取的准确性。图1是自动化物流系统的总体工艺设计图。

二、制造业的重要地位和现状

由于生产企业的特性(尤其是大型生产企业),一般没有办法将常规仓库设立在每一个车间旁边,而生产线的生产是一个实时的过程,不允许有任何一点停顿,因此智能物流的主要作用是用来支持生产线的不间断生产,保证其生成速度的迅速,存储空间利用率更高。其特点为:占地面积尽量少,需要尽量多地利用空间存储;存储的内容复杂,包括空托盘、配套任务、半成品、成品;信息流与物流同步;出入库效率要高;供应配送准确率高。

1行业痛点

标准工艺不易制定,难以掌握,设备、人员、管理等方面状况复杂。在人员对设备不熟悉的前提下,缺少具备现场解决问题的思路。实际生产时造成无法按标准执行工艺,而部分产品由于一些关键工艺受机器等资源的限制,或其他特殊情况导致存在着多种加工工艺流程并存的情况。产品结构及设计变更的管理更为困难,手工作业时面对庞大的材料清单、复杂的生产状况等,常常造成交货延迟,库存积压,加工失误,市场时而供不应求等等问题。由于工程变更缺乏科学规范的管理,也经常造成一些物料的停滞,企业的库存积压。此时,就需要一些人员、设备、管理等方面的升级,并改善资金有限等问题,确保工艺流程快速、有效。制造企业现状图,如图2。

2应用案例

(1)项目概述

本项目针对某离散制造业特定产品的装配流程和装配工艺,重新设计、布局,建设了一套智能物流生产线(产品装配生产线),本系统按照智能物流和智能管理的需求,以数字化生产线执行管控为目标,改变传统的装配模式,实现了任务下达、仓储齐套、AGV发运、工位装配等整个装配生产过程的信息跟踪与管控,建设批量装配的、符合每个工位装配特点的、高效智能的、相对柔性的智能制造装配生产线。

本智能制造装配产线对应的线边库包括的设备有:托盘库(箱式堆垛机立体库)、物料库(自动化升降库)、齐配套库、AGV、输送线、RFID、LED等。

本制造装配产线对应的线边库包括的软件有:托盘库管理软件、物料库管理软件、齐配套库管理软件、托盘库控制调度软件、物料库控制调度软件、AGV控制调度软件、与ERP接口、与MES接口等等。

(2)项目作业流程

实际生产过程中,往往有很多不确定因素,如产品的重修返工,材料、半成品的报废、工位机器的故障、拿取物料不及时等等,管理人员很难及时掌控现场状况。

图3为项目物流布局图,主要是解决生产企业的特性(尤其是大型生产企业),使其生产线的产生变为一个实时的过程,不停顿、送料及时、排故及时等等。其作业流程为:上层系统通过接口下发指令,AGV接收指令沿输送线前往托盘立体库(图8)、

物料立体货柜取货(图9),

工作人员可在人工齐套工位(图10)对AGV放置的物料进行配套处理。

随后AGV将物料送至检验台,检验完毕后,AGV沿输送线将货物送到工位,货物触发工位自动加工系统,进行货物的生产加工。加工完毕后,AGV将成品送到成品存放区(图11)。实现了智能物流。

(3)物流与信息流

物流和信息流之间的关系是密不可分的。一方面,物流活动产生大量的原材料供应、产成品消费等信息。为提高物流的效率,要求信息流保持畅通,并准确反馈物流各环节运作所需求的信息。另一方面,信息技术的不断进步为信息的及时大规模传递创造了条件,反过来促进物流服务范围的扩大和物流组织管理手段的不断改进,促进物流能力和效率的提高。

图4为物流与信息流图,是针对特定产品的装配流程和装配工艺,自动物料和智能管理的需求,通过与上层接口的对接,配合生产线执行管控,实现工艺(内置,支持VPPC导入)、任务(手工录入,支持VPPC导入)和物料(物料库)的导入、导出,来改变传统的装配模式,建设的一套实现批量装配、符合每个工位装配特点的、高效智能的、相对柔性的数字化装配生产线。

(4)网络结构

物流信息平台是智慧物流高效运转的中枢。信息化平台主要价值在于:信息的高效协同、各环节信息的通畅和透明,可以使供应链的企业高效及时掌握物流信息,通过共享信息支撑行业与市场规范化协同工作机制的建立。

图5为整个智慧物流的强大运转结构图,其通过大数据、人工智能和机器学习、自动驾驶车辆、AGV自动引导车和卡车、物联网传感器、机器人、自组织智能、智能货架、智能集装箱、GPS、射频识别(RFID)、电子数据交换(EDI)、区块链等,实现物流的自动化、可视化、可控化、智能化、网络化,从而提升物流效率,降低成本,推动供应链向更高水平发展。

 (5)业务流程

图6为完整的业务流程图。其主要包括生产任务、生产准备、任务管控、生产执行、生产统计。首先对生产任务进行导入、新建(可随时查询任务的变动日志)。其次进行原材料的领用入库;人员的调配;工位及工装准备;物料库进行齐套配置等等。再次通过查询任务的可执行条件;对任务进行调整、下达;跟踪任务执行进度;导出任务执行质量、进度等数据。其次进行生产工位智能调度的执行。最后通过数据的统计,实现动态数据的实时查看;生产统计、质量统计;事务(排故、维修等)记录。

(6)功能模块

图7为本项目设计的数字化生产线执行管控系统的功能模块图。其主要包括:任务管理、生产执行、生产物流、统计分析、基础数据管理、生产调度、产线数据采集七大功能。实现了装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配料功能,并与AGV 配套实现工位物料自动配送至各个工位。并与AGV 配套实现工位物料自动配送至各个工位。数字化生产线执行管控系统能对物料实现行迹化管理,可实现对物料的自动记录、告警、远程查看、统计和对生产任务、质量、工时的统计等。

3传统制造到智能制造的升级

上述项目真正解决了传统制造在设备、人员、管理等方面状况复杂的问题。在全自动化的 *** 作下,降低了人工成本,缩短了工艺时间,缩减了工艺流程,降低了人员和工艺流程的费用支出,真正地改变了传统制造业的弊端,实现了传统制造到智能制造的升级,如图12。

三、总结

智能物流系统不是简单的设备组合,而是以系统思维的方式对设备功能的充分应用,实现软硬件接口的无缝和快捷,这是一个全局优化的复杂过程。通过运用系统集成的方法,使各种物料最合理、经济、有效地流动,实现物流的信息化、自动化、智能化、快捷化和合理化,使货物的存储形态从静态存储过渡为动态存储,使货物在仓库内按需要自动存取,使仓库转变为企业生产物流中的一个重要环节;通过短时储存,使外购件和自制生产件在指定的时间自动输出到下一道工序生产,进而形成一个智能化的物流作业流程。智能物流在离散智能制造的装配线上应用越来越具有举足轻重的作用。随着仓储物流装备制造业快速的发展,会有更多的软硬件技术应用到智能制造生产中。 

采取园区和基地协同管理体系。
据物流技术与应用公众号可知,打造物联网+物流示范基地采取协同管理体系,依托智能运营中心将分布在不同城市区域的N个物流园联通起来,平滑接入N个园区的N个多源智能化业务系统,综合展示园区和基地的实时运营情况,为园区,基地管理提供了科学决策依据,在突发事件发生时可以实时报警,快速响应并进行指挥调度,提高园区,基地管理效率和治理水平。
物联网(InternetofThings,简称IoT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程。

物联网就是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
通俗地讲,物联网就是“物物相连的互联网”,它包含两层含义:
第一,物联网是互联网的延伸和扩展,其核心和基础仍然是互联网;
第二,物联网的用户端不仅包括人,还包括物品,物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。

1、智慧物流。智慧物流指的是以物联网、大数据、人工智能等信息技术为支撑,在物流的运输、仓储、运输、配送等各个环节实现系统感知、全面分析及处理等功能。当前,应用于物联网领域主要体现在三个方面,仓储、运输监测以及快递终端等,通过物联网技术实现对货物的监测以及运输车辆的监测,包括货物车辆位置、状态以及货物温湿度,油耗及车速等,物联网技术的使用能提高运输效率,提升整个物流行业的智能化水平。

2、智能交通。智能交通是物联网的一种重要体现形式,利用信息技术将人、车和路紧密的结合起来,改善交通运输环境、保障交通安全以及提高资源利用率。运用物联网技术具体的应用领域,包括智能公交车、共享单车、车联网、充电桩监测、智能红绿灯以及智慧停车等领域。其中,车联网是近些年来各大厂商及互联网企业争相进入的领域。

3、智能安防。安防是物联网的一大应用市场,因为安全永远都是人们的一个基本需求。传统安防对人员的依赖性比较大,非常耗费人力,而智能安防能够通过设备实现智能判断。目前,智能安防最核心的部分在于智能安防系统,该系统是对拍摄的图像进行传输与存储,并对其分析与处理。一个完整的智能安防系统主要包括三大部分,门禁、报警和监控,行业中主要以视频监控为主。

4、智慧能源环保。智慧能源环保属于智慧城市的一个部分,其物联网应用主要集中在水能,电能,燃气、路灯等能源以及井盖、垃圾桶等环保装置。如智慧井盖监测水位以及其状态、智能水电表实现远程抄表、智能垃圾桶自动感应等。将物联网技术应用于传统的水、电、光能设备进行联网,通过监测,提升利用效率,减少能源损耗。

5、智能医疗。在智能医疗领域,新技术的应用必须以人为中心。而物联网技术是数据获取的主要途径,能有效地帮助医院实现对人的智能化管理和对物的智能化管理。对人的智能化管理指的是通过传感器对人的生理状态(如心跳频率、体力消耗、血压高低等)进行监测,主要指的是医疗可穿戴设备,将获取的数据记录到电子健康文件中,方便个人或医生查阅。除此之外,通过RFID技术还能对医疗设备、物品进行监控与管理,实现医疗设备、用品可视化,主要表现为数字化医院。

6、智慧建筑。建筑是城市的基石,技术的进步促进了建筑的智能化发展,以物联网等新技术为主的智慧建筑越来越受到人们的关注。当前的智慧建筑主要体现在节能方面,将设备进行感知、传输并实现远程监控,不仅能够节约能源同时也能减少楼宇人员的运维。亿欧智库根据调查,了解到目前智慧建筑主要体现在用电照明、消防监测、智慧电梯、楼宇监测以及运用于古建筑领域的白蚁监测。

7、智能制造。智能制造细分概念范围很广,涉及很多行业。制造领域的市场体量巨大,是物联网的一个重要应用领域,主要体现在数字化以及智能化的工厂改造上,包括工厂机械设备监控和工厂的环境监控。通过在设备上加装相应的传感器,使设备厂商可以远程随时随地对设备进行监控、升级和维护等 *** 作,更好的了解产品的使用状况,完成产品全生命周期的信息收集,指导产品设计和售后服务;而厂房的环境主要是采集温湿度、烟感等信息。

8、智能家居。智能家居指的是使用不同的方法和设备,来提高人们的生活能力,使家庭变得更舒适、安全和高效。物联网应用于智能家居领域,能够对家居类产品的位置、状态、变化进行监测,分析其变化特征,同时根据人的需要,在一定的程度上进行反馈。智能家居行业发展主要分为三个阶段,单品连接、物物联动和平台集成。其发展的方向是首先是连接智能家居单品,随后走向不同单品之间的联动,最后向智能家居系统平台发展。当前,各个智能家居类企业正在从单品向物物联动的过渡阶段。

随着5G的商业化逐步落地,越来越多的领域加入了数字化转型之路,利用物联网技术实施智能化升级。特别是题主所列举的工业领域,就是谋求数字化转型的先锋。

特别是2020年新冠疫情爆发以来,由于供应链断裂和防疫管理不善所导致企业停工甚至是破产的例子不在少数。而对那些熬过艰难时刻的企业而言,想要在疫情常态化的背景下重塑核心竞争力,数字化转型成为了不可或缺的手段。

与传统的经营模式相比,实施数字化转型能够给企业带来巨大的价值,包括提高生产效率、减少人力成本、加速产品迭代、优化管理流程、加强制造自动化程度等等,真正起到降本增效的作用。此外,数字化程度的提高,也大大提高了企业在生产经营中各种风险的监测能力,避免造成相关损失。

当然,以上只是物联网对于某一个领域所创造的价值,同理,在面对智慧农业、智慧交通、智能家居等行业时,一样可以利用物联网技术来实现更智能和更便捷的功能,例如气候传感器和温湿度传感器可自行检测分析当前数据是否符合农作物生长需求,并联动灌溉或保温系统进行干预,确保作物最佳生长环境。(了解更多智慧人脸识别解决方案,欢迎咨询汉玛智慧)

不知道大家有没有细心发现,其实现在很多物联网的应用已经深入到我们生活各个部分。比如说共享单车,自助扫码骑行,骑完以后锁车付费走人,这个能很好地解决大家短途出行效率。还有就是应用在汽车上,专业术语叫车联网,现在很多10几万的车都具备远程监控的功能。比如说通过app远程启动车子,通过app查看车子的状态,当前在什么位置,还能根据你的行驶里程和机油寿命提醒你去保养等等。类似的例子还有很多,比如说智能家居产品,小家电产品。有些应用虽然感觉是鸡肋,这些都是他们跑马圈地的结果,先把市场占下来,再慢慢更新迭代产品。但不可否认的事,大家确实能感觉到物联网潜在的巨大价值,生怕自己错过一个亿。

从种种迹象也反映了物联网一定是个发展的趋势。总的来说,其实物联网可以和任何一个行业进行融合,让传统的产品更加智能高效。而我们汉玛智慧也在一直努力研发,争取为大家提供更多更优质的智慧解决方案,让我们的生活更加的便捷,让科技未来更指日可待!

以下是物联网常见的应用场景:
1、车联网
车联网行业中,车载智能终端、车载扫码支付设备、行车记录仪、车载综合监控/DVR。车载设备借助物联卡,流量卡实现车与车、人、路、平台之间的联系。
2、智慧物流
智慧物流是指物联网用于物流行业,在物流的运输、仓储、包装、装卸、配送,大大降低了物流运输成本,提高运输效率,在物流中的运用大致是这四个方向:仓储管理、运输监测、冷链物流、智能快递柜。
3、智能穿戴
智能穿戴其实就是指智能手表、智能手环、智能眼镜等,物联网卡是智能穿戴行业不可或缺的一部分。
4、智慧城市
智慧城市是未来城市发展的方向和趋势,通过物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等智能计算技术的应用,使得城市管理、教育、医疗、交通运输、住宅等更互联、高效和智能,人们可以随时随地享受到便利的生活。
5、智能安防
安防是物联网的一大应用场景,智能安防主要包括三大部分,智能门禁、报警系统、监控系统,行业中主要以安防监控为主。
6、智慧农业
将物联网技术运用到农业中去,使传统农业更具“智慧”,从而实现农业无人化、自动化、智能化管理。
7、智慧医疗
安全健康也是我们非常关心的问题,物联网技术在医疗行业中有着极大的作用,物联网卡将设备进行连接,实现信息实时采集和稳定传输数据,对医疗行业的服务水平和效率有着积极的促进作用。在医疗中的运用大致是这两个场景:可穿戴医疗设备、数字化医院。


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