支持智能制造的智能物流系統建設

2018-07-12 10:10 | 作者：王繼祥

　　這種小車基于物聯網技術，實現自主控制，能利用群智能技術完成復雜運輸任務，具有隨需隨到的運輸能力，并且能實現在貨架和地面兩棲移動，具有較好的柔性。【物流產品網56products.com】

　　除了CTS技術，德國物流研究院還研發出一種會滾動、會飛行的智能搬運技術Bin：Go。

　　借助巧妙的設計，Bin:Go能在地面和螺旋架上滾動行進，并且自主規劃路徑，當滾動變得困難或低效時，它可以通過飛行來到達目的地并完成任務。這樣的小車都不再局限在平面或固定的路徑上，它們能夠在二維或三維空間自主完成搬運作業和系統賦予的任務。

　　3. 物聯網技術

　　正如智能單元化物流和智能物流裝備中介紹的例子所描繪的，設備和設備之間直接的信息交換需要以物聯網作為載體。物聯網滿足了智能物流網絡化的需求，同時也是實現全流程數字化的關鍵。目前已經可以初步實現物聯網的應用主要是WiFi和藍牙技術，但是數據準確率很低、耗電量也大。廣域物聯網可以用光纖，但只適用于連接攝像頭等寬帶終端。要想達到高效的智能互聯，需求對物聯網技術不斷提升。

　　窄帶物聯網(NB-IoT)是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作廣域網(LPWA)。它連接的設備更簡單，具有高耦合、終端成本低、即插即用、可靠性高、統一的業務平臺管理等特點，主要面向低速率、深度覆蓋、低功耗、大數據連接的物聯網應用場景。這樣的技術很好地契合了智能物流要求，實現各智能物流單元和智能物流裝備之間低層面的相互交流和決策，真正實現了一個密集網狀連接，提高信息交換效率及準確性。

　　4.智能物流信息系統

　　物聯網技術實現了智能物流中各種設備的網狀連接與通訊，而在整個智能物流的頂端離不開一個智能的云端系統，也就是智能物流信息系統。它將所有的數據信息存在云端，通過制定的協議和規則進行數據的共享和處理，以及在使用過程中保證數據的安全性和準確性，使整個智能物流系統能正常運作。依托于互聯網、CPS(信息物理系統)、人工智能、大數據等技術，智能物流信息系統可以實現網絡全透明與離散式實時控制，實現工業4.0和智能制造的技術對接。

　　三、物流智能化的演進

　　為了實現上述的智能物流系統，學術界和產業界都做了大量的工作，下面以搬運系統的演變來展現物流設備走向智能化的發展路徑。

　　1.機械化時期

　　叉車是搬運系統機械化時期的典型代表，它實現了作業的機械化，大大提高了搬運和裝卸效率，減輕了工人的工作強度。但是它的行駛依靠人的實時操作，工人在長期工作中很容易出錯，而且存在一定的安全隱患。尤其是隨著人工成本不斷升高，叉車已經難以滿足企業大量生產的需要。【物流產品網】

　　2. 自動化時期

　　AGV(Automated Guided Vehicle，自動導引車)的出現使搬運系統開始向著自動化方向發展，極大地提高了物流系統的自動化程度。AGV早期的導引技術是靠感應埋在地下的導線產生的電磁頻率，通過一個叫做“地面控制器”的設備打開或關閉導線中的頻率，從而指引AGV沿著預定路徑行駛。這種導引方式雖然可以實現AGV的自動行走，但是路徑是固定的，AGV小車之間不具有自動避障能力，其控制系統也很單一，重新設定路徑的成本很高，并不能滿足高柔性生產。

　　3. 高柔性自動化時期

　　隨著電信技術的發展，出現了像激光導航、GPS導航這樣新的導航技術，AGV的路徑變得多樣化，其路徑的重新規劃可以通過在系統中設定參數或編程來解決，并且不再局限在某條特定的行進帶上。AGV的控制系統也能做出簡單的路徑優化和避障，大大提高了物流系統的效率和柔性。以AGV為主的搬運系統開始向著高柔性自動化的方向發展。

　　為了進一步提高其柔性，AGV開始從二維平面運動拓展到三維空間。也就是說，AGV將可以直接把貨物從生產線送到貨架上，并在貨架中穿行;應用于多層貨架時，高層貨架可以橫跨巷道布置，這樣就使得倉庫的空間利用率比現有的倉庫系統進一步提升。這種兩棲多功能的搬運系統顯然在柔性和自動化方面更上一層樓。

　　4. 智能化時期

　　在大規模的運輸任務中，現有的方法通常是對搬運系統進行集中控制與集中管理，但是這不適用于智能物流中的單元化運輸系統。在智能化時期，搬運系統不再對多車之間的相互配合“車群”進行集中控制，而是采用基于窄帶物聯網技術的分散控制的方式，使用專門的AGV管理軟件來優化運輸系統的整體運行能力。AGV可以不依賴導引線完全自由行駛，對周圍環境的動態障礙做出反應，比如避讓車輛前方的障礙物或另一輛AGV，而且AGV可以實時尋找到達目標的最短路逕，車與車之間通過無線網絡實現信息交互、協調任務分配和路徑尋找。