帮传统制造企业走向工业4.0 智能仓储有啥好处?

2017-08-17 10:04 行业报道   来源:先进制造业

导读说到物流,大家的第一印象肯定是快递,但传统制造业内部物流的优化对提高生产效率、实现工业4.0同样重要。  

说到物流,大家的第一印象肯定是快递,但传统制造业内部物流的优化对提高生产效率、实现工业4.0同样重要。

作为国内安防领域的领军企业,海康威视对此深有感触。

智能仓储有啥好处?

2014年6月,海康威视位于浙江桐庐的安防产业基地正式启动。2015年下半年基地一期竣工投产,占地面积约370亩,建筑面积约26万平方米,基地内的智能仓储及厂内物流解决方案均由旗下的子公司杭州海康机器人技术有限公司( 以下简称“海康机器人”)提供并实施。

其中最为大家所熟知的便是海康威视智能仓储机器人

据海康威视移动机器人先进制造行业组总监傅高翔介绍,基地目前在线使用的AGV共计800多台,分散在4个原材料库,1个半成品库,2个成品库和6个工厂车间中,涵盖了仓库、库间、产线的AGV需求。满足日产值近亿元的仓储及内物流需求的同时,有效节约了58%的人力使用,并将工作效率提升了84%。

三大组成部分

傅高翔介绍,海康威视智能仓储机器人系统由AGV(智能仓储机器人)、RCS(机器人调度系统)、iWMS(智能仓储管理系统)三大部分组成。

AGV

AGV接到指令后,会自行到存放相应商品的货架下,将货架顶起,随后将货架拉到拣货员跟前。完成拣货之后,机器人再将货架拖到货架区存放,大幅减少了人到货物的跑动距离,同时显著提高了货物的拣选效率。

帮传统制造企业走向工业4.0 智能仓储系统有多牛?

“货到人”模式

AGV并非新鲜事物,发展至今已有50多年历史,并逐步衍生出了三种主流方案:

磁条方案:最早的AGV机器人采用的是磁条方案,需要先在地面上铺设磁条,机器人沿着磁条移动,实现点到点的搬运。其优点是成本低廉,但灵活性较低,不够智能。

激光方案:采用激光方案的AGV机器人又可以分为两种:一种是通过激光测距结合SLAM算法建立小车的整套行驶路径地图,不需要任何的辅助材料,柔性化程度更高,适用于全局部署;另一种是反光板导航,即在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和方向,并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航。

激光导航的优点在于定位精确,地面无需铺设定位设施,机器人的行驶路径可灵活多变,但激光导航AGV制造成本较高,且对环境有一定要求。

二维码方案:需要在仓库地面上布置栅格化的二维码图形,其地图相当于一个大号的围棋棋盘,机器人平时通过惯性导航,经过二维码时再进行校正。二维码导航不受声光干扰,但对二维码的贴码材质有特别要求,对陀螺仪的精度及使用寿命也有严格要求。

傅高翔介绍,目前占据市场份额最多的仍然是采用磁条方案的AGV,因为历史比较悠久,而激光和二维码方案是最近三五年才发展起来的。海康威视AGV采用的是二维码方案,与亚马逊的Kiva类似。傅高翔认为,综合考量各种因素,二维码方案将是未来的发展趋势。

据悉,MR-Q7-LR100A(2.0)是海康威视目前为止载重量最大的AGV,额定负载能力可达1000千克,最大运行速度可达0.8m/s,满负载续航时间超过8小时。傅高翔表示,根据客户需求,还可以定制负载更大的AGV。

RCS

如果把AGV比作智能仓储系统的肢体,那么RCS便是系统的大脑,负责全部机器人的任务分配、调度及运行维护。RCS采用多种调度算法,可实现任务的最优分配、多机器人路径规划以及机器人交通管理,让机器人集群能协调在一起工作,互相合作又互不影响,发挥出最大的效能。

帮传统制造企业走向工业4.0 智能仓储系统有多牛?

机器人自主充电

RCS 还负责监控机器人的运行状态,根据每个机器人的历史情况和当前状态,来决定是否需要进行具体项目的保养维护,并结合充电站的运行状态和当前的任务执行情况,合理的安排有需要的机器人进行自主充电,补充能源;并记录分析和汇总全部机器人的告警信息,及时通知运维人员,给出相应的检查和处理的建议,保障整个系统运行的可靠性。

衡量这个大脑聪明程度的一大指标是,单一仓库内系统能够调度的最大AGV数量。

日前,菜鸟网络惠阳仓正式投入使用,单仓AGV数量多达100多台,号称中国最大的智慧仓库。但事实上,早在2016年,海康威视2号成品库的单仓AGV数量就已经达到了115台。据傅高翔透露,桐庐基地目前的单仓AGV最大数量已经达到了160台。

在快递行业,海康还推出了海康威视智能分拣机器人。在已经落地的项目中,单仓最大分拣机器人数量已经达到了330多台,在仿真环境下甚至能达到600多台。傅高翔表示,仓储机器人和分拣机器人在交通管理和调度方面是一样的。

iWMS

iWMS 集成了多种仓储优化技术,可实现物料随机存储,提升仓储空间利用率;实时动态调整冷热区物料,提高出库效率;通过对历史运行数据的分析,还可以挖掘物料之间的关联,并制定相应的入库策略,提高出库效率;与视频监控互联,实时查看现场运作动态。

系统如何运作的?

那么海康威视智能仓储系统到底是如何运作的呢?

原材料入库

傅高翔向雷锋网介绍,货车将原材料送达后,仓库门口有一个暂停区。仓库工人使用手持PDA扫描送货单完成收货过账,并将托盘指示器与每托货物的信息进行扫描绑定,指示器通过亮灯颜色显示货物的实时处理状态。比如红色代表物品还需要检验,蓝色和绿色分别代表上高层货架和单层货架。

傅高翔特别指出,货物入库时需要注意两大要素:一是重量;二是体积。重量和体积决定了货物使用什么样的货架。货物送达后,首先要获取其体积和重量参数,然后iWMS会自动分析仓库还剩下多少仓储面积以及货物的重量,根据既定的入库策略分配最优仓位。

与此同时,AGV搬运空货架至入库工作台,数量较多、单件较重的货物则通过铲车将整托货物移载至单层货架,提高上架效率,减轻工人的搬运量;数量较少、重量较轻的货物则放置在多层货架,最大程度利用仓储空间。

原材料出库

MES系统可以自动感知产线上缺少什么物料,并传达给iWMS系统对接。iWMS系统会将用料需求分为几个订单,每个订单又分为几个订单行,AGV会根据订单行自动把对应的货架拉出来,再由人工从货架上拣选出需要的原材料送到产线上去,实现了“货到人”“货等人”的要求,提高出库效率。

原材料运送

原材料出库通过周转箱+笼车进行运送,若产线在同一楼层,由AGV直接搬运笼车至产线;若在不同楼层,则由RCS调度提升机实现笼车跨楼层搬运,到达目标楼层后再由另一台AGV接驳搬运至产线。

成品入库

工人扫描成品包装信息并摆放在单层货架上,码托完成后呼叫AGV。与原材料运送相同,若目标库区在同一楼层,由AGV搬运成品直接入库;若在不同楼层,RCS调度提升机实现跨楼层搬运入库,入库后完成更新库存信息。

成品出库

成品出库就是说客户下了单,需要把订单里的货物找出来。比如说客户下了5个摄像机,AGV就会到仓库里把这5个摄像机拉出来。如果5个摄像机不在同一个货架上,它就会分别拉几个货架出来,让工人拣选出这五个摄像机。

至于货架拉出来之前的位置、放置的位置、放回去的位置,以及由哪台AGV完成哪个任务都是由系统自动分配的。货架出来和进去的位置并不一定相同,系统会进行自动优化。仓库划分为冷区和热区,冷区摆放不经常进出的货物,热区摆放经常进出的货物。热区离工作台较近,冷区则相对较远,以实现最短的进出总距离。

有哪些要求?

系统好,关键还要能用得上。

对于广大中小制造业厂商来说,他们并不具备像海康威视一样强大的供应链管理能力、基础设施和IT能力,那么这样一套智能仓储系统对他们是否适用呢?

傅高翔向雷锋网介绍,一般情况下,海康会要求供应商在货物的箱子和最小包装上贴上一维码,货物进出仓库时需要扫码绑定和解绑。对于规模较小的厂商来说,如果供应商无法满足他们的需求,可以选择在入库、检验的环节自行粘贴一维码。

而在系统对接层面,傅高翔表示,与客户合作时并非每次都按标准的接口对接,而是需要双方共同完成开发。如果厂商的iWMS系统不合格,那么企业需要进一步开发某些功能,海康也需要根据对方的系统进行相应的开发。

傅高翔强调,海康要求客户具备的是一定程度的IT能力,而非一定要有什么样的系统。对于海康来说,不管对不对接企业的ERP等系统,智慧仓储系统都可以独立运转。要不要对接,对接到什么程度是客户需要想明白的。只要客户具有相应的IT能力,那么海康就可以通过按钮、APP等多种形式与其MES系统对接,具体采用哪种对接形式则由现场的实际运营状况决定。

如果客户的生产线比较简陋,可以采用比较简单粗暴的方式,用按钮进行硬对接。缺物料的时候,工人只需要按一下按钮,AGV就能把相应的物料送过来。如果客户的智能化程度比较高,则可以采用系统对接的方式叫料,无需人为干预。

瞄准工业4.0

傅高翔表示,在大多数人的印象中,海康威视是一家安防企业,涉足物流领域是很大的跨界。但其实海康威视在耕耘安防市场时,积累下了深厚的技术底蕴和人才储备,为进入智能仓储领域打下了坚实的基础。目前海康智能仓储方面的团队和核心技术都是原来在安防领域储备下来的。

海康威视早在做安防的时候就关注到了工业领域,推出了很多工业领域的视频和安防解决方案,只不过现在延伸到了内物流领域。傅高翔表示,做安防和内物流的终极目标是智能制造和工业4.0。过去海康威视从视频方面解决了工业4.0的一部分问题;现在又用AGV解决了货品的流动问题。

安防市场的耕耘,除了为海康涉足物流奠定了团队和技术基础,也积累下了强大的客户资源。傅高翔表示,在合作的过程中,客户提出了不少要求,这些要求帮助海康把系统和方案做得更加完善。在他看来,海康威视专门成立的机器人公司海康机器人仍是一家创业公司,还需要不断完善和进步。

海康的智能仓储系统目前已经广泛应用于快递物流和工业制造领域,客户涵盖了中创物流、网易考拉,以及光伏、汽车领域的诸多传统制造企业。

傅高翔表示,尽管在智慧物流领域做了很多事情,但海康的目标从来不局限于物流领域。虽然谈中国制造2025有点大,但海康威视希望能从安全生产和智慧物流两方面,为智能制造贡献一份力量。

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