魏磊，楊宇

（中汽研汽車工業(yè)工程（天津）有限公司，天津 300300）

隨著我國市場(chǎng)的開放和汽車消費(fèi)需求的增加，各大汽車品牌爭(zhēng)相進(jìn)入中國市場(chǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈。在當(dāng)下數(shù)字化技術(shù)、智能化技術(shù)蓬勃發(fā)展的社會(huì)環(huán)境下，汽車廠家提質(zhì)增效、提高管理效率提高決策水平越來越符合汽車生產(chǎn)廠家的實(shí)際需求，而建設(shè)數(shù)字化智能物流系統(tǒng)、建設(shè)智慧工廠、提高生產(chǎn)線自動(dòng)化水平、對(duì)物料和貨物的數(shù)字化管理水平的建設(shè)和提高也符合當(dāng)下科技發(fā)展和未來工廠的大趨勢(shì)。不僅如此，建設(shè)智能化的物流系統(tǒng)對(duì)提高企業(yè)內(nèi)部的管理水平、決策效率和決策水平以及充分發(fā)揮出物流供應(yīng)潛力等也有著極為重要的意義。

1 汽車廠家數(shù)字化智能物流系統(tǒng)簡(jiǎn)介

汽車廠家應(yīng)用的數(shù)字化智能物流系統(tǒng)，簡(jiǎn)要來說可以分為電子揀選、車位引導(dǎo)、AGV 系統(tǒng)、RFID 射頻物流門、智能立體庫或無人倉儲(chǔ)等幾個(gè)子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)可以作為單獨(dú)的功能模塊來使用，也可以通過建立系統(tǒng)間的信號(hào)傳輸連接，從而實(shí)現(xiàn)完整的數(shù)字化智能物流系統(tǒng)的功能。

通過數(shù)字化的智能物流系統(tǒng)，可以便捷高效地進(jìn)行零部件的選取、揀選、運(yùn)送，或者將貨物零件、半成品加工品等由智能立體庫或無人倉庫中進(jìn)行存取，存取運(yùn)輸過程中以RFID 射頻通信進(jìn)行身份識(shí)別、信息溝通和授權(quán)等，AGV 系統(tǒng)則充當(dāng)了整個(gè)運(yùn)輸過程中的搬運(yùn)工。

2 數(shù)字化智能物流系統(tǒng)介紹

（1）電子揀選系統(tǒng)。電子揀選系統(tǒng)又分為3 層：管理層、監(jiān)控層、執(zhí)行層。分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行整體調(diào)度、物料安排、生成并發(fā)出撿料指令、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制以及執(zhí)行動(dòng)作等功能。系統(tǒng)擁有工作穩(wěn)定性高、硬件柔性強(qiáng)、故障診斷迅速、現(xiàn)場(chǎng)變更迅速等優(yōu)點(diǎn)。在工作中，首先要完成對(duì)電子撿料指示信息的完善、配置及導(dǎo)入。信息包括機(jī)型、零部件、零部件與貨架的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將信息整理后由業(yè)務(wù)人員進(jìn)行配置及系統(tǒng)導(dǎo)入。當(dāng)MES 系統(tǒng)下達(dá)撿料指令后，生產(chǎn)序列信息下發(fā)到撿料區(qū)，系統(tǒng)對(duì)序列信息進(jìn)行校驗(yàn)，存在時(shí)正常接受指令并進(jìn)行撿料。電子揀選系統(tǒng)擁有實(shí)施高效性、擴(kuò)展性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。電子揀選系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)圖如圖1 所示。現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中一般由系統(tǒng)下達(dá)撿料指令，然后通過掃描槍掃描揀料單標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別撿取，并且系統(tǒng)有自動(dòng)校驗(yàn)過程，整個(gè)揀選可以有效保證其正確和高效。

圖1 電子揀選系統(tǒng)

（2）車位引導(dǎo)系統(tǒng)。車位引導(dǎo)系統(tǒng)主要由信息采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析及信息發(fā)布系統(tǒng)、車輛調(diào)度系統(tǒng)、停車記錄查詢等若干個(gè)小系統(tǒng)組成。車位引導(dǎo)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)停車場(chǎng)的停車位進(jìn)行停車狀態(tài)采集，經(jīng)過信息處理后將停車位空位信息通過LED 顯示屏展示出來如圖2 所示，并對(duì)新到停車車輛進(jìn)行引導(dǎo)，以便引導(dǎo)司機(jī)快速找到分配的停車位，并將停車場(chǎng)所有停車位的停車信息進(jìn)行記錄，方便后續(xù)查詢導(dǎo)出停車場(chǎng)停車記錄。該系統(tǒng)提高了對(duì)停車場(chǎng)的管理效率，在引導(dǎo)車輛時(shí)由傳統(tǒng)的人工引導(dǎo)變?yōu)橄到y(tǒng)支持下的電子系統(tǒng)引導(dǎo)，提高了人員的工作效率，減少停車場(chǎng)人員配備，方便對(duì)停車場(chǎng)停車記錄進(jìn)行系統(tǒng)查詢和導(dǎo)出匯總，也極大縮短了司機(jī)進(jìn)入停車位的時(shí)間，緩解停車高峰時(shí)期的停車場(chǎng)內(nèi)的擁堵。

（3）AGV 系統(tǒng)。AGV 系統(tǒng)主要設(shè)備是AGV 小車，AGV 小車是指裝有電磁學(xué)或者光學(xué)設(shè)備的引導(dǎo)裝置的能夠沿指定路線行駛并具有安全保護(hù)的具有移載功能的無人車。現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的AGV 系統(tǒng)如圖3 所示。

在工廠中常見的AGV 系統(tǒng)引導(dǎo)裝置為電磁引導(dǎo)，其穩(wěn)定性高、自動(dòng)化程度高，能代替人工進(jìn)行重復(fù)性的貨物或者材料運(yùn)輸工作。其可以應(yīng)用到收貨、入庫、揀貨、出庫等場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的“人到貨”到“貨到人”模式的轉(zhuǎn)變，有效減少了庫房?jī)?nèi)歸為和揀選的操作人員，實(shí)現(xiàn)庫區(qū)的無人化，提高了出入庫的準(zhǔn)確度，有效提高了庫存管理水平和庫存存儲(chǔ)效率。由于系統(tǒng)的應(yīng)用，可以做到系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享、交互和集成，人員進(jìn)一步的集中化管理，物流過程數(shù)據(jù)化，需求定位精準(zhǔn)化，從而實(shí)現(xiàn)成本和效率的優(yōu)化，對(duì)作業(yè)過程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化的監(jiān)管。AGV 系統(tǒng)任務(wù)分配以“先進(jìn)先出”為原則，充分保證工作中任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

圖2 車位引導(dǎo)系統(tǒng)

圖3 AGV 系統(tǒng)監(jiān)控及現(xiàn)場(chǎng)圖

（4）RFID 射頻物流門。RFID 射頻識(shí)別技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、體積小、信息量大、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于RFID 識(shí)別技術(shù)非接觸的特點(diǎn)，因此完成識(shí)別工作時(shí)不須人工干預(yù)操作，因此系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且設(shè)備不易損壞，不僅能識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體還可識(shí)別多卡，操作簡(jiǎn)單方便。RFID 射頻物流門應(yīng)用場(chǎng)景為當(dāng)貨物通過物流門時(shí)，其自動(dòng)感應(yīng)并讀取貨物包裝或盛具的標(biāo)簽信息，將讀取的信息反饋至后臺(tái)系統(tǒng)，系統(tǒng)返回相應(yīng)的貨物信息并展示在物流門LED 顯示屏上。該應(yīng)用通過信息交換和共享，將車輛、零件、容器等通行記錄做整合，提高物流系統(tǒng)維護(hù)和管理的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)并保證高效生產(chǎn)，如圖4所示。

圖4

（5）智能立體庫/無人倉儲(chǔ)。智能立體庫即能夠完成自動(dòng)存取物料的倉庫，不僅能做到自動(dòng)存取，還可以將利用高層貨架，提高單位面積的存儲(chǔ)量，通過計(jì)算機(jī)控制可以統(tǒng)計(jì)倉儲(chǔ)貨架物料的信息，提高物料的利用率，合理減少庫存，便于清理和盤庫。工作人員只需要通過監(jiān)控系統(tǒng)，就可以得知立體倉庫的運(yùn)行狀態(tài)，便于觀察和隨時(shí)解決存取過程中所出現(xiàn)的問題。立體倉庫具有節(jié)約用地，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高倉庫自動(dòng)化管理水平，方便管理，提升操作人員的素質(zhì)，提高物流效率等一系列的優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)可以根據(jù)倉庫存取貨需求來進(jìn)行最優(yōu)的調(diào)配路線選擇，充分保證了立體庫最大效率的工作。在汽車廠家實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的智能立體庫如圖5 所示。

3 數(shù)字化智能物流系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

各個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用給汽車廠家?guī)順O大的便利和高效的工作，例如充分節(jié)省人工、提高倉庫的調(diào)配效率、最大限度的發(fā)揮出零件揀選的潛力提高單位時(shí)間內(nèi)的揀選量、利用數(shù)字化智能系統(tǒng)進(jìn)行車位的統(tǒng)計(jì)和AGV 系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠度等。

圖5 應(yīng)用場(chǎng)景下的智能立體庫

（1）工作效率高。各系統(tǒng)通過數(shù)字化智能化的升級(jí)改造，充分利用電子設(shè)備如RFID 標(biāo)簽、電子標(biāo)簽、傳感器等進(jìn)行人、車、貨物、零件的身份識(shí)別，通過感應(yīng)器直接讀取RFID 標(biāo)簽信息數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)進(jìn)行信息交互進(jìn)行識(shí)別和判定，從而讀取控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，針對(duì)不同的貨物和零件進(jìn)行揀選和運(yùn)輸，對(duì)不同的人、車進(jìn)行新的工單任務(wù)顯示或放行等動(dòng)作。例如電子揀選系統(tǒng)和智能化立體庫，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的零部件揀選或出庫的指令到電子貨架或者立體庫根據(jù)RFID 的標(biāo)簽信息進(jìn)行零部件識(shí)別，通過機(jī)械手臂或者自動(dòng)化出入庫設(shè)備進(jìn)行動(dòng)作，將物料零部件交付AGV 小車，AGV 小車沿固定路線行駛至上料區(qū)或生產(chǎn)線固定區(qū)域，期間由RFID 物流門進(jìn)行設(shè)備、物料的識(shí)別記錄。

（2）可靠性/穩(wěn)定性強(qiáng)。隨著數(shù)字化工業(yè)的發(fā)展，智能設(shè)備的工業(yè)化應(yīng)用以及電子設(shè)備的長(zhǎng)足發(fā)展，保證了數(shù)字化智能物流系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性。以RFID 射頻技術(shù)的應(yīng)用為例，它工作范圍大，適應(yīng)于惡劣環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，識(shí)別時(shí)可以穿透非金屬物品，可以用于多目標(biāo)以及運(yùn)動(dòng)的識(shí)別，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)中的AGV 小車上的物體射頻（RFID）標(biāo)簽進(jìn)行快速、多目標(biāo)讀取。RFID 標(biāo)簽可存儲(chǔ)信息容量大，可存儲(chǔ)的貨物信息多，搭配讀卡器，其讀取速度可達(dá)到200 個(gè)/秒。

（3）環(huán)境友好。數(shù)字化智能物流系統(tǒng)，其各個(gè)組成部分材料和設(shè)備在很大程度上均可重復(fù)利用，如可以通過寫卡器隨時(shí)修改RFID 標(biāo)簽的電子編碼，AGV 系統(tǒng)電磁導(dǎo)軌在改變運(yùn)行軌道時(shí)拆下可重復(fù)利用等?？梢杂行Ч?jié)省工廠成本，提高重復(fù)利用率，降低環(huán)境污染，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

4 數(shù)字化智能物流系統(tǒng)的意義

在汽車廠家中智能物流系統(tǒng)的應(yīng)用，其不僅僅是單純的建設(shè)智能物流系統(tǒng)，也是建設(shè)智慧工廠、構(gòu)成智慧工廠中的重要的一環(huán)。建設(shè)數(shù)字化智能物流系統(tǒng)對(duì)于提高產(chǎn)線生產(chǎn)效率、降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)貨物存取運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化、增強(qiáng)企業(yè)的管理水平、提升數(shù)據(jù)的價(jià)值、對(duì)提升企業(yè)形象及加強(qiáng)企業(yè)管理、提升決策水平有著重要的意義。

5 結(jié)語

綜上所述，數(shù)字化只能物流系統(tǒng)相比于普通的倉儲(chǔ)、信息管理、物流系統(tǒng)擁有可靠性高、系統(tǒng)集成度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、對(duì)環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。是建設(shè)智慧工廠中重要的一環(huán)，對(duì)提高企業(yè)形象、幫助企業(yè)管理者提升決策力和決策水平、提高企業(yè)的數(shù)字化管理能力和管理水平有重要的實(shí)際意義。