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精益供应链中“数智化”技术6大应用!

2020-09-10李金龙

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以“数字化+智能化”为标志的新兴供应链模式正在快速兴起,构建“数智化”的精益供应链体系成为大势所趋。

    在2019年的全球智慧物流峰会上,快递飞艇、无人直升机、菜鸟AI空间、5G自动驾驶等物流“黑科技”集体亮相。菜鸟全链路无人操作智慧仓成为一大亮点:商品存储在自动化立体仓库,发货时由算法调度出仓,机械臂搬运商品交接给机器人,再由机器人完成运输,实现物流仓库的无人化操作。随着数字化技术的发展和智能装备的广泛应用,以“数字化+智能化”为标志的新兴供应链模式正在快速兴起,构建“数智化”的精益供应链体系成为大势所趋。

1 数智化与精益供应链

    精益供应链是将供应链中的所有活动都视为制造企业生产活动的有机组成部分,通过统一规划和信息共享,在计划、运输、生产、存储、分销等环节协调并整合过程中的所有活动,以无缝连接的一体化过程实现供应链中每个环节(阶段)的资源占用最小化,实现整体收益最佳化。

    在供应链的构建和运营过程中,减少资源占用和提升作业效率一直是其追求的核心目标之一。“数智化”的手段不仅可以缩短供应链体系的构建周期,还可以精确项目投资,降低资源占用,提升制造效率,同时还能够减少质量损失,降低供应链成本,最终实现产成品的精益交付。在推行“数智化”的过程中,需要对供应链体系的本质和内涵有一个清醒认识,遵循科学规律,重视体系间要素匹配和适用场景,使“数智化”发挥出应有的作用。

2 数智化技术在精益供应链中的应用

    数智化在精益供应链体系运行过程中的应用场景主要有:

    ●零部件的智能检收

    ●智能立体库的高效存储

    ●自动导引运输车(Automated Guided Vehicle,AGV)的智能运输

    ●射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)的智能识别

    ●物联网(Internet of Things,IOT)的智能调度协调

    ●数字孪生技术的智能组合等等。

    1.基于计算机识别技术的零部件自动检收

    卡车进入厂区大门时,卡车上的车牌被安装在门口的摄像头自动捕捉并识别,车牌车辆信息与系统提前预存的车辆信息进行比对。司机在车里漏出面部,人脸摄像头扫描司机面部无误后驶入月台。司机不下车,门卫不出屋,全部信息自动记录在数据库。

    车辆到达月台后,厂内可伸缩皮带被启动,一致延伸到卡车车厢内,皮带末端的夹抱机器人自动识别箱子的位置并抓取到伸缩皮带的入口端,箱子被伸缩皮带机连续输送到厂内的码垛区,码垛机器人抓取起箱子并分类码垛到不同的托盘上。托盘信息和数量被AGV自动读取和点数,箱子的信息和数量被输送机自动读取和点数,所有信息被自动记录到数据库系统里。

    入厂收货通过自动识别技术,实现了卡车入厂自动识别、零部件验收自动识别,大幅度提升了零部件入厂验收的准确性和效率。

基于计算机识别技术的零部件自动检收

基于计算机识别技术的零部件自动检收

    2.自动化立体仓库存储货物,增加存储效率

    一个自动化立体仓库拥有货位数可以达到30万个,可储存30万个托盘,以平均每个托盘储存货物1吨计算,可同时储存30万吨货物。由于自动化立体仓库采用了高层货架和自动化管理系统,大大提高了仓库的单位面积利用率,同时提高了劳动生产率,降低了劳动强度。

    自动化立体存储方式,在新工厂的建设规划和老工厂的升级改造过程中得以广泛推广使用,并取得了可观的经济效益。

采用自动化立体仓库存储货物

采用自动化立体仓库存储货物

    3.AGV实现智能搬运

    AGV是一种高度柔性化和智能化的物流运输工具,在劳动资源紧张、人工成本较高或不适合人工作业的环境中被广泛应用。AGV通过接收控制中心分派的任务,按照预先设定好的路径(或者根据自己对环境的判断重新设计路径)智能化的完成相关作业,目前在生产制造、快递等行业中被广泛采用。

    例如:某汽车车间原料托盘较重,厂内配置多台背驮式AGV自动搬起托盘到车间各个工位。每个工位都配有呼叫器,可以随时呼叫要几盘原料托盘。呼叫请求自动发送给AGV调度系统,AGV响应调度系统按照数量和呼叫任务进行精确的托盘搬运。AGV会把原料托盘直接搬运到工位旁边。整个过程系统会自动记录,包括托盘的物料信息、去向和数量等。

AGV实现智能搬运

AGV实现智能搬运(图源菜鸟)

    4.RFID技术实现供应链的智能识别和调度

    在商品流通领域,RFID技术使得产品的智能物流和库存控制技术成为可能。它在物流行业的应用场景如下:每个产品出厂时都被附上电子标签,然后通过读写器写入唯一的识别代码,并将物品的信息录入到数据库中。此后在装箱销售、出口验证、到港分发、零售上架等各个环节都可以通过读写器反复读写标签。标签就是物品的“身份证”,借助电子标签,可以实现商品的原料、半成品、成品以及运输、仓储、配送、上架、销售、退货处理等环节的实时监控。RFID技术提高了物品分拣的自动化程度,降低了差错率,提高了整个供应链管理的透明度和效率。

RFID技术在供应链领域应用广泛

RFID技术在供应链领域应用广泛

    5.物联网助力智能设备协同,提升供应链运行效率

    物联网能够实现供应链以及物流管理信息系统对商品的实时监控,能够及时地将货物的即时信息传递给智能物流管理系统,在一定程度上减少了信息丢失的情况。此外,物联网的云技术能够让货品信息快速地反映给相关物流企业,使得该物流企业能够及时地存储或者运输相应的货品,优化仓储吞吐能力;其次,物联网技术使得传统物流系统中的以人为中介点转变成了商品和商品之间的直接连接,减少了大部分人为因素造成的失误,大大增强了物流配送和仓储能力,并且降低了错误率。

    跟普通的条形码不同,物联网的应用使得每一件商品都有一个自己专属的网络ID。这个ID里包含该商品的所有相关信息,管理人员可以凭借这个网络ID获取对该商品的物流跟踪信息,甚至能够知道该商品的来源地、材料组成和加工方式等,从而实现智能化的管理。

借助物联网可以提升供应链效率

借助物联网可以提升供应链效率

    6.数字孪生在供应链规划当中的作用正在逐步显现

    数字孪生通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等各种数字化的手段,将物理设备的各种属性映射到虚拟空间中,形成可拆解、可复制、可转移、可修改、可删除、可重复操作的数字镜像,这极大的加快了操作人员对物理实体的了解,可以让很多由于物理条件限制、必须依赖于真实的物理实体才能完成的操作,如模拟仿真、批量复制、虚拟装配等,通过数字孪生成为触手可及的工具,激发人们去探索新的途径来优化设计、制造和服务的积极性。

    数字孪生可以结合物联网的数据采集、大数据的处理和人工智能的建模分析,实现对当前状态的评估、对过去问题的诊断,以及对未来趋势的预测,模拟各种可能性,并给出分析结果,提供更全面的决策支持。例如通过对供应链规划方案的仿真,可以及早验证零部件的运输路径是否合理,运输车辆的配置数量是否科学、准确,包装箱和器具的数量是否充足等情况;还可以验证制造企业的物流方案与工艺方案是否匹配,应如何采取优化对策等;也可以精准锁定、优化设备和设施的需求数量,做到精准投资和精准交付。

数字孪生技术在飞机研发和制造环节中的应用

数字孪生技术在飞机研发和制造环节中的应用(图源:Siemens)

3 通过“数智化”实现供应链精益化

    数字化是智能化的前提和基础。物联网、大数据、云计算等智能制造关键技术的有机组合,帮助企业实现由“制造”向“智造”的转变。实时数据中控系统通过实时采集、监控制造过程中的工艺参数、质量状态、能源消耗等信息,并对信息数据进行存储、分析,实现信息的快速查询以及整个生产环节的全信息化高效闭环管理。供应链的优化目标是通过“数智化”实现精益化,要实现精益化必须做到以下几点:

    1.学习前沿技术,深入了解和掌握数智化

    “数智化”是解决供应链问题和改善供应链现状的手段和工具。只有充分了解了数字化技术和智能化产品的适用条件并正确加以运用,才能让其发挥最大的作用并获得最佳收益。

    2.以系统思维指导精益供应链的建设

    供应链体系是由多个关联要素组成的,各个要素之间相互作用,相互影响。所以,在构建数字化的供应链体系时,一定要在科学的整体设计前提下,合理匹配相关资源,使各要素发挥出最佳状态,确保整体效应;要在科学评价的基础上关注系统需求,满足系统总体功能为标准,用系统思维和精益理念对系统各要素的状况进行评价,既要杜绝要素的功能“不足”,又要防止其功能“过剩”,实现供应链体系整体的精益化。

    3.坚持目标导向

    构建精益供应链,就是要通过数智化的手段实现运行效率的提升、减少资源的占用与浪费,并以这个“初心”为核心,进行方案论证、资源调配和组织实施,并不断进行方案优化和运行改善,实现精益化的目标。

    4.正确认识数字化技术的局限性

    数字化技术的应用前提是物联网、大数据、云计算、虚拟现实和多媒体等技术的发展与成熟,目前在一定程度上会受到技术水平、运行环境和企业自身管理水平的制约。因此,在应用数字化技术的过程中,一定要厘清其必要的输入条件和适用场景,充分认识到当前技术的局限性,并充分发挥人的聪明才智,以“精益”为“原点”,采取多条腿走路的策略,分步骤推进相关工作。

    诚如阿里巴巴集团CEO、菜鸟网络董事长张勇所说,“未来的物流一定是从数字化到数智化,数智世界将是我们共同面临的时代。”相信随着“数智化”技术在供应链中的应用更加普及和深入,未来的精益供应链体系也会更加健全和完善,将会为企业发挥出更大的效益。

责任编辑:程玥
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