智能制造物流管理開發與實踐

隨著“德國工業4.0”和“中國制造2025”的提出,為全球產業發展帶來了新的變革,強大的機械制造技術,精準的現場管理水平,生產制造的數控化、信息化和智能化對崗位能力提出了更高要求,與之相對應,跨界融合的復合型人才呼之欲出。2010年4月全國現代物流工作部際聯席會議《關于促進制造業與物流業聯動發展的意見》的通知中首次提到 “兩業融合”的概念;2020年8月國家發展改革委等14部門聯合印發《推動物流業制造業深度融合創新發展實施方案》中又提到“兩業深度融合”;2021年3月國家發展改革委等13部門聯合印發《關于加快推動制造服務業高質量發展的意見》,該文指出我們要構建包含產業鏈、供應鏈、價值鏈、人才鏈以及創新鏈的生態系統,強調從聯動融合走向生態融合。

未來物流業與制造業的深度融合需要智慧物流人才作為支撐,而智慧物流人才恰恰就是典型的復合型人才。據《制造業人才發展規劃指南》預測,到2025年,智能制造復合型人才缺口將達到1000萬人。培養智慧物流人才,需要我們從智慧物流、智能制造以及生產物流等全新場景出發,培養學生跨行業、跨學科、跨專業的綜合能力以及實踐能力與數字化思維。未來智慧物流人才需要具備信息處理能力,熟悉傳統物流運作模式,具有創新能力以及服務理念。生產物流人才需要具備現代生產的管理能力、能夠進行生產計劃與物料需求管理、熟悉生產物流系統以及完整產業鏈供應鏈管理能力。

智能制造物流管理實訓平臺的開發正是基于當前社會對智慧物流人才的需求,在物流專業“新文科”建設中,融入大數據、人工智能等先進技術,培養基于智能制造的智慧物流人才。

智能制造物流管理實訓平臺的設計理念來源于大型制造企業生產線的精益制造管理思想。實訓平臺是智能車間的一個縮影,以物聯網技術為支撐,將生產車間所有“物”包括工作人員、生產設備、物流設施設備、環境監控設備等集中一體化管理,接入局域網統一監控,在保證各設備功能獨立運行的同時,亦可根據制造需求聯動運行,達到生產車間、倉儲物流的精益化、標準化、規范化、科學化、效能化、一體化智能管理,最大限度地提高生產及物流管理效率。通過管理系統結合智能料倉、條碼掃描槍、RFID系統、智能工具箱等外設實現對訂單、計劃、轉庫、采購、入庫、出庫、生產、齊套、配送等一系列閉環管理,同時將這些作業過程完整的記錄在系統數據庫中,實現產線物流全生命周期的管理。平臺使用主要面向精益生產管理、制造企業員工以及智能制造、物流相關專業的學習者。

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智能制造整體解決方案以建立準時化生產線為目標,以工藝設計輸出深度結構化、數字化為基礎,使用信息化手段固化管理流程,驅動生產、采集數據、智能校驗、全員協作,建立策劃層與執行層之間的雙向信息交互通道。橫向實現企業生產信息透明化、管理信息一體化,縱向為項目成本管理、質量管理、進度管理提供過程管控與數據支撐。因此,本項目平臺必須實現如下目標。

搭建人機協同物流環境

通過信息化的設備模擬制造產線物流運行的全過程場景。業務流程是在智能制造大環境下,使用碎片化、數字化、信息化的手段將生產作業所需要的“人、機、料、法、環、測”以準時制的形式推送給現場作業人員,系統融合成熟的傳感技術,全面感知作業現場,建立與現實同步的虛擬世界,系統指揮控制現場作業,實現生產作業的驅動。通過軟硬件操作,形成智能制造時代下的人機協同的物流雛形。

智能化模擬產線物流

平臺中實操過程完全模擬智能制造生產物流過程,從訂單錄入、物料BOM清單、物料采購、備料、出入庫、配送、生產、包裝、入庫、供應鏈配送等全過程對產線物流實際運作狀態進行全過程模擬。如,備料環節系統將自動比對實際庫存情況和物料BOM清單,從而反饋出備料缺件,而作業人員只需關注缺件清單,從而做出轉庫還是采購的決定,在完成所有備料工作后,確保產線的正常開工。

操作過程智能化、碎片化

工業4.0帶來了“物聯網”的概念,智能制造實訓平臺融入了物聯網技術應用,在物料的存儲、出入庫、齊套掃描、生產制造等環節,大量的應用了RFID射頻系統、電子揀選標簽、條形碼等承載信息的智能硬件,應用場景主要在收料、上架、揀選、齊套、配送、生產等。此外還應用了AI人臉識別、自動化傳輸線、智能檢測、智能工具箱、智能料箱等新時代智能硬件。在生產及物流各個環節都是圍繞著BOM清單,每一個環節只是碎片式的一次操作,系統能夠智能化的自行比對、運算,快速獲取物料缺口數據、生產線備料狀態等信息。企業主要面臨工藝優化、智能控制、生產調度、物料平衡、設備運維、質量檢驗、績效考核等核心問題。智能制造物流管理實訓平臺致力于打造精益化倉儲、精益化配送兩大管理支柱,高效銜接生產控制計劃,構建精益物流管理體系,保障生產、消除浪費、持續改善。精益制造解決方案從業務設計層、應用控制層、設備控制層等三個方面,進行業務重構和流程優化,實現產線物流與生產信息的同步。

該實訓平臺涵蓋了企業管理、制造加工、倉儲物流等功能,以提高產品生產質量及提升物流整體水平為目標,從倉儲物流方面入手,將ERP、MES、WMS等管理系統有機地結合起來,使企業管理和先進制造融于一體。智能制造系統的特點是網絡化、數字化、柔性化、精益化、敏捷化、可重構等。盡管制造企業對每項單項技術的應用都已成熟,但在智能制造中的綜合應用尚處于探索階段。智能制造系統涵蓋企業研發管理、精益制造管理、精益生產管理、數智加工、結構化工藝、庫存管理、質量管理、全過程生產過程控制等功能。

智能制造物流管理實訓平臺以智能制造過程中的產線物流管理為切入點展開研究,依托智能制造設備,輔以精益制造MES、數字工藝平臺,以“智能制造、精益物流”為主題,組建工廠與產線,整條智能管理產線可以自主完成產品從原材料到合格產品的整個制造過程,實現產品小批量、多樣化生產。