支持智能制造的智能物流系统建设

2018-07-12 10:10 | 作者：王继祥

　　这种小车基于物联网技术，实现自主控制，能利用群智能技术完成复杂运输任务，具有随需随到的运输能力，并且能实现在货架和地面两栖移动，具有较好的柔性。【物流产品网56products.com】

　　除了CTS技术，德国物流研究院还研发出一种会滚动、会飞行的智能搬运技术Bin：Go。

　　借助巧妙的设计，Bin:Go能在地面和螺旋架上滚动行进，并且自主规划路径，当滚动变得困难或低效时，它可以通过飞行来到达目的地并完成任务。这样的小车都不再局限在平面或固定的路径上，它们能够在二维或三维空间自主完成搬运作业和系统赋予的任务。

　　3. 物联网技术

　　正如智能单元化物流和智能物流装备中介绍的例子所描绘的，设备和设备之间直接的信息交换需要以物联网作为载体。物联网满足了智能物流网络化的需求，同时也是实现全流程数字化的关键。目前已经可以初步实现物联网的应用主要是WiFi和蓝牙技术，但是数据准确率很低、耗电量也大。广域物联网可以用光纤，但只适用于连接摄像头等宽带终端。要想达到高效的智能互联，需求对物联网技术不断提升。

　　窄带物联网(NB-IoT)是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作广域网(LPWA)。它连接的设备更简单，具有高耦合、终端成本低、即插即用、可靠性高、统一的业务平台管理等特点，主要面向低速率、深度覆盖、低功耗、大数据连接的物联网应用场景。这样的技术很好地契合了智能物流要求，实现各智能物流单元和智能物流装备之间低层面的相互交流和决策，真正实现了一个密集网状连接，提高信息交换效率及准确性。

　　4.智能物流信息系统

　　物联网技术实现了智能物流中各种设备的网状连接与通讯，而在整个智能物流的顶端离不开一个智能的云端系统，也就是智能物流信息系统。它将所有的数据信息存在云端，通过制定的协议和规则进行数据的共享和处理，以及在使用过程中保证数据的安全性和准确性，使整个智能物流系统能正常运作。依托于互联网、CPS(信息物理系统)、人工智能、大数据等技术，智能物流信息系统可以实现网络全透明与离散式实时控制，实现工业4.0和智能制造的技术对接。

　　三、物流智能化的演进

　　为了实现上述的智能物流系统，学术界和产业界都做了大量的工作，下面以搬运系统的演变来展现物流设备走向智能化的发展路径。

　　1.机械化时期

　　叉车是搬运系统机械化时期的典型代表，它实现了作业的机械化，大大提高了搬运和装卸效率，减轻了工人的工作强度。但是它的行驶依靠人的实时操作，工人在长期工作中很容易出错，而且存在一定的安全隐患。尤其是随着人工成本不断升高，叉车已经难以满足企业大量生产的需要。【物流产品网】

　　2. 自动化时期

　　AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引车)的出现使搬运系统开始向着自动化方向发展，极大地提高了物流系统的自动化程度。AGV早期的导引技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率，通过一个叫做“地面控制器”的设备打开或关闭导线中的频率，从而指引AGV沿着预定路径行驶。这种导引方式虽然可以实现AGV的自动行走，但是路径是固定的，AGV小车之间不具有自动避障能力，其控制系统也很单一，重新设定路径的成本很高，并不能满足高柔性生产。

　　3. 高柔性自动化时期

　　随着电信技术的发展，出现了像激光导航、GPS导航这样新的导航技术，AGV的路径变得多样化，其路径的重新规划可以通过在系统中设定参数或编程来解决，并且不再局限在某条特定的行进带上。AGV的控制系统也能做出简单的路径优化和避障，大大提高了物流系统的效率和柔性。以AGV为主的搬运系统开始向着高柔性自动化的方向发展。

　　为了进一步提高其柔性，AGV开始从二维平面运动拓展到三维空间。也就是说，AGV将可以直接把货物从生产线送到货架上，并在货架中穿行;应用于多层货架时，高层货架可以横跨巷道布置，这样就使得仓库的空间利用率比现有的仓库系统进一步提升。这种两栖多功能的搬运系统显然在柔性和自动化方面更上一层楼。

　　4. 智能化时期

　　在大规模的运输任务中，现有的方法通常是对搬运系统进行集中控制与集中管理，但是这不适用于智能物流中的单元化运输系统。在智能化时期，搬运系统不再对多车之间的相互配合“车群”进行集中控制，而是采用基于窄带物联网技术的分散控制的方式，使用专门的AGV管理软件来优化运输系统的整体运行能力。AGV可以不依赖导引线完全自由行驶，对周围环境的动态障碍做出反应，比如避让车辆前方的障碍物或另一辆AGV，而且AGV可以实时寻找到达目标的最短路迳，车与车之间通过无线网络实现信息交互、协调任务分配和路径寻找。