智能工廠的智能物流規(guī)劃

智能工廠的智能物流規(guī)劃智能工廠是實現(xiàn)智能制造的重要載體，智能工廠的建設(shè)過程中，智能物流的規(guī)劃與設(shè)計是核心內(nèi)容。與傳統(tǒng)的以產(chǎn)品和生產(chǎn)線為中心的工廠規(guī)劃理念不同，智能工廠的規(guī)劃需要考慮未來大規(guī)?？蛻舳ㄖ坪臀锫?lián)網(wǎng)的大背景，以客戶為中心，遵循“大物流、小生產(chǎn)”理念，實現(xiàn)客戶、研發(fā)、采購供應(yīng)、生產(chǎn)、服務(wù)等全價值鏈的“精益流動”。智能物流是聯(lián)接企業(yè)上下游之間、以及企業(yè)端到端價值鏈各個環(huán)節(jié)的集物流、信息流、資金流于一體的重要橋梁，因而智能物流的規(guī)劃是智能工廠能否實現(xiàn)智能化精益流動的關(guān)鍵所在。1、智能工廠物流規(guī)劃的主要內(nèi)容智能工廠的物流規(guī)劃與生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施布局規(guī)劃、以及生產(chǎn)線的精益改進同時進行，相互協(xié)調(diào)，互為支撐，主要的內(nèi)容包括：1．園區(qū)的整體物流布局：包括園區(qū)外物流與園區(qū)內(nèi)大物流，依據(jù)物流與人流的大數(shù)據(jù)分析，量化生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)的物流關(guān)系，設(shè)定園區(qū)出入口，策劃園區(qū)內(nèi)主次干道及流向，布局物料倉及成品倉區(qū)域，特別考慮安全要求高的附屬設(shè)施布局需求。2．車間內(nèi)部的物流布局：按照物流路線最短、物流強度最低原則，布置生產(chǎn)功能區(qū)，以及相應(yīng)的生產(chǎn)輔助功能區(qū)，特別考慮物料中心的配置，以3．生產(chǎn)線物料配送方案：識別每一顆工序物料，以物料（半成品）的物流特征，通過PFEP分析，配合生產(chǎn)線工藝改進及物料揀配中心的功能需求。及生產(chǎn)斷點選擇物料配送模式，比如單料與多料配送、補貨式與周轉(zhuǎn)式配送、批次成套與單臺成套配送等。4．智能倉儲與搬運設(shè)計：依據(jù)物料配送方案，設(shè)計相應(yīng)的物料揀配方案、物料倉儲方案、以及物料輸送方案，包括物料立體倉儲及卸貨區(qū)設(shè)計、成品倉儲及出貨碼頭設(shè)計、智能物流分揀設(shè)備/輸送設(shè)備的選用等。5．基于物流的工序工裝容器設(shè)計：依據(jù)物料配送方案、揀配方案和輸送方案，設(shè)計相應(yīng)的物料容器、物料車、物料架、掛具等，充分考慮物料工裝的標準化、系列化、規(guī)范化，便于信息碼的應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)化集成。6．物流設(shè)施信息網(wǎng)絡(luò)化集成：物料信息采集與識別的策劃，智生產(chǎn)計劃調(diào)度APS、生產(chǎn)執(zhí)行MES、采供供應(yīng)鏈SRM、以及客戶管理CRM等系統(tǒng)的交互集成，能物流設(shè)備的信息聯(lián)網(wǎng)，以及與確定數(shù)據(jù)接口標準、交互規(guī)則等。2、智能工廠物流規(guī)劃的原則智能工廠物流規(guī)劃是傳統(tǒng)物料搬運設(shè)計的升級迭代，結(jié)合信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化技術(shù)的普及應(yīng)用，從而實現(xiàn)物流的智能化，主要規(guī)劃原則有：1．物流強度最低原則：綜合平衡各功能區(qū)物料/半成品的需求，計算配送距離、配送頻次，使工廠整體物流強度降到最低。

2．物流成本最低原則：物流設(shè)備設(shè)施的負載及物流速度的選擇以匹配合理為主，兼顧柔性化和投資效益回報率。3．空間利用率最高原則：充分利用工廠立體空間，布局生產(chǎn)線和物流設(shè)施，提高單位面積產(chǎn)出效益。4．柔性適應(yīng)生產(chǎn)模式的變化：物流系統(tǒng)要能適應(yīng)工廠不斷變化的市場客戶需求，包括產(chǎn)品、工藝、產(chǎn)能的變化，以及未來智能化的更高需求。5．統(tǒng)一的物流工裝容器：簡化物流工裝容器的規(guī)格系列，工廠盡可能采用統(tǒng)一的物流工裝容器，減少特殊專用物流工裝。6．物流信息即時可視化：工廠可視化看板中，物料/半成品的物流信息應(yīng)當(dāng)即時顯現(xiàn)，以監(jiān)控物流現(xiàn)狀和異常，更好地服務(wù)于生產(chǎn)。3、智能工廠物流規(guī)劃的方法智能工廠物流規(guī)劃的方法很多，影響因素也很多，比如企業(yè)產(chǎn)品工藝特征、生產(chǎn)模式規(guī)模定位等都是影響因素。主要的物流規(guī)劃方法有：、以及工廠1、工廠整體物流布局的規(guī)劃方法離散型制造企業(yè)整體物流布局是以產(chǎn)品BOM和裝配關(guān)系為核心的，而流程型制造企業(yè)的物流布局則是要建立在產(chǎn)品材料配方及材料物理化學(xué)變化布局方面仍然有相同的規(guī)律可循。目前國內(nèi)工廠布局主要是系統(tǒng)布置設(shè)計SLP法，并結(jié)合精益思想進行了拓展及延伸。比過程基礎(chǔ)上。二者核心基礎(chǔ)差異較大，但是在整體物流常用的設(shè)計方法

如設(shè)施作業(yè)單元相互位置模型、作業(yè)單元布置算法、以及并行混合遺傳算法(PHGA)的應(yīng)用等。對物流布局方案的優(yōu)化算法有兩大類：1）是逐步推定法，它是按一定選擇原則把工作單元一個接一個置于空的生產(chǎn)面積中去，CORELAP、ALDEP等屬于這類算法；2）迭代改進法，它是在一個初始布局基礎(chǔ)上通過交換工作單元位置來取得更好的目標函數(shù)值，CRAFT、MOCRAFT等屬于這類算法。2、生產(chǎn)線的設(shè)計方法新工廠的設(shè)計過程中，首先要對生產(chǎn)線現(xiàn)狀進行系統(tǒng)調(diào)研診斷，找出當(dāng)前存在的問題和不足，結(jié)合智能裝備、智能物流的應(yīng)用，重新規(guī)劃設(shè)計新的生產(chǎn)線，以實現(xiàn)效率、效益、質(zhì)量大幅提升的目標。裝配型流水線的改善與設(shè)計一般采用“十步漏斗法”，從PQ分析、工藝分析、平衡分析到改善項目挖掘及實施，逐步深入改善流程、工序、工步、動作和動素，改善效果顯著，設(shè)計效率高。離散加工型單元線一般采用“之字法”進行設(shè)計，與“十步漏斗法”不同的是，需要進行深入的PR分析、設(shè)備選型分析以及設(shè)備負載分析，然后通過物流強度的測算給出單元線布局方案。兩種方法既可以用于新生產(chǎn)線的設(shè)計，也可以用于舊生產(chǎn)線的改善與升級。3、生產(chǎn)線物料配送方式的選擇智能工廠物流規(guī)劃的核心是生產(chǎn)線物料配送方式的選擇，這決定了物料取用的方式、物料輸送的方式，進而影響到物料存儲的方式以及物料的分揀配送設(shè)施的選擇。

對于生產(chǎn)線上的一個工序而言，物料暫存的合理空間是有限的，作業(yè)人員的取用空間也是有限的，那么物料的數(shù)量和配送頻率就需要進行測算，物料的容器和運輸工具就需要進行規(guī)范設(shè)計。常見的工序物料配送模式有：1)單料配送：一個工序所需要的幾種物料，都單獨配送到工序現(xiàn)場，不需要揀配，但物流配送頻率高，現(xiàn)場占地面積大。2)多料集中周轉(zhuǎn)式配送：一個工序所需要的幾種物料，按配比集中成套配送到工序現(xiàn)場，需要揀配，配送頻率降低，現(xiàn)場占地面積小，可實現(xiàn)自動補給。3)多料集中補貨式配送：多料集中配送時，需求量大的物料需要單獨增加配送頻次進行補貨，不易實現(xiàn)物料自動補給。4)單套隨行配送SPS：一臺套物料與生產(chǎn)線隨行，節(jié)拍一致，揀配工作量大，但配送點和配送頻次大大降低，對產(chǎn)品質(zhì)量提升亦有很大幫助。4、智能物流技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計傳統(tǒng)的物流設(shè)備設(shè)施，比如常見的行車、叉車、滾筒線、皮帶線、貨架等，多數(shù)不信息化系統(tǒng)互聯(lián)，已經(jīng)完全不能適應(yīng)智能化的要求，因而現(xiàn)代智能化物流設(shè)備設(shè)施的合理選用與設(shè)計也是智能工廠規(guī)劃的重要內(nèi)容。常見的智能化物流能與技術(shù)有：1)智能立體倉儲技術(shù)：是堆垛技術(shù)、控制技術(shù)、自動識別技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)、GIS技術(shù)等組成的綜合技術(shù)。目

前經(jīng)常選用的有巷道式立體倉、垂直升降式立體倉和水平回轉(zhuǎn)式立體倉，前者適合大物料、棧板托盤物料，后兩者適合小物料，或者有環(huán)物料存儲，且一般配有自動/半獨立的WMS和WMC控制系統(tǒng)，可以與境特殊要求（溫濕度、耐腐蝕等）的自動揀配功能。立體倉一般有MES或ERP交互互聯(lián)。2)智能輸送技術(shù)：智能輸送設(shè)備由行走機構(gòu)、傳感系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分組成。常見的有機器人、AGV、RGV、積放鏈、摩擦鏈等，目前這類設(shè)備技術(shù)日臻成熟，應(yīng)用實踐廣泛，可靠性有大幅提升。3)智能揀選技術(shù)：常見的智能揀選技術(shù)摘果式揀選、播種式揀選、語音揀選、燈光揀選、AR/智能眼鏡揀選等，智能揀選設(shè)備有智能揀貨小車、帶式自動分揀機、斜導(dǎo)輪自動分揀機、滑塊式自動分揀機等。4)智能識別技術(shù)：是以計算機、光、機、電、通信、人工智能等技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的一種高度自動化的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。二維碼、無線掃描儀、PAD終端、RFID電子標簽等應(yīng)用比較廣泛。5)智能物流集成技術(shù)：是將智能識別技術(shù)、智能輸送技術(shù)、智能倉儲技術(shù)等進行有機整合，通過統(tǒng)一的標準集成系統(tǒng)軟件與硬件設(shè)備。4、智能工廠物流規(guī)劃的效果以上智能工廠物流規(guī)劃的方法，是我們在智能工廠規(guī)劃咨詢項目實踐中逐步摸索和優(yōu)化出來的，同時又指導(dǎo)應(yīng)用于新智能工廠的規(guī)劃，

對于智能化物流的建設(shè)起到了顯著的推進作用，效果顯著。據(jù)不完全可以降低工廠物流強度60%以上，物流人員減少生產(chǎn)周期縮短30%以綜合生產(chǎn)成本降低20%