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新松的智能制造和智能物流建设

2018/5/11 9:54:25来源:作者:

  随着《中国制造2025》战略的提出,我国制造业进入转型升级的重要时期,这也是制造业物流升级发展的大好时机。然而,开展任何事业或工作,都需要谋定而后动,认准方向、全力出击,才能收获成功。因此,在什么情况下需要升级物流系统,如何升级,就成为制造企业需要认真考虑的课题。就此我们请教了沈阳新松机器人自动化股份有限公司(以下简称“新松”)亚太区域新加坡中心总经理赵晨先生。

 

  新松作为我国机器人行业的领头羊,是长期致力于数字化智能高端装备制造,在物流自动化和AGV系统领域也久负盛名。赵晨加入新松已有十余年的时间,一直从事自动化物流系统项目的规划建设工作,具有丰富的行业经验。

  记者:近几年,我国包括制造业在内的很多行业掀起了升级改造物流系统的热潮,投资建设了很多自动化物流系统项目。您能否帮我们分析一下形成这种潮流的原因?

  赵晨:近几年,我国的制造业物流确实出现了升级发展的趋势,自动化物流系统项目很多。除了政府从政策上鼓励制造业升级发展的原因外,我认为更重要的推动力源于企业自身发展的需求,主要体现在以下几方面:一、随着市场需求的增加,很多制造企业有扩张产能的需求,而相应就需要更高效的物流系统。二、劳动力成本上升,用工紧张。这里还细分为两个方面:一方面是劳动力成本上升幅度很大、速度很快,使得企业建设自动化物流系统能够取得较好的投资回报率;而更极端的情况是,有时企业根本招不到或招不足合适的劳动者,只能使用自动化装备替代人工操作。三、随着市场竞争的激烈,企业对提高产品质量(主要是质量稳定性)的要求越来越高,而自动化装备是保证产品质量稳定的有力工具。

  以上几点是制造企业在升级改造物流系统时最主要的考虑因素。当然,随着以互联网技术为主导的新技术取得巨大突破,例如物联网、大数据、云计算等新技术快速发展,为企业打造更高效的智能物流体系提供了强有力的技术支撑。现代化的物流系统对信息的收集、信息的整理都有帮助。这个对企业长期经营是有好处的。

  记者:制造业物流系统升级和改造主要有几种情况,怎么为其提供适用的解决方案?

  赵晨:企业升级物流系统一般有两种情况:第一种,在建设新的工厂时升级物流系统,使用自动化程度更高的技术或装备,如,以自动化立体库代替普通货架仓库,采用拆码垛机器人代替人工操作,大幅提升物流运作效率和管理水平。这在烟草、医药、食品饮料等很多行业都是典型做法,新松也有很多成功案例。

  第二种情况,是对原有物流系统进行改造,提升其物流运作能力。这里面原因有很多,可以概括为三类。一是客户要求处理的货物量增加,相应地需要提高物流系统的能力。以我们公司在印度和新家坡的两个项目为例,由于当初在设计时堆垛机轨道采用道岔结构,使一台堆垛机可以处理多个巷道的货物,通过直接在原系统中增加堆垛机的数量,就提升了其物流处理能力。

  二是客户需要处理的货物品规数增加了,需要调整物流系统。这个调整难度就大了很多。因为不同品规的货物,可能其包装大小、货物重量等都不符合原系统的要求,这就需要调整设备以适应这种变化。但是设备的调整往往只能在其设计范围内进行。

  三是企业物流运作模式改变,需要调整物流系统,这个改造的难度就更大了。例如原来按照“整进整出”设计的物流系统要变更为“拆零拣选”功能的物流系统。这完全改变了当时设计的初衷,改造难度很大,几乎是不可能实现的。因为物流系统的自动化程度越高,调整的难度越大,只能通过增加操作流程或者新建物流系统来适应物流需求的变化。

  记者:制造企业物流系统升级或改造实施的要点是什么?

  赵晨:物流系统建设总的原则是:总体规划,分步实施。如果一开始设计物流系统时有一定的前瞻性、规划合理,就会避免今后的使用中不必要的改造,而且升级也将是合理和顺畅的,更容易实现。

  作为系统集成商,首先我们要帮助客户用现代物流的思维去考虑问题,挖掘出客户真正的需求。在最初接触客户的时候,很多客户提出的要求是“要先进的系统”、“要5年不落后”、“仓库摆满”、“仓库装得越多越好”等等。这种要求太模糊了,没有数据支撑,也不符合精益生产的理念,说明客户对自己的目标没有量化。此时我们需要帮助客户理清自己的需求,细化自己的需求,只有在这样的基础上才能开始提供物流系统方案。这是供应商和客户需要共同进步的地方。

  另外我们要注意,现在企业运作对信息化要求很高。信息是否通畅成为构建高效物流系统的最关键要素,这也是一个明显的变化趋势。信息通畅靠两方面来保证,一方面是流程的通畅,另一方面是信息载体的选择。

  流程的通畅是所有企业都应重点关注的,流程清晰、通畅,物流才会通畅。一般来说,企业对自己的生产流程都是很清楚的,但是智能物流系统考虑的方面比较多,企业有时候也会容易遗漏一些细节。例如,对一些初次接触智能物流系统的客户来说,可能会遗漏拣选托盘出库后回库的数量,或者会遗漏空托盘流转这个环节;对某些产品种类多但批量少的客户来说,如果进行拣选出库,采用入库前配盘还是出库后配盘或者两者兼有,这也是必须要阐明的问题。所以说企业能否全面、完整、准确地描述流程是项目成功的前提,这需要企业事先做很多准备工作。

  目前信息载体很多种,主流是条码和RFID。尽管RFID应用是未来方向,但目前基础的信息采集还是以条码为主。因为RFID的稳定性还是有所欠缺,需要降低成本和降低误码率。RFID标签与条码相比还有一个不同,它分很多种类,包括高频、超高频等,使用时就需要考虑这个因素,要采购最适用的类型。RFID群读功能是它的技术优势,这也是RFID的卖点,但是这对RFID本身的质量提出很高的要求。如果技术有所欠缺,RFID识别就会产生较高的差错率,还需后期人工修正,这就失去了自动化系统的初衷。此外,目前RFID较高的成本客观上限制了它的应用。

  还有一点是企业要着重注意的,就是对软件和系统集成的关注。一般来说,企业可能更关注硬件,例如堆垛机、货架、机器人、输送机等等,因为这些硬件是企业最容易接触到的,也是价格占比中非常高的。但是实际上,一个系统的核心是软件,软件能力和系统集成能力的优劣才是评价一个系统优劣的最核心因素。具体一点说,比如堆垛机是系统中非常关键的硬件设备,堆垛机的效率有时候就决定了系统的效率,但是堆垛机的效率并不完全是由硬件决定的,硬件只是决定了堆垛机能够达到什么效率,是否能够达到这个效率是由堆垛机的控制软件决定的。同时,单台堆垛机的效率是由这台堆垛机的硬件和控制软件决定的,而多台堆垛机的效率是由整个系统的管理软件(WMS)和监控调度软件(WCS)决定的,同时也是由周边的输送系统的布局决定的,而周边输送系统的布局考验的就是系统集成商的集成能力。也就是说,如果系统集成能力和软件能力较弱,可能无法发挥硬件设备的水平,甚至造成1+1<2这么一种情况。可喜的是,客户对系统集成能力和软件能力的重视越来越高,这在我们新松公司洽谈的项目中得到了越来越多的体现。

  新松公司的系统集成能力和软件能力一直是我们引以为荣的,我们开发出拥有完全自主知识产权的智能生产物流系统基础平台、应用套件及核心关键智能部件,以信息技术和网络技术为媒介,将机器人、自动化物流成套设备和软件系统完美组合,搭建了具有高度柔性和适应性的大型制造企业物流系统,已在多个项目中成功应用,得到了客户的认可。

  记者:随着“智能制造”潮流的到来,现在行业内提出了“智能工厂”、“智能物流”等概念。新松在这方面有什么样的解决方案?您认为我们应当如何看待这些概念?

  赵晨:“智能制造”现在还处于探索阶段,搭建智能制造系统需要一定的条件和要求,例如要提高标准化水平,所有环节数据是完备和清晰的,要对加工工艺和流程有透彻的了解。我认为,目前对待“智能制造”、“智能物流”,我们要冷静和客观地看待,要向这个方向努力,但是也不能冒进。“工业4.0”中谈到的“智能制造”、“智能物流”,是用信息化把原来很先进的单个设备连接起来,让制造者能够从源头掌握整个数据,去定制生产。国外的先进企业之前已经有了技术沉淀,特别是信息化水平很高,因此有实施“工业4.0”的基础。而我国很多企业还是以量取胜,不是以质取胜,还处于提高产能的阶段,因此要进入“智能制造”还需要一段时间。

  记者:据了解,新松已经建成了高度自动化的智能工厂,请介绍一下具体情况,特别是其中的物流系统是怎样的?

  赵晨:新松2015年10月自主规划建设了“三期”工厂,其中有一个“智能制造”生产车间。新松数字化工厂由工业机器人、智能物流系统、自动化生产线及MES制造执行系统等部分组成,涵盖了生产、计划的制订和执行、产品质量控制及物流自动化管理运作等诸多环节。智能制造的机器人生产线,就是“用机器人生产机器人”,这条生产线自动化程度非常高。我们能做到的前提是,首先在产品设计上就要做到所有环节的数据是清晰的,工艺上是可实现的。这条生产线是订单化生产,我们可以根据客户的需求来调整生产,这样就能做到对市场需求的实时反应。由于数据完备和清晰,哪些型号的产品需要什么型号的零件,全部预定好了,生产过程可以随时切换。装配环节完全采用机器人,生产过程还通过传感器进行跟踪,实时监控,并记录数据。根据这些数据,我们可以对生产进行分析。例如,如果出现了生产故障,如果是一台装配机器人出现的故障率很高,就该考虑这台机器是不是出现了问题,从而及时进行检修;如果是生产一种类型的产品故障率较高,我们可以考虑是不是工艺设计有问题,这样我们就需要重新修改工艺设计。这就是智能化的反馈。但我们认为这仅仅是打造了一个智能工厂的雏形。

  这其中好几个环节与物流有关。例如要知道物料需要什么型号,怎么运到生产线。一个5公斤机器人,它的各个零部件怎么存,机器人怎么取,我们都要考虑清楚。智能工厂的备件仓库已经很类似一个配送中心,并且要从源头保证信息的准确性。物流操作环节,用AGV自动送生产备件,用机器人抓取和安装。

  我们能够做成这样的体系,因为机器人就是我们公司自主设计的,我们了解生产工艺,知道需要安装哪些零部件,零部件的安装顺序是怎样的。要实现智能生产,必须搞清楚这些问题,加工手段、检测等等都需要考虑到,否则无法实现。

  记者:实现“智能制造”对物流装备本身的提升和改造有哪些要求?

  赵晨:总体来说,建设符合“智能制造”需求的高效物流系统对系统集成要求比较高,对单一设备也会有一定的需求。从历年的物流装备展会上可以看出,新的市场需求会促进某类产品的市场迅速扩大。例如2015年的CeMAT Asia展会,交叉带分拣机、穿梭车、AGV就很多,这都表明市场对这类产品有旺盛的需求。当然对于传统制造业来说,用到的新设备比较少一点。

  随着“智能制造”潮流的兴起,很多用户对机器人和智能物流解决方案很憧憬。但是我认为有必要帮助客户真正理解智能物流和机器人,以便于让这些高端的智能装备为我们的生产服务。目前,企业需求量最大的是工业机器人,在物流过程中运用机器人的,也有很多成功案例,新松公司实施的很多项目都用到了新松生产的各种机器人,用来完成搬运、码垛、拆垛、装箱、分拣、输送等等工作,极大地提高了生产效率,降低了劳动强度。但是,机器人不是万能的,比如,有的用户想应用机器人完成成千上万种各种形状零件的分拣工作。很显然,分拣工作是仓储物流环节最复杂也是比较难于操作的工作,这样的工作目前一般都是通过人工来完成,也可以由人工加机器人协作完成,纯粹通过自动化手段,让机器人操作在未来是肯定可以实现的,这也是我们正在为之奋斗的目标,但是短期来说还是很困难的。因此,现阶段使用机器人和智能物流系统应该从提高整个物流系统的效率出发,智能物流系统建设也要因需订制,只有在企业信息化的基础上不断变革、升级,才能成为助力企业发展的利器。

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