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智能仓储物流管理,打造智能工厂的核心要素

2021.09.24       阅读:431

近年来,在国家政策的推动下,各种技术快速发展,特别是互联网带来的商业模式变化加速企业的生产制造模式变革,越来越多的中国制造企业在积极进行智能制造的探索。智能工厂是实现智能制造的重要载体,智能工厂的建设过程中,智能物流的规划与设计同时也是核心内容。与传统的以产品和生产线为中心的工厂规划理念不同,智能工厂的规划需要考虑未来大规模客户定制和物联网的大背景,以客户为中心,遵循“大物流、小生产”理念,实现客户、研发、采购供应、生产、服务等全价值链的“精益流动”。智能物流是联接企业上下游之间、以及企业端到端价值链各个环节的集物流、信息流、资金流于一体的重要桥梁,因而智能物流的规划是智能工厂能否实现智能化精益流动的关键所在。


一.智能工厂物流规划的主要内容



智能工厂的物流规划与生产设备设施布局规划、以及生产线的精益改进同时进行,相互协调,互为支撑,主要的内容包括:


1.园区的整体物流布局:包括园区外物流与园区内大物流,依据物流与人流的大数据分析,量化生产区、办公区、生活区的物流关系,设定园区出入口,策划园区内主次干道及流向,布局物料仓及成品仓区域,特别考虑安全要求高的附属设施布局需求。


2.车间内部的物流布局:按照物流路线最短、物流强度最低原则,布置生产功能区,以及相应的生产辅助功能区,特别考虑物料中心的配置,以及物料拣配中心的功能需求。


3.生产线物料配送方案:识别每一颗工序物料,以及生产断点物料(半成品)的物流特征,通过PFEP分析,配合生产线工艺改进选择物料配送模式,比如单料与多料配送、补货式与周转式配送、批次成套与单台成套配送等。


4.智能仓储与搬运设计:依据物料配送方案,设计相应的物料拣配方案、物料仓储方案、以及物料输送方案,包括物料立体仓储及卸货区设计、成品仓储及出货码头设计、智能物流分拣设备/输送设备的选用等。


5.基于物流的工序工装容器设计:依据物料配送方案、拣配方案和输送方案,设计相应的物料容器、物料车、物料架、挂具等,充分考虑物料工装的标准化、系列化、规范化,便于信息码的应用及网络化集成。


6.物流设施信息网络化集成:物料信息采集与识别的策划,智能物流设备的信息联网,以及与生产计划调度APS、生产执行MES、采供供应链SRM、以及客户管理CRM等系统的交互集成,确定数据接口标准、交互规则等。


二.智能工厂物流规划的原则



智能工厂物流规划是传统物料搬运设计的升级迭代,结合信息化、网络化、数字化技术的普及应用,从而实现物流的智能化,主要规划原则有:


设备技术宁选成熟且先进的,不选过时的;选择效率适当高的,不选最高的;


方案尽量柔性的,可扩展的;


规模的产能设计不要超前太多或预估太紧;


尽可能少客户化,尽可能可替代性强一些;


尽可能降低人力投入,降低人的劳动强度,尽量降低人的操作技能难度,尽量减少差错率;


化繁为简,化难为易;


能向空间的,尽量少向平面;


工艺方案中进出流量要平衡,切忌出现瓶颈


三.智能工厂物流规划的方法



智能工厂物流规划的方法很多,影响因素也很多,比如企业产品工艺特征、生产模式、以及工厂规模定位等都是影响因素。


主要的物流规划方法有:


1.工厂整体物流布局的规划方法


离散型制造企业整体物流布局是以产品BOM和装配关系为核心的,而流程型制造企业的物流布局则是要建立在产品材料配方及材料物理化学变化过程基础上。二者核心基础差异较大,但是在整体物流布局方面仍然有相同的规律可循。


2.生产线的设计方法


新工厂的设计过程中,首先要对生产线现状进行系统调研诊断,找出当前存在的问题和不足,结合智能装备、智能物流的应用,重新规划设计新的生产线,以实现效率、效益、质量大幅提升的目标。装配型流水线的改善与设计一般采用“十步漏斗法”,从PQ分析、工艺分析、平衡分析到改善项目挖掘及实施,逐步深入改善流程、工序、工步、动作,改善效果显著,设计效率高。离散加工型单元线一般采用“之字法”进行设计,与“十步漏斗法”不同的是,需要进行深入的PR分析、设备选型分析以及设备负载分析,然后通过物流强度的测算给出单元线布局方案。两种方法既可以用于新生产线的设计,也可以用于旧生产线的改善与升级。


3.生产线物料配送方式的选择


智能工厂物流规划的核心是生产线物料配送方式的选择,这决定了物料取用的方式、物料输送的方式,进而影响到物料存储的方式以及物料的分拣配送设施的选择。


4.智能物流技术的选择


传统的物流设备设施,比如常见的行车、叉车、滚筒线、皮带线、货架等,多数不能与信息化系统互联,已经完全不能适应智能化的要求,因而现代智能化物流设备设施的合理选用与设计也是智能工厂规划的重要内容。常见的智能化物流技术有:


1)自动化输送系统:


动线参数是依据处理能力和上限参数来决定的,一般箱式的分拣系统宽度是580/620/680/720/780,宽度是由在动线上运输的货物的物理尺寸在决定的,重量有关;比如涉及线体的承载能力、电机的功率选型等,一般所选的是2500箱/小时左右,常用的速度是32米/分钟。


2)自动化立体仓库:


托盘堆垛机的速度一般在180米/分钟以下,最高的存取次数可达250次/小时。高度上可做最高30米,一般为24米以下,基本都是24米、21米;多层穿梭车,存取能力可达1000次/小时。


3)AGV分拣机器人:


主要是AGV分拣矩阵,在京东无人仓里应用较多,无人仓的概念是较先进,但这种小黄人矩阵分拣系统的大规模应用的性价比不高,故障率高、后台调度程序算法复杂;并且这种矩阵型AGV分拣系统是属于二维码导航,且有一个瓶颈:AGV小车越多,其处理量反而会下降。


4)自动分拣系统:


滑块分拣机,用于箱式的分拣,对于包装是柔性的货物是不能分拣的;交叉带分拣,主要用于细分领域,能提供比较多的格口(格口即分拣目的地),运行速度较高,分拣能力可做到20000-40000件,甚至更高;单台设备一般不会超过30000件……


5)电子标签系统:


主要用于播种和摘果的拣选,解决分拣错分率问题,这种的错分率较低,有效提高分拣效效率;一般电子标签系统差错率少于万分之五,应用电子标签系统比手工分拣的效率高。


6)密集存储系统:


前面讲过2种,垂直和水平的旋转库,垂直的旋转库一般单机即可使用,而水平的旋转库则需配套使用,其效率比人工要高6-10倍。由于密集存储系统能够增加50%左右的存储密度,其能节省的存储空间可达50%-60%,目前密集存储系统在电商仓里用的不多。


7)货到人系统:


专门指AGV货到人,驮着货架移动;还有一个货到人系统叫在线拣选工作站,一般可达1000件/小时,传统的拣选中70%的时间用在走路上,30%时间用于拣选,效率低;运用货到人系统,效率会大大提高。


8)在线机器人分拣系统:


主要问题在于价格比较高,对仓储行业来讲性价比是不高的,效率无法与人工去比;但有一个好处是能够进行炒作,对自己品牌的高大上形象的塑造有好处,目前在京东和菜鸟出现,其他的电商仓储里用的很少。


四.智能工厂物流规划的效果



华磊迅拓在智能工厂规划咨询项目实践中逐步摸索和优化出来成熟的智能仓储管理系统,同时又指导应用于新智能工厂的规划,对于智能化物流的建设起到了显著的推进作用。物流规划涉及的领域很多,华磊迅拓精简了智能仓储物流解决方案内容,快速的科普了一下智能工厂物流规划的方法,如有不足可以在评论区留言。