第十章 未来智能物流系统的展望

智能物流：系统构成与技术实践about第十章未来智能物流系统的展望目录未来智能物流系统的目标未来智能物流系统的特点10.110.2未来智能物流系统的实现路径10.310.1未来智能物流系统的目标10.1.1数字化的物流系统未来厂内的仓储物流设备，随着每天设备的运行在产生大量数据。未来的物流系统包括设备和软件，都是数字化的，都可以与其他设备端、与人、与其他系统进行实时的数字交换。一个个物流设备或者子系统的数据构成了一张密密麻麻的数字网络，数字在这张网络中时刻在变化，同时反映着物流系统当前的内在状态和表象情况。物流系统的数字与外界其他系统的互联能形成一张更大的网络。物流系统与其他系统的数字互通，帮助物流内部优化、预警、迭代、自我适应，同时外部系统利用物流系统产生的数据深度分析后帮助供应链上下游管理、设备服务商维护、促使新的物流技术和产品研发等等。10.1未来智能物流系统的目标10.1.2柔性化的物流系统而对于厂内的智能物流系统，未来要能尽量满足这些各种定制化的产品在生产过程中的各个物流环节，比如各个工位之间的搬运、仓库的存储、出货前的包装等等。这种能同时满足各种定制化产品的物流系统就具有了柔性化的特征。除了以上产品的差异化造成的对物流系统的柔性化设计的要求，工厂的生产排期可能也存在着柔性化的需求，比如有些月份的生产的订单非常多，每天的物流吞吐量非常大，有些月份的生产量又很少，又或者是随着潮流的变化，这个月的生产与上个月的生产的产品不同等等。这些生产计划的变化也对物流系统的柔性提出了新要求。物料单元标准固定物流系统流程固定物流系统性能固定10.1未来智能物流系统的目标10.1.3

智能化的物流系统未来的厂内物流技术一定也是基于各种先进的智能技术的。厂内物流会在微观上体现到每个单独设备上具有智能化的属性，宏观上体现到物流系统上的智能化属性。未来的工业4.0下的智能物流系统，每个单独的设备甚至是模块都有一定的“智商”，它们可自我感知、自适应、自预警，设备与设备之间可以互相进行信息交换和任务接力，一个个的智能单元组成了整个系统的智能化10.2未来智能物流系统的特点10.2.1所见即所得一方面从设计到实现的角度来讲，比如物流系统里的设备单元有标准的库，在一个智能物流系统设计阶段，通过专业软件的对基本设备单元的选择和整体布局后，可以做到与后期实施后的现场设备单元搭建是完全一致的。实施过程中无需对设备单元进行专门外形的定制，也无需进行针对的软件定制，设备安装时的每个单元和设计时的每个单元保持完全一致。另外一方面从现实到可视化的角度来讲，设备单元在现场完成安装后，无需进行专门的软硬件调试和编程，在可视化界面上就可以看到当前现场设备的布局和状态情况，现场安装的设备布置完成时，可视化的人机界面也自我完成搭建10.2未来智能物流系统的特点10.2.2设备单元可热插拔即插即用的设计思路可以用在未来智能物流系统中。在实际项目现场中，不管是连续搬运系统或者是离散搬运系统，都可以将物流设备单机硬件投放到整个物流系统中或者硬件模块直接拼接到现在系统中即可投入使用，而不需要进行专门的控制系统配置、软件调试等工作。整个系统就像往电脑插U盘一样，设备和模块可以实现自我配置，系统随意快速的加入和移除一个模块或者设备，而不会影响整体系统的运行10.2未来智能物流系统的特点10.2.3系统柔性可扩展工业4.0下背景下的未来的制造业生产模式是柔性化的，那就意味着工厂的产能是随着市场的变化而动态的变化的。而对应的厂内物流系统也要应对这种变化，也就是说未来的智能物流系统可以随着输送订单的变化可以扩大和缩小。未来的智能物流系统预留可方便扩展的硬件物理接口和虚拟数字接口，可以快速实现系统的性能放大和缩小。10.2.4系统可快速重构生产的柔性化也体现在未来工厂的生产工艺的调整，物流系统的调整，比如连续输送系统的路线的改变，局部输送功能的变化，这就要求现有的物流模块可以经过简单的移动或者调整，就可以匹配上新的生产工艺造成的物流工艺的调整需求。10.2.6系统冗余稳定性不管是现代物流系统还是未来更加智能化的物流系统，稳定性都是必须要保证的。使一个系统更加稳定，可以通过增加系统的冗余能力来实现。比如某条输送路线除了故障，物料可以走另外一条路线；一个搬运机器人故障了，可以由其他机器人来代替它作业继续完成搬运输送任务。10.2.7系统工作模式自适应当外部生产订单有变化时，在系统不需要重新搭建也不需要扩展的情况下，未来的智能物流系统可以在一定程度内自动适应调整某些功能和性能从而达到柔性相应变化的物流需求。比如系统根据当前输送搬运的需求变化，自主将输送模式调整到缓存模式，搬运机器人自主从每次搬运1包物料到每次搬运多个物料等等10.3未来智能物流系统的实现路径10.3.1系统单元模块化设计未来的智能物流系统具有强柔性和能热插拔的特点，那就需要将搬运单元从模块化的角度来进行设计。就像外接键盘或者外接鼠标这类IT硬件设备一样，在系统需要字符输入的时候，只需要将这样的可插拔的设施直接接入到系统即可完成输入的功能，这就像软件产品一样，客户可以根据自己的需要，选择需要的模块并导入到整个系统中即可。10.3未来智能物流系统的实现路径10.3.2设备单元间可组合集成众多的物流技术专家认为，自动化物流系统基本都是由5大功能所组成的：1)输送2)分流3)合流4)缓存5)处理通常不论多复杂的自动化物流系统，都是由以上这5个基本功能组成的，包括拣选，分拣，排序，存储等等。每个模块被设计成具有某一个或者多个功能，而多个模块组合在一起，就可以完成更加复杂的物流流程和动作。其中每个模块都配有一定的传感器和执行器，并且每个模块都可以独立完成一定功能的物流动作。10.3未来智能物流系统的实现路径10.3.3设备群与分布式控制目前的自动化物流仓储系统里都是按照金字塔结构来设计的。最常见的设计结构就是最上层是企业的ERP系统，往下是WMS系统，之后是WCS系统，最底层是执行动作的设备层。目前这种结构中，底层的设备都是非智能的，都需要将信息采集后将数据上报到控制层服务器，经过WCS或WMS分析后再来反馈给设备，告知设备层去做动作或者不做动作，甚至多大的动作。因此底层的设备其实是非智能的，现场的每个设备的大脑其实都是在上层的，多个设备将数据汇总到上位的WCS或者更高层后，再来统一调度这些设备去执行任务，因此每个设备或者模块是无法独立运行的。而未来的工业4.0下的智能物流系统是分散控制的，那就意味着每个模块都是个独立的个体，可以自主完成单独的功能