林茂:智慧物流如何服務智能制造

來源:搜狐 | 2019-06-21 14:11

  近期,《物流技術與應用》雜志作為亞太物流領域權威媒體,積極響應國家號召,緊隨“智能制造”前進步伐,基于推動智慧物流深入發展初衷,在蘇州舉辦了以“智能+ 生態”為主題的“第四屆全球制造業供應鏈與物流技術研討會”。

  本次研討會吸引來自制造和物流行業的專家,以及國際領先汽車零部件生產企業、世界工業集團百強企業、國際知名系統集成商、軟件信息化企業、國內知名汽車生產企業、國內知名家居生產企業的代表齊聚一堂,精彩分享智能制造中的物流技術、物流模式的創新與應用,深度探討制造行業供應鏈與生態圈建設,全面剖析目前制造行業物流面臨的痛點,共同展望面向制造行業的智慧供應鏈與物流發展之未來。

  

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  山東蘭劍物流科技股份有限公司副總裁林茂

  《智慧物流如何服務智能制造》

  會上,山東蘭劍物流科技股份有限公司副總裁林茂先生以《智慧物流如何服務智能制造》為題,結合蘭劍在各行業的智慧物流解決方案,深入介紹了服務于先進制造業的智慧物流系統。以下內容根據大會速記整理:

  林茂:各位嘉賓、同仁大家上午好,我來自山東蘭劍物流科技股份有限公司。非常感謝雜志社和協會搭建這樣的平臺,讓大家齊聚蘇州,共同研討面向智能制造行業的智慧供應鏈與物流技術。

  一、為什么要發展智能制造

  我覺得主要有兩方面的原因:

  

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  一方面,智能制造是傳統制造走向先進制造的必由之路。首先,終端消費需求由產品推動向消費拉動轉變,消費者的需求越來越個性化,導致產品生命周期越來越短,訂單也越來越碎片化;其次,資源成本不斷上升,這包括了土地成本、能源成本以及原材料成本;另外,我國作為制造業大國人口紅利正逐漸消失,人口老齡化、新一代工作意愿的降低導致勞動密集型產業招工越來越難、流動性也越來越大。這些都是發展智能制造的內因。

  

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  另一方面,我國已經是連續多年的世界工廠,是制造業大國,但是我們的制造水平還是比較低。近幾年美、德、日、法等國家都提出了向先進制造業轉變的戰略。習主席提出了國家強大要靠實體經濟,實體經濟是國家的本錢,必須始高度重視發展壯大實體經濟,抓實體經濟一定要抓好制造業。十九大提出了加快建設制造強國,加快發展先進制造業。加快發展先進制造業是推動制造業高質量發展、建設制造強國的根本途徑。工信部也陸續發布了《智能制造發展規劃》、《智能制造工程實施指南》等指導性文件。智能制造是我國從制造大國走向制造強國的國之重器。

  二、物流技術能提供什么樣的服務

  這兩張圖是目前制造企業比較典型的工作場景,一個是汽車制造業,一個是食品加工業。流水線已經實現了生產過程的自動化、無人化。我們說“物流因時事而變”,物流系統應該怎樣匹配先進制造業呢?肯定不是這樣手拿肩扛的物流。

  這是我們蘭劍服務各行業用戶的物流應用場景,目前我們已經可以實現從入庫、存儲、揀選到搬運的全流程自動化。

  


  左上兩圖,在拆碼垛環節,蘭劍自主研發了成本更低、效率更高、穩定性更高的機械式拆碼垛設備;同時也為機械手裝上了智能的“眼睛”,首次實現了萬級SKU千種箱型的3D視覺識別的自動拆碼垛。

  中上兩圖,在存儲環節,AS/RS和RGV作為成熟產品已經深入應用到各個行業;我們也針對特殊需求客戶實現密集存儲,在有限的空間內大幅提高存儲能力,并且實現了全自動化和儲備一體化。

  右上兩圖,在揀選環節,采用“3D貨到人”的方式,作業人員專注揀選作業,不需要大量行走,相對傳統的人工揀選效率提升了4倍以上;同時充分利用空間高度,相對平面貨到人空間利用率最大化。

  下面三圖,在搬運環節,自動化輸送線、無人叉車大量應用。蘭劍的二代AGV采用混合導航方式,可運行于復雜路徑,具有原地轉向和四向行駛功能,運行所占巷道寬度小,非常適用于密集生產或存儲的車間作業環境。

  以上是我們已經可以做到的從入庫、存儲、揀選到搬運的全流程自動化。

  三、智慧物流系統如何服務智能制造

  任何用戶,無論是生產企業還是流通企業,選擇物流系統都有很多考慮因素:

  第一個是場景因素,在生產制造企業里有很多的物流應用場景,前端的物料倉、生產的線邊庫、后端的成品倉等等,每個環節的物流需求不一樣;第二個是發展趨勢,智慧物流的發展方向是自動化、無人化、智能化,同時我們也會針對不同的需求設計合理的人機交互;第三個是系統能力,生產制造的柔性化發展趨勢,要求在物流系統設計時也應該充分考慮冗余量和柔性化,更契合未來的發展;最后是投入產出,很多時候大家權衡物流系統升級主要是投了多少設備、省了多少人,我認為投入產出方面也應該是多維度、多角度考量,重視對終端客戶的服務水平、時效性,在費用核算方面,也不是簡單的考慮設備價格,更要綜合考慮土地費用、土建費用、運維費用等綜合因素。

  但無論從任何角度考慮物流系統的設計因素,物流系統的核心總是不變的,物流的本質就是要實現高效、快捷、低成本。

  

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  剛才也講到了,制造業的生產線很多已經實現了自動化,但物流系統并沒有與之相匹配。其實我們看到的大量制造企業在倉儲環節還是用普通貨架甚至地堆存儲,在揀選環節還是紙單或PDA人工揀選,在搬運環節還是普通叉車或工裝車作業。智慧物流升級,如何更好的服務智能制造,我認為是要做好三方面的工作:要做存儲高效的軍需官,要做揀選快捷的先鋒隊,還要做能掐會算的諸葛亮,為智能制造提供物流智慧。

  1.怎樣做到存儲高效的軍需官?

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  生產制造企業的物資存儲環節,涵蓋了原料物資倉到線邊倉再到成品倉,與生產過程密不可分。在存儲環節里很多物流技術已經應用的非常成熟,第一張圖的AS/RS系統大家都不陌生,能將平面倉庫的存儲空間擴升到24米乃至30米以上的高度,把高度空間利用到最大化。采用自動拆碼垛、自動裝卸等技術向上下游環節延伸,可以實現存儲環節的全流程自動化,提高了工作效率、降低了勞動強度。第二張圖是密集存儲系統,貨架從橫向到縱向完全密集排布,單位面積實現了存儲密度的最大化。根據不同業務需求進行匹配,有動力式、重力式、穿梭式多種實現方式,采用堆垛機結合托盤穿梭車也可以實現全程自動化。更多應用于生產制造企業的成品倉,滿足物資的密集存儲和批量大進大出。第三張圖是儲分一體系統,結合了托盤和原箱兩種存儲方式,減少了托盤堆垛機拆零返庫作業,既滿足更多的存又滿足更快的分。隨著消費端需求越來越個性化,以及產品的電商化,很多制造企業從傳統渠道銷售轉向了直接向消費者銷售,我們稱之為F2C,有的也叫M2C,這就要求實現工廠倉庫具備向C端發貨的功能。

  我這里說密集儲分系統是存得更多的軍需官,大家可能會有疑問,物流不應該是零庫存嗎?生產不應該是JIT嗎?我認為物流系統的建設取決于用戶的真實需求,而不是思維定式,這里介紹兩個的案例。

  第一個用戶要建設成品倉,沒有采用托盤立庫的方式,而是全部用原箱存儲,幾十萬個原箱貨位,給人的感覺非常不經濟。我不明白成品倉為什么不用更集約的托盤級存儲,而采用原箱?對方董事長給了我他的理由:他說物流建設是為市場服務,要給他的客戶帶來價值。他的客戶遍布北上廣深一線城市,這些城市的地價高、倉儲費和物流費用更高,而工廠所在地是四五線城市,地價和工程建設成本可忽略不計。通過這種方式來將渠道客戶庫存納入到工廠的庫存體系,利用發達的貨運網絡按需發貨,通過這種方式解決客戶的庫存,創造客戶價值,從而帶來市場。之所以采用原箱存儲,是因為SKU實在太多,要實現快進快出就必須減少組盤再拆盤的環節。想想也是,如果費用足夠低,帶來的價值足夠大,最好的存儲方式不就是按最小的訂單單元來實現嗎?

  第二個用戶有類似的訴求,要把倉庫容量建設的足夠大。可我們通過歷史數據以及高峰物流量分析,倉儲容量并不需要那么大。客戶給我們的理由是,生產物資的儲備和產品的生產都要應對整個市場環境的變化,通過低進高出的物資儲備,可以應對資源、能源的周期性緊缺,平衡材料的漲價,體現出倉儲系統的價值。由以上兩個案例也可以看出來,某些情況下倉儲不只是為了存更是為了更好的分,物流也不只是零庫存也有可能是大庫存,物流系統建設的投入產出真應該是多維度、多角度考量,要在滿足客戶需求的前提下實現高效性。

  2.怎么做到揀選快捷的先鋒隊?

  

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  蘭劍在2008年原創基于并行分揀、預分揀緩存、矢量一致化的快速分揀理論;在2011年提出基于密集倉儲、儲分一體、SKU一元化的儲分一體理論;在2015年提出基于高速智能穿梭車和快速提升體系的3D貨到人揀選理論。傳統的揀選模式是紙單揀選或者人工按電子標簽提示揀選,每小時完成的80左右訂單任務,勞動強度大揀選效率低。目前類Kiva機器人貨到人的技術在各行業大量應用,在一定程度上降低了勞動強度、減少了人行走的距離,但由于人可觸及的高度大概是兩米之內,對整個倉儲坪效影響很大。蘭劍的3D貨到人的技術,采用智能巷道穿梭車、柔性動力交接站臺、智能料箱提升機、貨到人智能揀選工作站等核心裝備,通過智慧物流調度系統的統一管理、調度和優化,實現高效精準的貨到人智能揀選。最大程度的利用物流中心的場地和空間,實現了儲存一體、坪效最高、揀選效率最高。效率較“人到貨”揀選模式提升了4倍以上。

  快速揀選系統的核心裝備是智能巷道穿梭車,我們有幾項核心技術:貨叉尺寸可以從250毫米到870毫米之間調整,適應不同尺寸的原箱、料箱存取;采用伺服編碼器+定位光電雙重定位的方式,定位精度±2毫米;采用5GWIFI網絡通訊和CAN總線控制器,傳輸速度更快更穩定,增強系統響應快速性;采用四輪獨立懸掛減震技術,減少倉庫內噪音污染,保證穿梭小車運行的穩定。

  通過持續的技術革新,我們的穿梭車系統進行了多級迭代,已經實現了料箱和原箱同時存儲和揀選,并在物流運行的倉儲、備貨、揀選、集貨緩存和逆向物流等各個環節良好應用,穿梭車的形式也可根據客戶不同的應用場景進行變尺寸、單雙工位、單雙伸位、及低溫等特殊設計。蘭劍的蜂巢式3D貨到人的系統就是制造企業物流系統中揀選快捷的先鋒隊!

  3.怎么做到智慧的諸葛亮?

  

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  如果說密集存儲相當于人的體魄,快捷揀選相當于人的四肢,那智慧的信息系統就相當于人的大腦,算法是智慧物流的核心。蘭劍有大學背景,我們也一直致力于研究物流系統的核心算法,以下是我們根據不同的應用場景和案例總結的一些算法。采用多模組庫存均衡算法、多模組任務均衡算法、訂單深度自學習算法、SKU相關性調度算法等實現了最優模組和單模組最優SKU的入庫目標;采用訂單相關性聚類算法、多揀選終端任務均衡算法、揀選順序優化算法、模組與發貨站臺優化算法等實現了出庫時間最短、有效庫容率最高、出庫順序最優、單次揀貨數量最多的出庫目標。我們也可以根據實際的生產數據,通過自主研發的三維仿真軟件,模擬從倉儲到配貨到生產的流程模擬,找到系統瓶頸,進一步提高生產物流運作效率。

  蘭劍也提供整套的物流信息系統服務,從感知類的物聯網云平臺,到作業類的倉儲WMS、分揀OMS、配送TMS,到智能類的仿真、調度優化算法系統,再到頂層管理類的的全面感知、全程可控,全程決策系統,為智能制造企業提供一體化的物流信息系統解決方案。

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  四、蘭劍服務的智能制造行業用戶

  蘭劍1993年成立至今,有近30年物流行業服務經驗,目前服務的制造業企業包括了汽車、醫藥、家電、鞋服等。通過一體化的物流解決方案服務各個行業,為客戶帶來更有價值的物流體驗。

  

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  下面向各位分享蘭劍做的幾個制造行業的案例

  1.汽車行業

  

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  汽車制造行業物流的需求難點是SKU多、揀選量很大;倉儲面積大、揀選面積大;多人揀選會產生訂單的交互,互相等待;物流體系效率對產線的體系關系密切。這個案例是我們為一汽物流天津有限公司提供的,是自動化立體庫在汽車物流領域的首次應用。通過儲分一體的密集式貨架堆垛機和多層穿梭車,實現了自動化的存儲和立體化的貨到人揀選,有效提升了庫房的面積利用率、零件倉儲揀選的作業效率和準確率。

  和傳統倉庫相比,自動化立體庫的物流通道由傳統4米縮減至0.8米,面積利用率局部高達73%,整體面積優化了22%。多層穿梭車、提升機和輸送線的高速運轉,存儲揀選效率可提升近40%,倉儲揀選操作人員可優化57%,滿足了生產節拍需求、質量要求和成本優化需求。

  2.制藥行業

  

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  左下圖是我們為河南科倫提供的托盤級密集儲分一體系統。科倫藥業是大輸液生產企業,成品倉的改造滿足了批量的大進大出,通過對老庫改造,實現了密集式的存儲。利用堆垛機結合穿梭板實現了全流程自動化,儲位達到7600多盤,較原存儲形式的3倍。

  右上圖是我們為天津天藥提供的料箱原箱密集儲分一體系統,天藥是原料藥品的生產企業,也是較大的原料藥出口企業。系統采用多層穿梭車結合提升機實現了自動化存儲,儲位達2萬多個,體統整體通過FDA認證。

  3.日化行業

  

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  這是全球五百強的日化企業,一期項目在原有倉庫的基礎上提供了調度算法優化,在沒有增加物流硬件的情況下,利用調度算法提升使托盤揀選的路徑縮短了26.5%,單箱揀選路徑縮短10.7%,人工作業效率大幅提升,減少了用工降低了勞動強度。

  同時也為客戶的新工廠提供了整套的物流裝備,包括托盤級的高架立體庫系統和料箱級的貨到人系統,實現了日化生產企業F2C的設計,既可面向傳統的渠道商也可面向終端消費者提供高效、快捷的物流服務。蘭劍作為國內物流整體解決方案的供應商,實現了物流系統整套出口海外。我們在日本的項目正在實施,海外項目符合歐美、日本標準,實施要求更高,對蘭劍來說也是成長和提升的過程。

  4.電商行業

  

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  蘭劍目前已經實現了電商頭部企業的全覆蓋,唯品會、菜鳥、京東、網易等都是我們服務的客戶。其中,唯品會是我們最早服務的電商用戶,從2015年開始已經合作了五期項目。

  我們為唯品會華南倉一期提供了8個巷道料箱級儲分一體系統,二期新增24個巷道,儲位多大13萬個,可存放400萬件貨物。唯品會西南倉四期項目單倉多穿巷道達到了43個,可存儲41萬個料箱位,同時采用了645臺穿梭車并行作業,最大訂單處理能力達90萬件/天。在電商行業的應用場景中以快速揀選為主,對穿梭車系統的效率要求非常高,我們給每一層都設置一臺穿梭車。有很多的朋友對國內物流裝備的穩定性存有疑慮,我覺得經歷過中國電商行業大規模應用的物流裝備都沒有問題的,在嚴苛要求下,蘭劍系統經過多次雙11高峰訂單壓力,經受住了考驗,也贏得了客戶的信任。

  當然如果出庫效率要求不高的情況下,我們也會采用換層方案降低物流系統投入的成本,我們也會根據不同的行業特點設計不同的揀選工作站,通過穿梭車、提升機實現了3D貨到人,實現高密度存儲,實現快捷揀選。

  

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  蘭劍的服務范圍涵蓋了物流系統咨詢規劃、智慧物流軟件開發、高端智能裝備制造以及物流自動化代運營服務。我們為不同行業客戶提供料箱級儲分系統、托盤級儲分系統以及智能搬運等一體化的物流系統解決方案。“惟有創新”是蘭劍一直秉承的發展理念,創新的基礎是滿足用戶真實需求、適應并引領行業發展。我們將依托其強大的整體解決方案能力,為生產制造企業提供領先的物流解決方案,為用戶打造物流核心競爭力。

  我們希望為更多的生產制造企業提供蘭劍的智慧物流的解決方案,為中國的智能制造貢獻智慧物流力量!以上是我的分享,謝謝各位!


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