【原创】物流装备柔性化战略思考(生产物流篇)

来源:物流产品网 | 2021-04-02 10:19 | 作者:李波

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  一、物流装备与柔性化制造

  柔性化制造的重要性不可忽视。品种单一、批量大、设备专用且工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,频繁换线,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。面对这个两难处境,柔性化解决方案就是制造企业稳步转型,降低成本,提升效益的不二之选

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  FMS(柔性制造系统)解决的是个性化和定制化时代生产系统如何提升效率的问题,大规模定制化生产是催生柔性化生产系统的主因之一。

  企业生产物流的运行具有极强的伴生性,往往是生产过程中的一个组成部分或一个伴生部分,这决定了企业物流很难与生产过程分开而形成独立的系统。

  柔性制造对物流的需求与过去已经大为不同,过去,大部分仓储物流设备利用率不高,互相不能共享使用,导致很大的重复投资和浪费。现在,柔性物流提到了议事日程上,装备的柔性化是柔性物流的基础,使制造企业的生产物流过程具备相应的应变能力。

  工业4.0时代,客户需求不断呈现高度个性化和碎片化,为工业生产企业带来巨大挑战。制造业呈现出动态化、个性化、小批量、定制化的多变发展特征,需要柔性化的生产系统,而柔性化的生产系统,需要柔性化物流装备的支持。

  围绕客户的个性化需求,制造业对系统集成的柔性化要求也会越来越高,这就要求物流装备与系统自动化与柔性化。因此,致力于提高物流装备与系统的柔性,就是对仓储系统、搬运输送系统、机器人系统进行优化与创新,以适应对各种规格物料的输送、存储、分拣与码垛等工作场景。

  柔性化物流装备为智能制造提供了新可能。目前,全球制造业智能化改造正如火如荼的进行,生产与仓储场景的内部物流需求呈现一体化、柔性化的发展趋势。

  柔性化物流装备满足了智能制造的可拓展、多组态、可视化、可定制和分布式仓储等新需求。柔性化智能物流系统作为连接供应、生产和客户的纽带,打造定位精准、移动灵活、数据共享、实时可视与监控的物流模式,将成为制造企业柔性化转型升级不可或缺的重要组成部分。

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  信息技术、高端装备等新兴产业快速发展,使物流装备和技术越来越趋向柔性化,越来越拥有更好的适应性。柔性生产化身智能制造硬实力。

  柔性制造作为智能工厂建设的重要一环,在构建柔性化生产线和推动产品快速迭代等方面发挥着巨大作用。不仅解决了企业要兼具规模化和个性化的生产顾虑,还帮助企业具备更高的自动化、智能化水平,实现传统制造向现代智造企业的转型

  建设智能工厂必须同时考虑生产的柔性化与物流的柔性化,二者缺一不可,只有二者互相支撑、才能融合提升;必须同时兼顾局部柔性和全局柔性,局部柔性化不代表整体优化,部分装备的柔性化,不能充分发挥作用。避免柔性化孤岛,才能真正实现数字化转型和智能化提升。

  智能工厂需要持续改进,物流装备的柔性化有助于智能工厂的持续改进,柔性物流装备可以快速对已有的功能模块进行扩展,也可以开发出新的模块。

  对于柔性制造来说,柔性装备及物流已从附属服务转变为提高制造企业市场竞争力、降低成本、挖掘利润空间的重要方面。随着当前制造业的急速变革和物流科技的飞速发展,柔性化理念成为制造行业广泛关注的发展趋势,和未来重要的发展方向。

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  企业在建设柔性化物流系统时,要对自身的需求有比较清楚的认识。制造企业以柔性化装备为突破口,秉承初心,融合技术、模式、机制等领域的创新探索,破除企来不会转、不能转、不敢转的困局,使企业实现向柔性化制造的转型升级。

  未来的智能制造,最核心的表现是在工艺思想与整体布局中,柔性化技术作为三大因素之一,为其提供充分的想象空间,成为未来工厂规划的关键技术。

  二、物流装备与制造业融合

  由于我国社会物流总额中工业品物流占90%以上,在制造业与物流业“两业”融合之中,生产物流占有重要位置。作为“中国制造2025”战略的重要步骤,《推动物流业制造业深度融合创新发展实施方案》重磅发布。

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  当前,我国制造业物流链条的冗长和分散,带来了效率低下,成本过高的结果,进而也吞噬了制造业的大量利润,甚至可能影响消费者的消费体验。生产物流制约了制造业的发展,固化的运作模式,使物流成为企业生产的一大包袱。

  在国家推动“工业4.0”和“中国制造2025”战略背景下,柔性化物流,成为促进二者融合的最佳途径。

  物流技术与制造业的融合将是未来几年生产物流的重点发展方向之一。除了外部政策的扶持、大环境向好的同时,对于企业内部来说,生产物流的现代化与柔性化为企业一方面节省了生产成本,另一方面还能为企业带来新的利润增长点。

  加工和制造的时间仅为10%左右,物流过程的时间却几乎为90%。对物流管理重要性认识不足直接导致了制造企业在整体竞争环境中竞争力的缺乏,没有充分发挥物流管理在资源调节中的作用,令企业内部出现对市场需求变化反应慢、订单交付不及时、物料到达不准时、车间物料调动混乱、零部件配套性差、库存及生产成本过高、生产效率低下和物料浪费严重等问题。

  随着市场需求的转变,企业的生产模式也逐渐由单品种、定批量转变为多品种变批量。柔性化的生产作业对物流提出了新的个性化要求,快速响应的生产物流成为确保生产持续的基础,柔性化物流装备有了用武之地。

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  制造型企业中涉及的物料多为异形、非标的原材料或辅料,在实际管理上很难对现场进行统一的规划和布局也是难点之一,这就显得柔性化物流装备更有效益。定制化生产等服务型制造新模式,进一步提高了制造业对柔性化物流业融入的迫切性。

  三、柔性化物流装备的选择

  柔性只是一种追求的目标,其实现路径要与当前的技术水平相结合,而不能离开实际需求盲目推进柔性化。此外,柔性系统也有其适应性问题,它们各自找到最佳的应用场景,从而发挥出最大的作用。

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  生产企业柔性化物流装备的选择,通俗地说,有这么几个原则:设备设计尽量考虑小型化,不落地生根,不寄人篱下、不离群索居,适应多变环境,增加产线柔性,也就是装备具有弹性。

  柔性化体现在多个方面,其中最关键的方面在于更灵活的配置、更快捷的部署,以适合快速变化的市场需求。

  从以上原则出发,在技术和设备选型上,考虑可移动技术(典型的如AGV技术),使制造系统具有更大的弹性。

  对于多品种、小批量、短交期、多变化的工厂,AGV无疑是最好的柔性化、自动化物流设备,对一定周期内的物流任务进行优化组合,提高物流设备的利用率和物流执行的效率。

  在制造行业,AGV在生产物流、智能物流仓储的应用被称为是物流自动化系统中最具有柔性化的一个环节,也是物流领域中首选。随着制造业柔性化进程的推进,柔性化物流解决方案越来越引起关注,AGV/AMR及自动叉车带来的便捷安全及柔性等优势特点,让众多制造企业从最直接有效的物流端切入,助力自动化柔性改造及产业升级。

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  以汽车制造为例,组装车间的组装线已经完全拆除,代之以AGV为载体的移动式生产线。这种移动式生产线的最大好处是柔性化。

  AGV柔性化技术还助力智能制造。全球制造业正加快迈向数字化、智能化时代发展,智能制造对制造业竞争力的影响愈发显著,以“信息化、自动化、柔性化”为基础的智能工厂则是智能制造主要呈现形式。

  AGV能有效地改进生产工艺流程,它把众多工艺根据需要柔性化地连接在一起,使得工艺安排更加合理化。AGV可随时变更生产路径,拥有即用即送、节省人力及成本、出错率低、节省能源等优点,使智能化得心实现。

  近年来随着人们对自动化设备柔性化的需求,复合机器人开始走入大家的视野。相比于AGV和机械臂的单一功能,复合机器人既集合了两者的特性又更显柔性化。

  复合机器人一般具备传感器、物镜、图像识别系统和多功能机械手,可根据图像识别系统“看到”物品形状,用机械手抓取物品,然后放到指定位置,能够快速布置于多种自动化场景实现物料的搬运、上下料以及分拣。

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  复合机器人可以应用的制造场景非常多。如在3C电子、医疗、日化品、机加工等传统制造业的零部件组装环节,复合型机器人可用于加工工件的搬运、装卸等作业,以满足车间全自动化柔性生产需求。

  尤其是在厂内物流搬运环节,无轨导航激光AGV加装机械手,配合车载装卸机构,可自动装载货物,无轨AGV自动行驶指定位置后,机械手自动卸货,并放置到指定位置。

  复合型机器人由于其灵活、便捷、柔性等特点,随着应用市场规模的扩大,将迎来市场爆发期。

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  总之,AGV系统很好的诠释了现代物流对于柔性化的需求,如快速部署、可扩充性和可迁移性等,在人和机器和谐交互的环境下,充分发挥各自的优势。

  需要注意的是:柔性化的表现往往是多层次和多方面的。以AGV系统为例,就AGV的导航技术而言,有磁条导航、二维码导航、惯性导航、激光导航、SLAM自然导航等,每种导航技术的柔性化表现方式和程度是不一样的,不能简单地一概而论,其适应性也是多方面与分层次的。


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