文/本刊記者 江 宏

針對(duì)智能制造推進(jìn)中的物流痛點(diǎn)和挑戰(zhàn)，正昌糧機(jī)攜手曠視科技建設(shè)以智能化立體庫（AS/RS）與自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）為核心的倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了制造全程可視化、可追溯，保障了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率提升與質(zhì)量控制，為智能制造的推進(jìn)奠定了良好基礎(chǔ)。

江蘇正昌糧機(jī)股份有限公司（簡稱“正昌糧機(jī)”）是一家以飼料裝備及其工程為主營業(yè)務(wù)的國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，是全球飼料機(jī)械領(lǐng)域的領(lǐng)軍型企業(yè)，其總部江蘇正昌集團(tuán)至今已有100多年歷史。早在1957年，正昌就成功研制了國內(nèi)第一臺(tái)飼料顆粒壓制機(jī)，率先掌握了每小時(shí)產(chǎn)能5噸以上的飼料生產(chǎn)整廠技術(shù)，開創(chuàng)了國產(chǎn)飼料機(jī)械工業(yè)發(fā)展的先河。正昌糧機(jī)還研制了目前亞洲產(chǎn)量之王——每小時(shí)產(chǎn)能75噸的1208型制粒機(jī)，引領(lǐng)中國飼料工業(yè)向高效化、智能化、安全化發(fā)展，更為中國飼料行業(yè)向大型化、集約化方向發(fā)展并實(shí)現(xiàn)降低成本打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

正昌糧機(jī)不僅十分重視技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，也在生產(chǎn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型方面不斷探索。實(shí)現(xiàn)智能制造，首先要實(shí)現(xiàn)零配件料倉庫供給的智能化。為此，2020年4月，正昌糧機(jī)開始攜手曠視科技實(shí)施智能化立體庫建設(shè)項(xiàng)目，提高倉儲(chǔ)物流管理運(yùn)作水平，并實(shí)現(xiàn)了制造全程可視化、可追溯，取得了減能、增效、降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度的顯著效果，打造了糧機(jī)行業(yè)自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)升級(jí)的標(biāo)桿案例。

項(xiàng)目背景

正昌糧機(jī)對(duì)倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)進(jìn)行改造主要出于兩方面考慮：

首先，認(rèn)清了高端制造業(yè)物流向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的必要性。

從政策層面，近年來國家鼎力支持中國智造不斷深化發(fā)展。柔性化生產(chǎn)工藝對(duì)倉儲(chǔ)物流提出了更高的要求，物流也越來越受到制造企業(yè)重視。從企業(yè)層面，目前中國制造企業(yè)普遍存在自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率、良品率、信息互聯(lián)互通效率相對(duì)較低等問題，面臨市場(chǎng)競爭激烈、客戶需求日趨個(gè)性化、勞動(dòng)力成本攀升等壓力，需要加強(qiáng)差異化競爭優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)制造企業(yè)加快自動(dòng)化、智能化升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)降本增效。從技術(shù)層面，新技術(shù)帶來新機(jī)遇。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、機(jī)器視覺等技術(shù)不斷應(yīng)用，為物流智能化發(fā)展提供了良好的技術(shù)支撐。

其次，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，首先要實(shí)現(xiàn)零配件料倉庫供給的智能化。

國內(nèi)飼料裝備制造行業(yè)具有多品種、小批量、甚至需要定制的離散型制造特點(diǎn)，一直沿用較為傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，影響了整個(gè)生產(chǎn)過程的綜合管理，要推進(jìn)智能制造難度較大。

面對(duì)挑戰(zhàn)，正昌糧機(jī)在市場(chǎng)調(diào)研和向?qū)I(yè)公司咨詢的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)到要實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，首先要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)原料要素（零配件料倉庫）供給的智能化，從源頭上奠定智能化生產(chǎn)的基礎(chǔ)（“一物一碼”）。因此，他們決定在購進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化制造設(shè)備的同時(shí)，投資建設(shè)智能化立體庫（AS/RS）和引進(jìn)自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）。

圖1 江蘇正昌集團(tuán)

圖2 智能化立體庫內(nèi)景

圖3 智能化立體庫一層布置圖

圖4 WMS系統(tǒng)功能圖

正昌糧機(jī)計(jì)劃通過實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程產(chǎn)線各關(guān)鍵工序的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)制造信息和管理信息全程可視、可追溯，保障各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)效率及質(zhì)量控制，從而進(jìn)一步提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力，增加產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力，為公司創(chuàng)造新的增長點(diǎn)。

據(jù)了解，在改造項(xiàng)目實(shí)施前，正昌糧機(jī)在倉儲(chǔ)物流方面主要存在以下痛點(diǎn)：

● 采用粗放式的物料存儲(chǔ)方式，倉庫空間利用不足；

● 原料堆放無序，對(duì)倉庫情況難以準(zhǔn)確掌握，導(dǎo)致發(fā)貨時(shí)間長、商品損耗高；

● 訂單出現(xiàn)問題后難溯源，人工數(shù)據(jù)分析壓力大；

● 傳統(tǒng)倉儲(chǔ)作業(yè)方式高度依賴人工，且人工作業(yè)效率提升空間小、差錯(cuò)難避免；

● 工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，招工難、專業(yè)技師缺乏等問題逐漸凸顯。

為了解決上述問題，正昌糧機(jī)自2020年4月起開始與曠視科技合作，打造一個(gè)穩(wěn)定高效、AI程度高、可視化、智能化、可擴(kuò)展兼容的智能物流系統(tǒng)。

實(shí)施3A智慧物流解決方案

正昌糧機(jī)智能化立體庫建設(shè)項(xiàng)目采用了曠視科技創(chuàng)新推出的3A智慧物流解決方案（AS/RS +AMR+ AI)：將AI技術(shù)賦能倉儲(chǔ)物流，將AS/RS自動(dòng)化物流系統(tǒng)和AMR柔性物流系統(tǒng)有機(jī)集成，實(shí)現(xiàn)物流柔性化、智能化、模塊化。

一是新建了層高為18米的智能化立體庫。其中包括占地面積為2596平方米的倉儲(chǔ)用房，以及3T貨梯、供電、消防、環(huán)保等附屬設(shè)施。庫區(qū)劃分為外購件入庫區(qū)、中控室、檢驗(yàn)室、裝箱區(qū)、待處理區(qū)、金工車間入庫區(qū)、大件收發(fā)貨區(qū)、備貨區(qū)、預(yù)留區(qū)、3T電梯、托盤立體庫區(qū)（3個(gè)巷道，5700個(gè)貨位）、箱式立體庫區(qū)（3個(gè)巷道，16128個(gè)貨位）。

項(xiàng)目建設(shè)前，倉庫布局不合理，浪費(fèi)大量儲(chǔ)存空間；原料未按產(chǎn)品嚴(yán)格分類，堆放雜亂無序，大大增加了發(fā)貨時(shí)間；原來產(chǎn)品存管不合理，導(dǎo)致大量易損件出現(xiàn)銹蝕、老化等情況。建成后，倉庫區(qū)合理布局，收取原料智能化操作，大大提升了庫容量；大小件嚴(yán)格區(qū)分保存，有序存放，便于分類管理、高效收發(fā)；各種大小件貨物統(tǒng)一用料箱保存，有效避免了同類物品混淆，同時(shí)也能做到防潮、抗氧化，減少了物品的老化問題，保證了原料的質(zhì)量。

二是引進(jìn)智能化立體庫倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)WMS。WMS系統(tǒng)上游對(duì)接企業(yè)的SAP ERP系統(tǒng)，下游對(duì)接WCS系統(tǒng)。通過SAP系統(tǒng)下發(fā)物料、入庫單、出庫單等信息，WMS在完成對(duì)應(yīng)操作后，將結(jié)果反饋給SAP系統(tǒng)。WMS獲取到物流作業(yè)任務(wù)后，通過WCS系統(tǒng)指揮倉庫各個(gè)設(shè)備完成入庫、出庫、通過AMR小車自動(dòng)配送至指定車間工位等作業(yè)。

WMS系統(tǒng)提高了倉儲(chǔ)管理水平，有助于企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。項(xiàng)目建設(shè)前，庫存物料數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較少，功能單一，無法完成繁雜數(shù)據(jù)的索引；呆滯庫存無法自動(dòng)反饋；物料無法完整回溯，大大增加了人工數(shù)據(jù)分析的壓力。建設(shè)后，包括物料編號(hào)、物料描述、包裝規(guī)格、有效期、包裝量、庫存上下限等豐富了物料的查詢維度；可以自動(dòng)完成呆滯物料、物料庫齡、供應(yīng)商用量、領(lǐng)用匯總數(shù)據(jù)、庫存明細(xì)數(shù)據(jù)、庫存上下限預(yù)警數(shù)據(jù)等多項(xiàng)信息的實(shí)時(shí)查詢功能，呆滯庫存、安全庫存能夠?qū)崟r(shí)預(yù)警，物料從入庫到出庫到最終使用均有單獨(dú)報(bào)表信息，方便回溯。此外，倉庫的數(shù)據(jù)分析不再需要單獨(dú)增加工作人員進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算、匯總，運(yùn)用AI人工智能技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)全場(chǎng)景的智能化控制，降低人工作業(yè)強(qiáng)度。

圖5 曠視河圖系統(tǒng)控制與應(yīng)用

圖6 入庫作業(yè)流程

三是實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)揀選配貨。4臺(tái)AMR移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行物料從倉庫到產(chǎn)線的自動(dòng)搬運(yùn)作業(yè)。

值得一提的是，該項(xiàng)目采用曠視河圖系統(tǒng)來統(tǒng)一管理物流作業(yè)流程、倉庫庫存庫位、各類AMR和自動(dòng)化物流設(shè)備，借助AI算法優(yōu)化物流作業(yè)，提升效率。河圖系統(tǒng)與正昌糧機(jī)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)連通，支撐一致性物流數(shù)據(jù)和服務(wù)創(chuàng)新。

主要作業(yè)流程

1.入庫

智能化立體庫可以采用多種方式完成數(shù)據(jù)信息的錄入：通過上游SAP系統(tǒng)直接下發(fā)；通過已創(chuàng)建的依據(jù)WMS指定數(shù)據(jù)格式的Excel文件一次性導(dǎo)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)到WMS系統(tǒng)。簡易高效的錄入方式大大減少了信息錄入的工作量，可以節(jié)省人工2-3人。另外，物料主數(shù)據(jù)維護(hù)為自動(dòng)化立體庫提供了原始物料代碼，物料主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是形成托盤碼放規(guī)則的重要依據(jù)，較原先的簡易錄入得到更大的擴(kuò)充，包括物料編號(hào)、物料描述、包裝規(guī)格、有效期、包裝量、庫存上下限等。

2.出庫

物料出庫前需要生成出庫單。出庫單的來源是SAP系統(tǒng)接口傳遞，或在WMS中錄入，實(shí)現(xiàn)由單據(jù)驅(qū)動(dòng)的各類正常出庫操作。系統(tǒng)按照實(shí)際發(fā)貨，每箱物料均要復(fù)核客戶、數(shù)量記錄箱明細(xì)。出庫數(shù)據(jù)信息將返回SAP系統(tǒng)。高效的物流信息系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)減少了出入庫環(huán)節(jié)繁雜的整理、復(fù)核、發(fā)單工作，有效避免了運(yùn)行差錯(cuò)，提高了效率。

圖7 AMR自動(dòng)配貨流程

圖8 AMR進(jìn)行原料配貨

3.自動(dòng)配貨

項(xiàng)目建設(shè)前，制造車間工位領(lǐng)取生產(chǎn)原料，需要停止現(xiàn)有工作，到倉庫領(lǐng)取，小件自行搬運(yùn)，大件原料還需使用叉車、推車等工具，嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。

建設(shè)后，總裝車間下達(dá)指令，采用無線呼叫的方式將指令下達(dá)到WMS系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇符合條件的物料出庫，配貨不再需要出庫計(jì)劃員的干預(yù)。倉庫對(duì)物料進(jìn)行揀選、復(fù)核完成后，AMR將托盤物料搬運(yùn)至生產(chǎn)線。這樣有效打通了生產(chǎn)與物流兩個(gè)環(huán)節(jié)，不再需要人工搬運(yùn)物料，也不再需要車間工作人員投入大量時(shí)間處理領(lǐng)料事宜，大大提高了各環(huán)節(jié)的工作效率。

效果顯著

智能化立體庫項(xiàng)目投入使用后，給正昌糧機(jī)帶來巨大價(jià)值：

高效率：通過堆垛機(jī)、AMR、輸送系統(tǒng)等設(shè)備的協(xié)同調(diào)度，實(shí)現(xiàn)倉庫到生產(chǎn)車間的物料無人搬運(yùn)配送，提高運(yùn)營效率。

易管理：基于AI算法，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備集成協(xié)同；多倉、分倉、子倉采用統(tǒng)一的系統(tǒng)管理，支持提前配料等更靈活的調(diào)度，空托盤自動(dòng)回收，訂單分批/分波處理，僵尸件預(yù)警。

柔性化：揀選模塊布置柔性化，當(dāng)產(chǎn)能不均衡造成線邊半成品積壓時(shí)，可作回庫處理解決；搬運(yùn)作業(yè)柔性化，AMR設(shè)備的變更改造成本幾乎為零。

易拓展：WMS系統(tǒng)一管多，自學(xué)習(xí)自適應(yīng)；客戶自定義程度高，WMS可拓展性強(qiáng)，可拓展管理到成品庫、原材料庫及其他子公司倉庫等。

可視化：倉庫收貨/出貨的排隊(duì)順序、產(chǎn)品檢驗(yàn)管理、庫存明細(xì)/全倉作業(yè)狀態(tài)、倉庫員工績效、貨品在庫超期管理、貨位狀態(tài)/設(shè)備狀態(tài)等報(bào)表全面可視化，方便企業(yè)管理。

可追溯：采用條碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)賬物相符；從收貨到發(fā)貨，實(shí)現(xiàn)倉庫內(nèi)作業(yè)全程可跟蹤、可追溯。

降成本：入庫、上架存儲(chǔ)、出庫、配料等環(huán)節(jié)自動(dòng)化作業(yè)，揀選環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)貨到人，人工勞動(dòng)強(qiáng)度顯著降低，降低對(duì)人員的依賴性，同時(shí)準(zhǔn)確率提高，人力成本降低50%。

提效益：與改造前相比，倉儲(chǔ)占地面積節(jié)約60%，存儲(chǔ)密度提升200%；實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化管理與標(biāo)準(zhǔn)化物流作業(yè)，出入庫效率、發(fā)貨準(zhǔn)確率和及時(shí)性、存儲(chǔ)安全性全面提升，生產(chǎn)節(jié)拍提升約30%。

我國的制造業(yè)正處于從中國制造向中國創(chuàng)造邁進(jìn)的關(guān)鍵時(shí)刻。面向未來，正昌糧機(jī)希望通過以點(diǎn)帶面的標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，規(guī)范各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)流程的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，規(guī)范產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制造，降低產(chǎn)品庫存，縮短交付周期，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競爭力，為飼料機(jī)械行業(yè)樹立標(biāo)準(zhǔn)化示范標(biāo)桿。在企業(yè)走向高質(zhì)量發(fā)展的過程中，正昌糧機(jī)將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)物流智能化轉(zhuǎn)型。