基于傳統(tǒng)物料管理向智能倉儲轉(zhuǎn)變的思考

張川豫

摘 要：傳統(tǒng)鑄造工廠的物料管理模式已經(jīng)越來越不適應當前制造業(yè)的發(fā)展，但是，從傳統(tǒng)物料管理模式向智能倉儲模式轉(zhuǎn)變?nèi)源嬖谳^多困難，文章介紹了傳統(tǒng)生產(chǎn)車間物料管理的發(fā)展方向，以及未來物料管理的核心內(nèi)容，為提高傳統(tǒng)鑄造工廠物料的管理水平提供參考。

關(guān)鍵詞：鑄造工廠；物料管理；智能倉儲

中圖分類號：F259.23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0191-02

Abstract： The material management mode of the traditional foundry has become more and more unsuitable for the development of the current manufacturing industry. However， there are still many difficulties in changing from the traditional material management mode to the intelligent warehousing mode. This paper introduces the development direction of material management in traditional workshop and the core content of material management in the future， so as to provide reference for improving the level of material management in traditional foundry.

Keywords： foundry； material management； intelligent warehousing

1 概述

隨著中國深入推進改革開放，中國制造業(yè)在全球的占比例逐年升高，據(jù)中國工業(yè)與信息化部的統(tǒng)計，中國的工業(yè)產(chǎn)品，比如水泥、發(fā)電設(shè)備、手機、計算機、彩電等在500余種工業(yè)產(chǎn)品中占全球產(chǎn)量的50%以上，顯然中國已經(jīng)成為了世界制造業(yè)的大國。德國在2011年提出的工業(yè)4.0，以及我國近年來相繼出臺的“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃與《中國制造2025》規(guī)劃，都是采用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘等信息通信技術(shù)，來改造原有產(chǎn)品及研發(fā)、生產(chǎn)方式的新型生產(chǎn)模式[1]。但是，針對較多的傳統(tǒng)行業(yè)，轉(zhuǎn)型升級存在巨大困難，尤其是物料管理模式，從傳統(tǒng)的手工式、紙質(zhì)化、小批量、作坊式的管理升級到物聯(lián)網(wǎng)、人機交互式、智能化等新型智能物流存在較大差距，幾乎屬于從工業(yè)2.0時代直接邁入工業(yè)4.0時代。在現(xiàn)階段，傳統(tǒng)工廠的物料管理應明確發(fā)展方向和轉(zhuǎn)變思路，才能為進一步的升級改革奠定基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)鑄造工廠物料管理模式的瓶頸

傳統(tǒng)物料管理模式主要依靠人工調(diào)度與叉車結(jié)合，需要大量人工參與作業(yè)，相互間不能協(xié)同信息錄入、操作設(shè)備、檢查與檢測等。大多停留在紙質(zhì)化作業(yè)，在傳統(tǒng)鑄造工廠中，流程工藝單在多個工序轉(zhuǎn)接工程中極易污染或損壞，造成辨識不清。同時各種加工參數(shù)的錄入及修改存在較大困難，工件與工藝單可能存在不匹配情況，所有的數(shù)據(jù)處理幾乎依靠人工采集、錄入、整理、分析，極易造成信息延遲及失真等現(xiàn)象。目前制造企業(yè)面臨客戶需求變大、技術(shù)更新快、客戶訂單提前期短，采購周期長、庫存控制困難，倉儲條件有限的問題[2]。針對以上問題，傳統(tǒng)工廠中跨部門的業(yè)務協(xié)調(diào)能力較弱，對市場的快速響應能力較差，快速經(jīng)濟的發(fā)展和全球性制造的整合使得物料與備品備件庫存控制變得尤為重要。在傳統(tǒng)模式下，物料周轉(zhuǎn)、倉儲規(guī)劃、庫位標識、批次管理等管理技能和方法都需順應時代得到提升和改進。針對傳統(tǒng)工廠物料管理向智能物流轉(zhuǎn)變，筆者認為可以從以下技術(shù)開展研究并逐步實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)變。

3 基于傳統(tǒng)鑄造工廠的智能物流及倉儲技術(shù)

在工業(yè)4.0的環(huán)境下，新型的物流模式需要實現(xiàn)制造過程的建模、仿真、響應、驗證等，并能與制造環(huán)節(jié)的真實現(xiàn)場有效集成。在新型的鑄造工廠物流中，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠把設(shè)備、客戶、生產(chǎn)線、產(chǎn)品、供應商、車間緊密地連接在一起的智能制造環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)需要自動控制、信息傳感、射頻識別、無線通信及計算機技術(shù)等，針對傳統(tǒng)鑄造車間在實施物料管理信息化過程中急需解決的物料管理手段落后、物料信息采集不及時等現(xiàn)狀，現(xiàn)階段基于制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的物料管理系統(tǒng)模型正在被大量應用[3]。未來智能物流技術(shù)的發(fā)展和研究將推動整個傳統(tǒng)行業(yè)的共同發(fā)展，筆者將相關(guān)技術(shù)和發(fā)展方向簡要概括如下。

3.1 智能物流動態(tài)路徑規(guī)劃的分層遞階設(shè)計

3.1.1 智能生產(chǎn)環(huán)境離散化建模技術(shù)

根據(jù)智能生產(chǎn)物流環(huán)境的復雜性，將連續(xù)的制造環(huán)境現(xiàn)場進行網(wǎng)格化、離散化處理。將現(xiàn)場地圖離散化為由無數(shù)統(tǒng)一的凸多邊形構(gòu)成的二維網(wǎng)格，比如正方形等。將各個工位、設(shè)備作為離散結(jié)點，利用生產(chǎn)制造中的結(jié)構(gòu)化特征及工序特點，采用數(shù)字化虛擬建模對生產(chǎn)環(huán)境進行設(shè)計仿真。

3.1.2 動態(tài)路徑智能優(yōu)化技術(shù)

研究智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃問題，利用尋路算法，根據(jù)環(huán)境進行動態(tài)路徑計算，可以實時根據(jù)當時的環(huán)境立即計算出路徑，利用類似估價函數(shù)等評估每次的決策的價值，實現(xiàn)物流系統(tǒng)的最大協(xié)調(diào)以及更大限度地提升安全性和效率，動態(tài)路徑規(guī)劃可根據(jù)當前任務狀態(tài)接收物料配送、搬運任務并反饋系統(tǒng)整體物流情況等。

3.2 敏捷物流的智能化干擾辨別與恢復應變技術(shù)

3.2.1 智能化干擾辨別技術(shù)

在生產(chǎn)物流過程中，在智能物流工具依照計劃進行實際運送過程中，由于智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)內(nèi)外的不確定因素引起的干擾事件，而導致原運送計劃不可行，則需要根據(jù)干擾事件來動態(tài)調(diào)整原計劃，以使調(diào)整過后的計劃不僅能反應干擾導致的約束變化以及目標變化，而且能最小化干擾事件對智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)的副作用，通過信息整合和數(shù)據(jù)分析，對干擾事件的影響進行評估，并制定相應的分級制度。

3.2.2 物流干擾管理及恢復應變技術(shù)

對于干擾事件的應變，需要實時獲取物流現(xiàn)場信息，并運用知識管理和推理技術(shù)來對原物流調(diào)度以及路徑規(guī)劃計劃進行動態(tài)修正或優(yōu)化，以滿足新約束，實現(xiàn)新目標。以適當?shù)臉藴驶蛞?guī)則來衡量或者估計干擾事件所帶來的負影響，比如配送延遲導致生產(chǎn)的時間成本增加，需求任務過多導致單運送工具負荷上升，增加機器維修的潛在成本等。以最小化系統(tǒng)擾動為前提，采用智能恢復和人工干預的應變方案，針對干擾事件的評級采用不同的應變策略。

3.3 基于產(chǎn)品安全管控及質(zhì)量控制的物流調(diào)控技術(shù)

3.3.1 產(chǎn)品安全管控及質(zhì)量控制技術(shù)

產(chǎn)品具有運輸、制造等的安全限值，智能物流系統(tǒng)可根據(jù)上層任務下達情況合理分配物料進出庫數(shù)量，控制并發(fā)任務數(shù)，結(jié)合傳感器和RFID等系統(tǒng)，實時掌握物料及產(chǎn)品信息，根據(jù)其重量及尺寸等信息計算物流系統(tǒng)所能安全運行的最優(yōu)值。每個工序結(jié)束對產(chǎn)品質(zhì)量進行判別，物流系統(tǒng)根據(jù)不同的質(zhì)量管控結(jié)果動態(tài)更新產(chǎn)品歸屬及運輸情況。

3.3.2 基于多智能體的車路協(xié)同環(huán)境下物流調(diào)控技術(shù)

物流車及物流路徑之間可實現(xiàn)一定程度的通信及協(xié)同運行，可準確獲取車頭間距、前方運行速度、物料信息、工位上下料情況等，協(xié)調(diào)換道車輛與其他車輛之間的避讓，減少瞬時產(chǎn)品或物料的擁堵積壓情況，提高物流效率。物流通過與環(huán)境之間的信息交互實現(xiàn)對周圍環(huán)境的感知，并作出相應的反饋，表現(xiàn)為物流系統(tǒng)的多智能體行為，包括物流交匯處的智能決策，是快速通過還是減速放行，避免物料超出安全限值及碰傷損壞等情況發(fā)生，這些行為的調(diào)控均依靠系統(tǒng)的智能決策與分析。

4 結(jié)束語

未來智能物流技術(shù)的發(fā)展尚需要大量的研究及技術(shù)推廣，傳統(tǒng)小作坊式的工廠物流管理模式的轉(zhuǎn)變迫在眉睫，智能物流的發(fā)展需要計算機系統(tǒng)及信息流支撐，需要合理設(shè)計組織結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程、工藝模式等結(jié)合。

參考文獻：

[1]陳俊梅.智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)模式及其關(guān)鍵問題研究[D].綿陽：西南科技大學，2013.

[2]竇丹寧.倉儲管理和現(xiàn)代物流發(fā)展的分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2017（02）：274.

[3]李優(yōu).熱軋廠MES物料管理系統(tǒng)開發(fā)與實現(xiàn)[J].電子測試，2015（03）：85-87.