三、物流智能化的演進(jìn)
為了實現(xiàn)上述的智能物流系統(tǒng)，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都做了大量的工作，下面以搬運系統(tǒng)的演變來展現(xiàn)物流設(shè)備走向智能化的發(fā)展路徑。
1.機械化時期
叉車是搬運系統(tǒng)機械化時期的典型代表，它實現(xiàn)了作業(yè)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(jīng)難以滿足企業(yè)大量生產(chǎn)的需要。
2. 自動化時期
AGV(Automated Guided Vehicle，自動導(dǎo)引車)的出現(xiàn)使搬運系統(tǒng)開始向著自動化方向發(fā)展，極大地提高了物流系統(tǒng)的自動化程度。AGV早期的導(dǎo)引技術(shù)是靠感應(yīng)埋在地下的導(dǎo)線產(chǎn)生的電磁頻率，通過一個叫做“地面控制器”的設(shè)備打開或關(guān)閉導(dǎo)線中的頻率，從而指引AGV沿著預(yù)定路徑行駛。這種導(dǎo)引方式雖然可以實現(xiàn)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(tǒng)也很單一，重新設(shè)定路徑的成本很高，并不能滿足高柔性生產(chǎn)。
3. 高柔性自動化時期
隨著電信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了像激光導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航這樣新的導(dǎo)航技術(shù)，AGV的路徑變得多樣化，其路徑的重新規(guī)劃可以通過在系統(tǒng)中設(shè)定參數(shù)或編程來解決，并且不再局限在某條特定的行進(jìn)帶上。AGV的控制系統(tǒng)也能做出簡單的路徑優(yōu)化和避障，大大提高了物流系統(tǒng)的效率和柔性。以AGV為主的搬運系統(tǒng)開始向著高柔性自動化的方向發(fā)展。
為了進(jìn)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(chǎn)線送到貨架上，并在貨架中穿行;應(yīng)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(xiàn)有的倉庫系統(tǒng)進(jìn)一步提升。這種兩棲多功能的搬運系統(tǒng)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(guī)模的運輸任務(wù)中，現(xiàn)有的方法通常是對搬運系統(tǒng)進(jìn)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(tǒng)。在智能化時期，搬運系統(tǒng)不再對多車之間的相互配合“車群”進(jìn)行集中控制，而是采用基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分散控制的方式，使用專門的AGV管理軟件來優(yōu)化運輸系統(tǒng)的整體運行能力。AGV可以不依賴導(dǎo)引線完全自由行駛，對周圍環(huán)境的動態(tài)障礙做出反應(yīng)，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(dá)目標(biāo)的最短路逕，車與車之間通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交互、協(xié)調(diào)任務(wù)分配和路徑尋找。
四、面向智能物流的前沿應(yīng)用
盡管目前物流裝備行業(yè)的發(fā)展離上述的智能物流還有較遠(yuǎn)的路程要走，但是隨著相關(guān)研發(fā)的投入，市場上已經(jīng)逐漸開始出現(xiàn)支撐智能物流的產(chǎn)品。
·箱(盒)式超高速自動倉庫
該立庫的單巷道中同時設(shè)置多臺堆垛機，運用先進(jìn)的同步協(xié)調(diào)控制技術(shù)使其在各自獨立的作業(yè)中互不干涉。巷道內(nèi)的堆垛機為上下兩層結(jié)構(gòu)，同時作業(yè)，其入出庫處理能力可達(dá)2200箱(盒)/小時。同時它也是集存儲、輸送、分揀于一體的新型配送系統(tǒng)，完全實現(xiàn)了分揀、集貨等環(huán)節(jié)的自動化。其中，分揀系統(tǒng)采用了立體化的三維布局，與以往的平面布局相比，既節(jié)省空間又節(jié)約了人力。
·第三代物流機器人
第三代物流機器人實現(xiàn)了從自動化到智能化的轉(zhuǎn)變，它們由移動車體、機械臂和機械手組成，具有高度自主性，能夠完成多種功能如物體識別、抓取分揀及運輸，在效率和功能上遠(yuǎn)超第二代，可滿足智能物流對于設(shè)備高柔性自動化的需求。
·全方位傳送帶分揀系統(tǒng)
以往的傳送帶只能按固定的路線傳送物品，并且對物品的形狀規(guī)格也有要求，這顯然無法滿足柔性、智能化的生產(chǎn)物流要求。市場上推出的全方位傳送帶，以互鎖方式相互交錯，由全長銷桿組裝在一起，可以實現(xiàn)物品在傳送面上全方位的移動，彼此之間可以互不干擾，同時通過箱子上的RFID可以替代人工揀選，大大提高了物流作業(yè)效率。
·AR智慧物流系統(tǒng)
在這個系統(tǒng)中，分揀工作人員戴上AR眼鏡，可以直觀看到商品的質(zhì)量、體積等各種信息，進(jìn)行快速分揀。系統(tǒng)會指導(dǎo)工作人員按照最優(yōu)路線行走，迅速找到貨架上的商品，并進(jìn)行掃描。之后，AR眼鏡還能幫助工作人員迅速地完成質(zhì)量檢測、包裝等工作。這樣的系統(tǒng)對于多零件、個性化的產(chǎn)品定制化生產(chǎn)有很大幫助，可以實現(xiàn)智能化。
·手持式智能讀碼器
各種條碼已經(jīng)廣泛地用于工廠，快速并且準(zhǔn)確地識別條碼信息有助于加快物流智能化。行業(yè)中推出的基于圖像的ID讀碼器，可對具有不同大小、質(zhì)量、打標(biāo)或印刷方法的直接部件標(biāo)識、二維碼以及一維碼進(jìn)行解碼。通過配備高級液態(tài)鏡頭成像系統(tǒng)和柔性照明技術(shù)，它能夠解碼各種各樣表面上最難以辨別的直接部件標(biāo)識。配備以太網(wǎng)通信和工業(yè)協(xié)議，可輕松集成工業(yè)自動化設(shè)備，能夠快速、高效地執(zhí)行安裝和維護(hù)。同時，配備現(xiàn)場可交換通信模塊，通過一個讀碼器可以滿足客戶特定的以及不斷變化的通信需求。
五、智能物流落地的幾點建議
智能物流有著很好的發(fā)展前景，將配合智能制造徹底改變生產(chǎn)方式。但是在落地的過程中，特別是在中國，除了技術(shù)層面的壁壘，仍然有諸多挑戰(zhàn)和難點需要克服。對此提幾點落地的建議以供參考。
1.重流程
在智能物流的落地過程中，流程再造和優(yōu)化是重中之重。國內(nèi)企業(yè)常常不重視流程方面的分析，而更愿意投資昂貴的設(shè)備，但是投資硬件并不能讓企業(yè)直接找到流程上的不足，只有持續(xù)不斷進(jìn)行流程優(yōu)化，才能把企業(yè)內(nèi)部不合理的東西深挖出來，通過兩化融合實現(xiàn)智能制造。
2.重規(guī)劃
在智能物流落地方法上，企業(yè)需要制定相應(yīng)的智能物流戰(zhàn)略，根據(jù)愿景制定相應(yīng)的行動計劃，由此確定整體發(fā)展路徑。以寶馬萊比錫工廠為例，其外觀猶如一把梳子，這樣的造型是為了物流便利性。通過運送不同零組件的貨車直接開至離裝配線最近區(qū)域，這樣部件進(jìn)廠后可直接送至相應(yīng)工位，實現(xiàn)生產(chǎn)和供應(yīng)JIT。反觀國內(nèi)的工廠往往方方正正，卻并不有利于物流。
3.重標(biāo)準(zhǔn)
目前，我國政府對于兩化融合、《中國制造2025》非常支持，許多企業(yè)大力度地投入研發(fā)，希望立起行業(yè)標(biāo)桿，在下一個工業(yè)時代中成為弄潮兒。但在把項目做大做強前，企業(yè)需要關(guān)注相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定，強調(diào)國家級標(biāo)準(zhǔn)的重要性。當(dāng)前的工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)尚未完全清晰，行業(yè)不僅要重視國際方面的進(jìn)展，也要加強國內(nèi)物流標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，比如集裝單元標(biāo)準(zhǔn)化、通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化。這些看似小的問題如果得不到解決，不僅降低了物流效率，也極大阻礙智能物流發(fā)展。
4. 重數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)與安全
未來的經(jīng)濟(jì)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)，未來的社會是數(shù)字社會。在推動智能物流落地的過程中，企業(yè)應(yīng)當(dāng)數(shù)字化所有流程，只有這樣才能更好地去控制和優(yōu)化流程。而這將使數(shù)據(jù)變得至關(guān)重要，數(shù)據(jù)成為新一代的“石油”，誰擁有數(shù)據(jù)，誰就占據(jù)了主動權(quán)和話語權(quán)。當(dāng)如此多的數(shù)據(jù)被產(chǎn)生，并且成為一種稀缺資源時，大數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)和數(shù)據(jù)安全是不可避免的問題，這需要有完善的法律和技術(shù)手段去保護(hù)。
