數字化智能物流系統在汽車廠的應用研究

魏磊，楊宇

（中汽研汽車工業工程（天津）有限公司，天津 300300）

隨著我國市場的開放和汽車消費需求的增加，各大汽車品牌爭相進入中國市場，市場競爭日漸激烈。在當下數字化技術、智能化技術蓬勃發展的社會環境下，汽車廠家提質增效、提高管理效率提高決策水平越來越符合汽車生產廠家的實際需求，而建設數字化智能物流系統、建設智慧工廠、提高生產線自動化水平、對物料和貨物的數字化管理水平的建設和提高也符合當下科技發展和未來工廠的大趨勢。不僅如此，建設智能化的物流系統對提高企業內部的管理水平、決策效率和決策水平以及充分發揮出物流供應潛力等也有著極為重要的意義。

1 汽車廠家數字化智能物流系統簡介

汽車廠家應用的數字化智能物流系統，簡要來說可以分為電子揀選、車位引導、AGV 系統、RFID 射頻物流門、智能立體庫或無人倉儲等幾個子系統。各個子系統可以作為單獨的功能模塊來使用，也可以通過建立系統間的信號傳輸連接，從而實現完整的數字化智能物流系統的功能。

通過數字化的智能物流系統，可以便捷高效地進行零部件的選取、揀選、運送，或者將貨物零件、半成品加工品等由智能立體庫或無人倉庫中進行存取，存取運輸過程中以RFID 射頻通信進行身份識別、信息溝通和授權等，AGV 系統則充當了整個運輸過程中的搬運工。

2 數字化智能物流系統介紹

（1）電子揀選系統。電子揀選系統又分為3 層：管理層、監控層、執行層。分別實現系統的運行進行整體調度、物料安排、生成并發出撿料指令、對現場進行控制以及執行動作等功能。系統擁有工作穩定性高、硬件柔性強、故障診斷迅速、現場變更迅速等優點。在工作中，首先要完成對電子撿料指示信息的完善、配置及導入。信息包括機型、零部件、零部件與貨架的對應關系，將信息整理后由業務人員進行配置及系統導入。當MES 系統下達撿料指令后，生產序列信息下發到撿料區，系統對序列信息進行校驗，存在時正常接受指令并進行撿料。電子揀選系統擁有實施高效性、擴展性強、安全性好等優點。電子揀選系統現場圖如圖1 所示。現場環境中一般由系統下達撿料指令，然后通過掃描槍掃描揀料單標簽進行識別撿取，并且系統有自動校驗過程，整個揀選可以有效保證其正確和高效。

圖1 電子揀選系統

（2）車位引導系統。車位引導系統主要由信息采集系統、數據分析及信息發布系統、車輛調度系統、停車記錄查詢等若干個小系統組成。車位引導系統的主要功能是對停車場的停車位進行停車狀態采集，經過信息處理后將停車位空位信息通過LED 顯示屏展示出來如圖2 所示，并對新到停車車輛進行引導，以便引導司機快速找到分配的停車位，并將停車場所有停車位的停車信息進行記錄，方便后續查詢導出停車場停車記錄。該系統提高了對停車場的管理效率，在引導車輛時由傳統的人工引導變為系統支持下的電子系統引導，提高了人員的工作效率，減少停車場人員配備，方便對停車場停車記錄進行系統查詢和導出匯總，也極大縮短了司機進入停車位的時間，緩解停車高峰時期的停車場內的擁堵。

（3）AGV 系統。AGV 系統主要設備是AGV 小車，AGV 小車是指裝有電磁學或者光學設備的引導裝置的能夠沿指定路線行駛并具有安全保護的具有移載功能的無人車?，F場環境下的AGV 系統如圖3 所示。

在工廠中常見的AGV 系統引導裝置為電磁引導，其穩定性高、自動化程度高，能代替人工進行重復性的貨物或者材料運輸工作。其可以應用到收貨、入庫、揀貨、出庫等場景中，實現了從傳統的“人到貨”到“貨到人”模式的轉變，有效減少了庫房內歸為和揀選的操作人員，實現庫區的無人化，提高了出入庫的準確度，有效提高了庫存管理水平和庫存存儲效率。由于系統的應用，可以做到系統間的數據實時共享、交互和集成，人員進一步的集中化管理，物流過程數據化，需求定位精準化，從而實現成本和效率的優化，對作業過程實現數據化的監管。AGV 系統任務分配以“先進先出”為原則，充分保證工作中任務的優先級。

圖2 車位引導系統

圖3 AGV 系統監控及現場圖

（4）RFID 射頻物流門。RFID 射頻識別技術是一種非接觸式的自動識別技術，具有識別距離遠、體積小、信息量大、環境適應性強等優點。由于RFID 識別技術非接觸的特點，因此完成識別工作時不須人工干預操作，因此系統易于實現自動化，且設備不易損壞，不僅能識別高速運動的物體還可識別多卡，操作簡單方便。RFID 射頻物流門應用場景為當貨物通過物流門時，其自動感應并讀取貨物包裝或盛具的標簽信息，將讀取的信息反饋至后臺系統，系統返回相應的貨物信息并展示在物流門LED 顯示屏上。該應用通過信息交換和共享，將車輛、零件、容器等通行記錄做整合，提高物流系統維護和管理的自動化水平，實現并保證高效生產，如圖4所示。

圖4

（5）智能立體庫/無人倉儲。智能立體庫即能夠完成自動存取物料的倉庫，不僅能做到自動存取，還可以將利用高層貨架，提高單位面積的存儲量，通過計算機控制可以統計倉儲貨架物料的信息，提高物料的利用率，合理減少庫存，便于清理和盤庫。工作人員只需要通過監控系統，就可以得知立體倉庫的運行狀態，便于觀察和隨時解決存取過程中所出現的問題。立體倉庫具有節約用地，減輕勞動強度，提高倉庫自動化管理水平，方便管理，提升操作人員的素質，提高物流效率等一系列的優點。系統可以根據倉庫存取貨需求來進行最優的調配路線選擇，充分保證了立體庫最大效率的工作。在汽車廠家實際應用場景中的智能立體庫如圖5 所示。

3 數字化智能物流系統的優勢

各個系統的應用給汽車廠家帶來極大的便利和高效的工作，例如充分節省人工、提高倉庫的調配效率、最大限度的發揮出零件揀選的潛力提高單位時間內的揀選量、利用數字化智能系統進行車位的統計和AGV 系統的自動化運行提高系統工作的穩定性和可靠度等。

圖5 應用場景下的智能立體庫

（1）工作效率高。各系統通過數字化智能化的升級改造，充分利用電子設備如RFID 標簽、電子標簽、傳感器等進行人、車、貨物、零件的身份識別，通過感應器直接讀取RFID 標簽信息數據與信息系統進行信息交互進行識別和判定，從而讀取控制系統發出的指令，針對不同的貨物和零件進行揀選和運輸，對不同的人、車進行新的工單任務顯示或放行等動作。例如電子揀選系統和智能化立體庫，根據系統發出的零部件揀選或出庫的指令到電子貨架或者立體庫根據RFID 的標簽信息進行零部件識別，通過機械手臂或者自動化出入庫設備進行動作，將物料零部件交付AGV 小車，AGV 小車沿固定路線行駛至上料區或生產線固定區域，期間由RFID 物流門進行設備、物料的識別記錄。

（2）可靠性/穩定性強。隨著數字化工業的發展，智能設備的工業化應用以及電子設備的長足發展，保證了數字化智能物流系統應用的可靠性。以RFID 射頻技術的應用為例，它工作范圍大，適應于惡劣環境，抗干擾能力強，識別時可以穿透非金屬物品，可以用于多目標以及運動的識別，可以對運動中的AGV 小車上的物體射頻（RFID）標簽進行快速、多目標讀取。RFID 標簽可存儲信息容量大，可存儲的貨物信息多，搭配讀卡器，其讀取速度可達到200 個/秒。

（3）環境友好。數字化智能物流系統，其各個組成部分材料和設備在很大程度上均可重復利用，如可以通過寫卡器隨時修改RFID 標簽的電子編碼，AGV 系統電磁導軌在改變運行軌道時拆下可重復利用等?？梢杂行Ч澥」S成本，提高重復利用率，降低環境污染，符合可持續發展的理念。

4 數字化智能物流系統的意義

在汽車廠家中智能物流系統的應用，其不僅僅是單純的建設智能物流系統，也是建設智慧工廠、構成智慧工廠中的重要的一環。建設數字化智能物流系統對于提高產線生產效率、降低人員勞動強度、實現貨物存取運輸的自動化、增強企業的管理水平、提升數據的價值、對提升企業形象及加強企業管理、提升決策水平有著重要的意義。

5 結語

綜上所述，數字化只能物流系統相比于普通的倉儲、信息管理、物流系統擁有可靠性高、系統集成度高、系統穩定性好、對環境友好、可持續發展的優勢。是建設智慧工廠中重要的一環，對提高企業形象、幫助企業管理者提升決策力和決策水平、提高企業的數字化管理能力和管理水平有重要的實際意義。