隨著《中國制造2025》戰略的提出,我國制造業進入轉型升級的重要時期,這也是制造業物流升級發展的大好時機。然而,開展任何事業或工作,都需要謀定而后動,認準方向、全力出擊,才能收獲成功。因此,在什么情況下需要升級物流系統,如何升級,就成為制造企業需要認真考慮的課題。就此我們請教了沈陽新松機器人自動化股份有限公司(以下簡稱“新松”)物流與倉儲自動化事業副總經理趙晨先生。新松作為我國機器人行業的領頭羊,是長期致力于數字化智能高端裝備制造,在物流自動化和AGV系統領域也久負盛名。趙晨加入新松已有十余年的時間,一直從事自動化物流系統項目的規劃建設工作,具有豐富的行業經驗。
記者:近幾年,我國包括制造業在內的很多行業掀起了升級改造物流系統的熱潮,投資建設了很多自動化物流系統項目。您能否幫我們分析一下形成這種潮流的原因?
趙晨:近幾年,我國的制造業物流確實出現了升級發展的趨勢,自動化物流系統項目很多。除了政府從政策上鼓勵制造業升級發展的原因外,我認為更重要的推動力源于企業自身發展的需求,主要體現在以下幾方面:一、隨著市場需求的增加,很多制造企業有擴張產能的需求,而相應就需要更高效的物流系統。二、勞動力成本上升,用工緊張。這里還細分為兩個方面:一方面是勞動力成本上升幅度很大、速度很快,使得企業建設自動化物流系統能夠取得較好的投資回報率;而更極端的情況是,有時企業根本招不到或招不足合適的勞動者,只能使用自動化裝備替代人工操作。三、隨著市場競爭的激烈,企業對提高產品質量(主要是質量穩定性)的要求越來越高,而自動化裝備是保證產品質量穩定的有力工具。
以上幾點是制造企業在升級改造物流系統時最主要的考慮因素。當然,隨著以互聯網技術為主導的新技術取得巨大突破,例如物聯網、大數據、云計算等新技術快速發展,為企業打造更高效的智能物流體系提供了強有力的技術支撐。現代化的物流系統對信息的收集、信息的整理都有幫助。這個對企業長期經營是有好處的。
記者:制造業物流系統升級和改造主要有幾種情況,怎么為其提供適用的解決方案?
趙晨:企業升級物流系統一般有兩種情況:第一種,在建設新的工廠時升級物流系統,使用自動化程度更高的技術或裝備,如,以自動化立體庫代替普通貨架倉庫,采用拆碼垛機器人代替人工操作,大幅提升物流運作效率和管理水平。這在煙草、醫藥、食品飲料等很多行業都是典型做法,新松也有很多成功案例。
第二種情況,是對原有物流系統進行改造,提升其物流運作能力。這里面原因有很多,可以概括為三類。一是客戶要求處理的貨物量增加,相應地需要提高物流系統的能力。以我們公司在印度和新家坡的兩個項目為例,由于當初在設計時堆垛機軌道采用道岔結構,使一臺堆垛機可以處理多個巷道的貨物,通過直接在原系統中增加堆垛機的數量,就提升了其物流處理能力。
二是客戶需要處理的貨物品規數增加了,需要調整物流系統。這個調整難度就大了很多。因為不同品規的貨物,可能其包裝大小、貨物重量等都不符合原系統的要求,這就需要調整設備以適應這種變化。但是設備的調整往往只能在其設計范圍內進行。
三是企業物流運作模式改變,需要調整物流系統,這個改造的難度就更大了。例如原來按照“整進整出”設計的物流系統要變更為“拆零揀選”功能的物流系統。這完全改變了當時設計的初衷,改造難度很大,幾乎是不可能實現的。因為物流系統的自動化程度越高,調整的難度越大,只能通過增加操作流程或者新建物流系統來適應物流需求的變化。
記者:制造企業物流系統升級或改造實施的要點是什么?
趙晨:物流系統建設總的原則是:總體規劃,分步實施。如果一開始設計物流系統時有一定的前瞻性、規劃合理,就會避免今后的使用中不必要的改造,而且升級也將是合理和順暢的,更容易實現。
作為系統集成商,首先我們要幫助客戶用現代物流的思維去考慮問題,挖掘出客戶真正的需求。在最初接觸客戶的時候,很多客戶提出的要求是“要先進的系統”、“要5年不落后”、“倉庫擺滿”、“倉庫裝得越多越好”等等。這種要求太模糊了,沒有數據支撐,也不符合精益生產的理念,說明客戶對自己的目標沒有量化。此時我們需要幫助客戶理清自己的需求,細化自己的需求,只有在這樣的基礎上才能開始提供物流系統方案。這是供應商和客戶需要共同進步的地方。
另外我們要注意,現在企業運作對信息化要求很高。信息是否通暢成為構建高效物流系統的最關鍵要素,這也是一個明顯的變化趨勢。信息通暢靠兩方面來保證,一方面是流程的通暢,另一方面是信息載體的選擇。
流程的通暢是所有企業都應重點關注的,流程清晰、通暢,物流才會通暢。一般來說,企業對自己的生產流程都是很清楚的,但是智能物流系統考慮的方面比較多,企業有時候也會容易遺漏一些細節。例如,對一些初次接觸智能物流系統的客戶來說,可能會遺漏揀選托盤出庫后回庫的數量,或者會遺漏空托盤流轉這個環節;對某些產品種類多但批量少的客戶來說,如果進行揀選出庫,采用入庫前配盤還是出庫后配盤或者兩者兼有,這也是必須要闡明的問題。所以說企業能否全面、完整、準確地描述流程是項目成功的前提,這需要企業事先做很多準備工作。
目前信息載體很多種,主流是條碼和RFID。盡管RFID應用是未來方向,但目前基礎的信息采集還是以條碼為主。因為RFID的穩定性還是有所欠缺,需要降低成本和降低誤碼率。RFID標簽與條碼相比還有一個不同,它分很多種類,包括高頻、超高頻等,使用時就需要考慮這個因素,要采購最適用的類型。RFID群讀功能是它的技術優勢,這也是RFID的賣點,但是這對RFID本身的質量提出很高的要求。如果技術有所欠缺,RFID識別就會產生較高的差錯率,還需后期人工修正,這就失去了自動化系統的初衷。此外,目前RFID較高的成本客觀上限制了它的應用。
還有一點是企業要著重注意的,就是對軟件和系統集成的關注。一般來說,企業可能更關注硬件,例如堆垛機、貨架、機器人、輸送機等等,因為這些硬件是企業最容易接觸到的,也是價格占比中非常高的。但是實際上,一個系統的核心是軟件,軟件能力和系統集成能力的優劣才是評價一個系統優劣的最核心因素。具體一點說,比如堆垛機是系統中非常關鍵的硬件設備,堆垛機的效率有時候就決定了系統的效率,但是堆垛機的效率并不完全是由硬件決定的,硬件只是決定了堆垛機能夠達到什么效率,是否能夠達到這個效率是由堆垛機的控制軟件決定的。同時,單臺堆垛機的效率是由這臺堆垛機的硬件和控制軟件決定的,而多臺堆垛機的效率是由整個系統的管理軟件(WMS)和監控調度軟件(WCS)決定的,同時也是由周邊的輸送系統的布局決定的,而周邊輸送系統的布局考驗的就是系統集成商的集成能力。也就是說,如果系統集成能力和軟件能力較弱,可能無法發揮硬件設備的水平,甚至造成1+1<2這么一種情況??上驳氖牵蛻魧ο到y集成能力和軟件能力的重視越來越高,這在我們新松公司洽談的項目中得到了越來越多的體現。
新松公司的系統集成能力和軟件能力一直是我們引以為榮的,我們開發出擁有完全自主知識產權的智能生產物流系統基礎平臺、應用套件及核心關鍵智能部件,以信息技術和網絡技術為媒介,將機器人、自動化物流成套設備和軟件系統完美組合,搭建了具有高度柔性和適應性的大型制造企業物流系統,已在多個項目中成功應用,得到了客戶的認可。
記者:隨著“智能制造”潮流的到來,現在行業內提出了“智能工廠”、“智能物流”等概念。新松在這方面有什么樣的解決方案?您認為我們應當如何看待這些概念?
趙晨:“智能制造”現在還處于探索階段,搭建智能制造系統需要一定的條件和要求,例如要提高標準化水平,所有環節數據是完備和清晰的,要對加工工藝和流程有透徹的了解。我認為,目前對待“智能制造”、“智能物流”,我們要冷靜和客觀地看待,要向這個方向努力,但是也不能冒進。“工業4.0”中談到的“智能制造”、“智能物流”,是用信息化把原來很先進的單個設備連接起來,讓制造者能夠從源頭掌握整個數據,去定制生產。國外的先進企業之前已經有了技術沉淀,特別是信息化水平很高,因此有實施“工業4.0”的基礎。而我國很多企業還是以量取勝,不是以質取勝,還處于提高產能的階段,因此要進入“智能制造”還需要一段時間。
記者:據了解,新松已經建成了高度自動化的智能工廠,請介紹一下具體情況,特別是其中的物流系統是怎樣的?
趙晨:新松2015年10月自主規劃建設了“三期”工廠,其中有一個“智能制造”生產車間。新松數字化工廠由工業機器人、智能物流系統、自動化生產線及MES制造執行系統等部分組成,涵蓋了生產、計劃的制訂和執行、產品質量控制及物流自動化管理運作等諸多環節。智能制造的機器人生產線,就是“用機器人生產機器人”,這條生產線自動化程度非常高。我們能做到的前提是,首先在產品設計上就要做到所有環節的數據是清晰的,工藝上是可實現的。這條生產線是訂單化生產,我們可以根據客戶的需求來調整生產,這樣就能做到對市場需求的實時反應。由于數據完備和清晰,哪些型號的產品需要什么型號的零件,全部預定好了,生產過程可以隨時切換。裝配環節完全采用機器人,生產過程還通過傳感器進行跟蹤,實時監控,并記錄數據。根據這些數據,我們可以對生產進行分析。例如,如果出現了生產故障,如果是一臺裝配機器人出現的故障率很高,就該考慮這臺機器是不是出現了問題,從而及時進行檢修;如果是生產一種類型的產品故障率較高,我們可以考慮是不是工藝設計有問題,這樣我們就需要重新修改工藝設計。這就是智能化的反饋。但我們認為這僅僅是打造了一個智能工廠的雛形。
這其中好幾個環節與物流有關。例如要知道物料需要什么型號,怎么運到生產線。一個5公斤機器人,它的各個零部件怎么存,機器人怎么取,我們都要考慮清楚。智能工廠的備件倉庫已經很類似一個配送中心,并且要從源頭保證信息的準確性。物流操作環節,用AGV自動送生產備件,用機器人抓取和安裝。
我們能夠做成這樣的體系,因為機器人就是我們公司自主設計的,我們了解生產工藝,知道需要安裝哪些零部件,零部件的安裝順序是怎樣的。要實現智能生產,必須搞清楚這些問題,加工手段、檢測等等都需要考慮到,否則無法實現。
記者:實現“智能制造”對物流裝備本身的提升和改造有哪些要求?
趙晨:總體來說,建設符合“智能制造”需求的高效物流系統對系統集成要求比較高,對單一設備也會有一定的需求。從歷年的物流裝備展會上可以看出,新的市場需求會促進某類產品的市場迅速擴大。例如2015年的CeMAT Asia展會,交叉帶分揀機、穿梭車、AGV就很多,這都表明市場對這類產品有旺盛的需求。當然對于傳統制造業來說,用到的新設備比較少一點。
隨著“智能制造”潮流的興起,很多用戶對機器人和智能物流解決方案很憧憬。但是我認為有必要幫助客戶真正理解智能物流和機器人,以便于讓這些高端的智能裝備為我們的生產服務。目前,企業需求量最大的是工業機器人,在物流過程中運用機器人的,也有很多成功案例,新松公司實施的很多項目都用到了新松生產的各種機器人,用來完成搬運、碼垛、拆垛、裝箱、分揀、輸送等等工作,極大地提高了生產效率,降低了勞動強度。但是,機器人不是萬能的,比如,有的用戶想應用機器人完成成千上萬種各種形狀零件的分揀工作。很顯然,分揀工作是倉儲物流環節最復雜也是比較難于操作的工作,這樣的工作目前一般都是通過人工來完成,也可以由人工加機器人協作完成,純粹通過自動化手段,讓機器人操作在未來是肯定可以實現的,這也是我們正在為之奮斗的目標,但是短期來說還是很困難的。因此,現階段使用機器人和智能物流系統應該從提高整個物流系統的效率出發,智能物流系統建設也要因需訂制,只有在企業信息化的基礎上不斷變革、升級,才能成為助力企業發展的利器。
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