什么是智慧仓储
美的集团作为我国家电行业的领头企业,具有较大规模效益、较高创新能力、较强发展水平,运用数字化产品、软件与解决方案,实现了贯穿研发、制造、采购等方面的全价值链数字化运营,建立了研究一代、储备一代、开发一代的研发模式,并在工业仿真的支持下,针对工厂的新品开发、工厂布局、精益生产等方面,提前发现产品问题以及生产瓶颈,减少试制试产周期,从而提升整体产能。劳动生产效率提高28%,单位成本降低14%,订单交付期缩短了56%,实现了从自动化工厂向端到端互联价值链的转型升级。
1)体系架构。
工厂以精益生产为基础,自动化数字化运营为主题,基于数字孪生的中控运营管理系统,以MES系统为核心的智能工厂架构,利用MES+SCADA实施获取生产、物流、设备状况等现场数据,实现生产过程透明化,结合DMS系统对异常情况进行异常预警、快速响应、及时处置、闭环改善的问题反馈处理闭环机制,全面打造智能制造先进生产体系,将MES与ERP、WMS等系统集成,构建贯穿研发、生产、加护、采购、运维、管控等全价值链数字运维体系,实现端到端的全价值链体系集成。
2)部署实施。
工厂基于数字孪生技术的中控运营指挥系统,通过MES+SCADA系统,实时准确地获取涵盖生产、品质、物流、设备等现场数据,实现生产过程即时透明化的管理,利用日常运营平台DMS实现了设备实时监控、异常快速响应、及时预警、及时处理、闭环改善机制。其钣金车间是拥有冲压、焊接、喷涂、柔性加工等完整钣金加工技术的精益工厂,利用APS平台实现了月度产销规划资源的前瞻性配置,通过T+3订单拉动,优化车间排产,极大降低了半成品库存,提升设备产能利用率。同时,工厂供应链系统实现了端到端数字化采购,通过SRM供应商管理智能寻源优质供方,根据工艺、材质、规格等参数定义物料核价模型,结合历史数据与行情进行动态定价与采购。
此外,工厂立足“全价值链卓越工厂”的框架,通过低成本的精益自动化、产品标准化、工业研究突破,凭借数字化技术实现自动化系统以及IT系统的深度融合,打造柔性自动化生产的智能工厂,供应采购效率提升14%,订单交付周期缩短56%,产品品质指标提升15%,渠道库存下降40%,内部综合效率提升28%,能耗下降15%,制造综合效率提升33%,协同能力促使生产计划效率提升83%。
3)关键技术。
5G赋能智慧物流解决方案
泛在感知是普适计算、移动计算、人机交互、物联网和人工智能等多个领域交叉的一个新兴研究方向。泛在感知主要通过内嵌在智能终端、汽车、家电中的摄像头、加速度传感器、陀螺仪、WiFi、LTE、毫米波雷达、声波收发模块对人和环境进行多模态感知;利用信号处理和人工智能的方法对感知信息进行分析得到关于人和环境的情境状态;进而为人在合适的时间、合适的地点提供智能的服务。
在黑灯工厂建设中,泛在感知技术作为整体状态感知的“神经元”,必须广泛运用ERP、MES、SCADA、DCS、CAD、CAM、CAE、CAPP等工具,强化研发、生产、采购、销售等全价值链的数据感知,提供各层级数据的有效性与可靠性,打通软件间的数据壁垒,实现纵向生产管理与横向产品全生命周期管理贯通,为黑灯工厂实践与推进提供数据支撑。
工业4.0智慧物流
通过对国内知名灯塔工厂典型案例剖析,发现灯塔工厂广泛应用了自动化、机器人、工业物联网、数字孪生、大数据、5G等新一代信息技术,将具体的数字化技术渗透在制造业的各个领域,以鼎新带动革故,改变传统生产系统、创新设计价值链与商业模式,从发布需求、设计、生产工艺的安排、排产、物流仓储、供应链、客服、销售全链条的过程中构建形成一种端对端的价值链,实现了从研发、采购、制造、物流、供应链、可服务全价值数字化与产品的全寿命管理,在生产效率、能耗等关键运营指标上展现出卓越的改善成效。此外,灯塔工厂在信息化管理、质量管控、生产管控一体化、设备数字化、精细化、系统化、辅助决策等方面具有较高的成就,在价值创造的关键推动因素方面表现出众,其生产效率、关键工序数控化率、设备自动采集率有效提高,运营成本、不良品率较之前有极大提升。
工业4.0智慧物流
典型场景
以智能AGV为技术主线,贯通整个业务流程,实现货到人、自动化、一个流程的业务运作;通过物联网技术,结合算法,实现移动货位管理和自动分配;运用Uwb技术实现人员、设备等热力地图,应用算法模型,实现库房内作业人员与设备的智能调拨与管理。
仓储AGV从“人找货”——“货到人”
使用仓储AGV提高了分拣效率,降低人力成本,同时也改善了工作环境。
目前仓储AGV面临的主要问题:
1、信号易被仓储货架、金属地面屏蔽;
2、单位面积内同时运行的AGV数量有限;单位AP下AGV规模部署难;
3、跨AP切换漫游时延>100ms;AGV受限于AP内移动,易断链;
4、AP易受手机Wifi热点等干扰源影响;
5、仓储屋顶高,需专业升降机安装AP,后续升级维护成本高;
6、WLAN设备仅单向鉴权,且不对控制信令加密,有设备信息泄露风险。
5G的定制化仓储解决方案
无人机物流
应用场景:
山涉水、陆路交通;不便的农村等地区,利用无人机提供站点到站点的物流运输服务,可以提升配送效率,带来更好的用户体验,成为智慧物流中重要一环。
节。在配送过程中涉及配送任务的下发、配送任务执行、任务及无人机监控等流程,对通信的典型网络需求包括:飞行状态监控以及网络定位。
经对比分析,城市配送场景最适宜,无人机物流发展成熟,尤其是开放监管体系成熟后,物流企业将发展为空中物流为主,地面物流为辅。
AR/VR远程现场
5G大带宽为VR/AR大规模发展提供了保障。依托5G网络低时延、大带宽的特性,辅助解决AR应用中终端电子元件成本高的问题。
远程现场:5G连接+边缘云的AR/VR场景
运营商除了提供AR穿戴设备的5G连接外,可以部署边缘云能力。
远程现场实践案例
利用5G低时延的特点,以及MEC边缘计算能力,在工厂实现了AR点检,提升了厂内点检准确率和点检现场的数字化回溯能力。
通过AR+5G的培训模式,对含有2000多个零部件的复杂设备进行实景化装配培训,有效记录和追溯了人员培训过程中的问题,提升了50%培训效能。
传统物流提速升级
智能传感器提升性能
可视化物流运输服务:“SaaS服务+移动APP”:全方位可视化运输协同管理,将货主、第三方物流公司、运输公司、司机和收货人无缝连接,让运输信息汇聚在一个平台上并彼此互联,真正解决了企业优化物流运输的需求。
货物安全管理高效升级:利用电子锁、集装箱门锁等智能终端,针对车辆状态和货物状态进行监控,实现从货物装车、在途运输、中转装卸全过程的安全管控。
危化品运输监管
集装箱监控:以物联网智能终端和云平台为核心,采集集装箱的实时数据,为物流运营企业、货主、司机、现场操作员等各方角色提供数据存储、数据分析、数据展示等服务,将集装箱的状态、位置等信息透明管理。
无车承运人平台:无车承运人依托移动互联网等技术搭建物流信息平台,通过管理和组织模式的创新,集约整合和科学调度车辆、站场、货源等零散物流资源,能够有效提升运输组织效率,优化物流市场格局,规范市场主体经营行为,推动货运物流行业转型升级。
内容来源中国移动&中移智行;部分来源AMR Consulting;ANS/;工业白皮书,若有侵权联系删除。
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工业4.0智慧物流
人工智能技术是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用的科学和技术。新一代人工智能技术包括自动识别设备、人机交互系统、虚拟现实、机器视觉、自然语言处理、大数据智能分析、机器学习等技术。
随着科技的不断发展,技术边界变得更加模糊,人工智能技术对企业实现智能制造和数字化转型产生了重要的影响,目前已广泛应用于各产业之中,且展现出相当惊人的效益,自然也是制造业打造智能工厂非常关键的技术。
在黑灯工厂建设中,人工智能技术作为黑灯工厂的“大脑”,肩负着自组织、自决策、自优化、自识别、自适应、自调节的重任,如需要规划运输机器人的线路、上下料机器人抓取位置、机械加工机器人的加工精度、产能与库存的协调、优化排产与调度等方面,同时通过数字孪生积累的大量数据,对生产现场进行智慧运维管理,对现场存在的风险与隐患进行提前预警与干预,将危险消除在萌芽状态;此外,还可以通过对产品销售、生产、研发的数据分析研判,为企业下一步发展提供辅助决策。
工业4.0智慧物流
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在项目采购管理中成本降低的几点认识
工业4.0智慧物流
“智慧仓储”即采用先进的信息技术手段对仓储设备与仓储管理过程进行智能化改进,通过构建一套流程标准化的现代信息管理系统,提升采集、处理、流通、管理、分析的信息加工链与包含入库、出库、移库、盘点、掠选、分发的业务环节链的调度水平。
智慧仓诸的主要包括新技术的融合、积累数据资产、信息、产品沟通交流和智慧化运营,涉及仓储运输、仓储、配送、包装、装卸、入库、出库等环节实现自动化运转、高效运营。
近年来,以5G技术为基础,实现智慧仓储系统在国内已有部分案例。2019年,三一重工基于5G的智能网联云化AGV项目将5G、MEC和AI技术同AGV相结合,通过将AGV激光雷达导航向基于5G上行大带宽的视觉导航迁移,将深度学习算法向5G边缘计算MEC平台迁移,从而极大降低了AGV单机功能复杂度和成本,提高AGV车智能化和标准化水平,为三一重工节省人力成本的同时,以企业实现数字化、智能化转型的方式提升了生产效率。
2020年8月,以贵州轮胎创新产线为载体、中国联通提供云网边端全流程解决方案,作为智慧仓储的前置解决方案,以5G网络技术为基础,联合相关工业设备商共同打造贵州轮胎“5G全连接柔性生产线”项目。采用5G专网技术支撑一条完整生产线,实现数字化工厂生产“人、机、料、法、环、测”要素全面互联管控,将生产每道工序生产数据化,可根据仓储及订单实时数据,调度全工序、全场景的无线工业互联及车间生产,实现生产线与智慧仓储的有机联动。