基于傳統物料管理向智能倉儲轉變的思考

張川豫

摘 要：傳統鑄造工廠的物料管理模式已經越來越不適應當前制造業的發展，但是，從傳統物料管理模式向智能倉儲模式轉變仍存在較多困難，文章介紹了傳統生產車間物料管理的發展方向，以及未來物料管理的核心內容，為提高傳統鑄造工廠物料的管理水平提供參考。

關鍵詞：鑄造工廠；物料管理；智能倉儲

中圖分類號：F259.23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0191-02

Abstract： The material management mode of the traditional foundry has become more and more unsuitable for the development of the current manufacturing industry. However， there are still many difficulties in changing from the traditional material management mode to the intelligent warehousing mode. This paper introduces the development direction of material management in traditional workshop and the core content of material management in the future， so as to provide reference for improving the level of material management in traditional foundry.

Keywords： foundry； material management； intelligent warehousing

1 概述

隨著中國深入推進改革開放，中國制造業在全球的占比例逐年升高，據中國工業與信息化部的統計，中國的工業產品，比如水泥、發電設備、手機、計算機、彩電等在500余種工業產品中占全球產量的50%以上，顯然中國已經成為了世界制造業的大國。德國在2011年提出的工業4.0，以及我國近年來相繼出臺的“互聯網+”計劃與《中國制造2025》規劃，都是采用移動互聯網、物聯網、云計算、數據挖掘等信息通信技術，來改造原有產品及研發、生產方式的新型生產模式[1]。但是，針對較多的傳統行業，轉型升級存在巨大困難，尤其是物料管理模式，從傳統的手工式、紙質化、小批量、作坊式的管理升級到物聯網、人機交互式、智能化等新型智能物流存在較大差距，幾乎屬于從工業2.0時代直接邁入工業4.0時代。在現階段，傳統工廠的物料管理應明確發展方向和轉變思路，才能為進一步的升級改革奠定基礎。

2 傳統鑄造工廠物料管理模式的瓶頸

傳統物料管理模式主要依靠人工調度與叉車結合，需要大量人工參與作業，相互間不能協同信息錄入、操作設備、檢查與檢測等。大多停留在紙質化作業，在傳統鑄造工廠中，流程工藝單在多個工序轉接工程中極易污染或損壞，造成辨識不清。同時各種加工參數的錄入及修改存在較大困難，工件與工藝單可能存在不匹配情況，所有的數據處理幾乎依靠人工采集、錄入、整理、分析，極易造成信息延遲及失真等現象。目前制造企業面臨客戶需求變大、技術更新快、客戶訂單提前期短，采購周期長、庫存控制困難，倉儲條件有限的問題[2]。針對以上問題，傳統工廠中跨部門的業務協調能力較弱，對市場的快速響應能力較差，快速經濟的發展和全球性制造的整合使得物料與備品備件庫存控制變得尤為重要。在傳統模式下，物料周轉、倉儲規劃、庫位標識、批次管理等管理技能和方法都需順應時代得到提升和改進。針對傳統工廠物料管理向智能物流轉變，筆者認為可以從以下技術開展研究并逐步實現模式轉變。

3 基于傳統鑄造工廠的智能物流及倉儲技術

在工業4.0的環境下，新型的物流模式需要實現制造過程的建模、仿真、響應、驗證等，并能與制造環節的真實現場有效集成。在新型的鑄造工廠物流中，通過工業互聯網能夠把設備、客戶、生產線、產品、供應商、車間緊密地連接在一起的智能制造環境。物聯網需要自動控制、信息傳感、射頻識別、無線通信及計算機技術等，針對傳統鑄造車間在實施物料管理信息化過程中急需解決的物料管理手段落后、物料信息采集不及時等現狀，現階段基于制造執行系統（MES）的物料管理系統模型正在被大量應用[3]。未來智能物流技術的發展和研究將推動整個傳統行業的共同發展，筆者將相關技術和發展方向簡要概括如下。

3.1 智能物流動態路徑規劃的分層遞階設計

3.1.1 智能生產環境離散化建模技術

根據智能生產物流環境的復雜性，將連續的制造環境現場進行網格化、離散化處理。將現場地圖離散化為由無數統一的凸多邊形構成的二維網格，比如正方形等。將各個工位、設備作為離散結點，利用生產制造中的結構化特征及工序特點，采用數字化虛擬建模對生產環境進行設計仿真。

3.1.2 動態路徑智能優化技術

研究智能生產物流系統中的路徑規劃問題，利用尋路算法，根據環境進行動態路徑計算，可以實時根據當時的環境立即計算出路徑，利用類似估價函數等評估每次的決策的價值，實現物流系統的最大協調以及更大限度地提升安全性和效率，動態路徑規劃可根據當前任務狀態接收物料配送、搬運任務并反饋系統整體物流情況等。

3.2 敏捷物流的智能化干擾辨別與恢復應變技術

3.2.1 智能化干擾辨別技術

在生產物流過程中，在智能物流工具依照計劃進行實際運送過程中，由于智能生產物流系統內外的不確定因素引起的干擾事件，而導致原運送計劃不可行，則需要根據干擾事件來動態調整原計劃，以使調整過后的計劃不僅能反應干擾導致的約束變化以及目標變化，而且能最小化干擾事件對智能生產物流系統的副作用，通過信息整合和數據分析，對干擾事件的影響進行評估，并制定相應的分級制度。

3.2.2 物流干擾管理及恢復應變技術

對于干擾事件的應變，需要實時獲取物流現場信息，并運用知識管理和推理技術來對原物流調度以及路徑規劃計劃進行動態修正或優化，以滿足新約束，實現新目標。以適當的標準或規則來衡量或者估計干擾事件所帶來的負影響，比如配送延遲導致生產的時間成本增加，需求任務過多導致單運送工具負荷上升，增加機器維修的潛在成本等。以最小化系統擾動為前提，采用智能恢復和人工干預的應變方案，針對干擾事件的評級采用不同的應變策略。

3.3 基于產品安全管控及質量控制的物流調控技術

3.3.1 產品安全管控及質量控制技術

產品具有運輸、制造等的安全限值，智能物流系統可根據上層任務下達情況合理分配物料進出庫數量，控制并發任務數，結合傳感器和RFID等系統，實時掌握物料及產品信息，根據其重量及尺寸等信息計算物流系統所能安全運行的最優值。每個工序結束對產品質量進行判別，物流系統根據不同的質量管控結果動態更新產品歸屬及運輸情況。

3.3.2 基于多智能體的車路協同環境下物流調控技術

物流車及物流路徑之間可實現一定程度的通信及協同運行，可準確獲取車頭間距、前方運行速度、物料信息、工位上下料情況等，協調換道車輛與其他車輛之間的避讓，減少瞬時產品或物料的擁堵積壓情況，提高物流效率。物流通過與環境之間的信息交互實現對周圍環境的感知，并作出相應的反饋，表現為物流系統的多智能體行為，包括物流交匯處的智能決策，是快速通過還是減速放行，避免物料超出安全限值及碰傷損壞等情況發生，這些行為的調控均依靠系統的智能決策與分析。

4 結束語

未來智能物流技術的發展尚需要大量的研究及技術推廣，傳統小作坊式的工廠物流管理模式的轉變迫在眉睫，智能物流的發展需要計算機系統及信息流支撐，需要合理設計組織結構、生產流程、工藝模式等結合。

參考文獻：

[1]陳俊梅.智能生產物流系統模式及其關鍵問題研究[D].綿陽：西南科技大學，2013.

[2]竇丹寧.倉儲管理和現代物流發展的分析[J].科技創新與應用，2017（02）：274.

[3]李優.熱軋廠MES物料管理系統開發與實現[J].電子測試，2015（03）：85-87.