智能制造管理 课件 第十二章 智能物流与仓储系统规划与设计

第十二章智能物流与仓储系统规划与设计1智能物流与仓储系统2智能物流规划3智能物流系统设计4智能物流系统评价智能物流与仓储系统智能物流是我国近几年大力发展的领域之一，关于智能物流的定义，不同的学者可能有不同的理解：何朝兴认为，智能物流就是实现物流的智能化，即通过一些集成智能化的技术，来改进物流系统，使其变得智能化，能够模仿人的思维感知能力、学习能力、推理能力、逻辑判断能力和自行处理物流相关问题的能力。相比而言，文宗川等人有更深刻的理解，他们认为，智能物流是在物联网技术的基础上，利用先进智能技术，实现对物流整个过程的智能化改造，包括智能运输、智能仓储、智能配送、智能包装、智能装卸搬运、智能流通加工和信息处理等，以使整个物流管理体系更加系统化、智能化、柔性化，从而提升货物流通效率，降低成本，为企业获得更大效益。12.1.1智能物流智能物流与仓储系统12.1.2物流仓储的发展历程发展阶段特点简单仓储管理生产力水平较低，库存数量和种类较少，仓库结构简单，管理工作简单，仅包括产品出入库计量和简单的储存，且持续时间较长。复杂仓储管理大型机械及各种技术设备被应用于仓储管理中，大机器生产代替手工生产，储存产品种类增多，物资商品复杂化，仓储职能多样化，包括对产品的分类、挑选、整理和包装等，仓储结构发生变化，仓储管理愈发复杂。现代化仓储管理各种先进技术和智能设备被应用于仓储管理中，仓储管理趋向自动化和智能化，仓储也发展成为经济范围巨大的商品配送服务中心。智能物流与仓储系统不同于传统的仓储管理，智能物流仓储系统是智能物流的一个重要组成部分，它是指利用物联网等信息技术建立起智能化的一体化网络，使得仓储管理不再依靠简单的人力，而是利用现代科技化、一体智能化技术、射频技术、红外感应器、全球定位系统等实现智能的货物商品的运输、储存、管理活动：智能物流仓储系统能够整合仓库信息资源，有效提高仓储任务分配执行效率；智能物流仓储系统中智能设备的使用加强了人与仓储设备之间的交互，能够有效减少人为操作错误，消除差错，提高工作效率；智能物流仓储系统中智能控制技术的使用能够在满足供给需求的同时合理调配仓储设备和人力、物力，避免商品的损失和毁坏，有效降低资源消耗和储运损耗；智能物流仓储系统有效加强了物流仓储信息在供应链上、下游之间的流通，使得物流在各个环节的衔接更加畅通；智能仓储系统还具有节约用地，提升货仓货位利用率等优点。12.1.3什么是智能物流仓储系统智能物流与仓储系统1.物联网技术物联网技术在智能物流仓储系统中的优势主要体现在：有助于整合仓储货物信息、有助于提高仓储信息管理效率、有助于实现信息对接以及全程管理。2.人工智能技术人工智能在近些年已经成为一个比较“热门”的词汇，它是指利用机器模拟人类智能的一门学科，主要通过神经网络、进化计算和粒度计算三种方法来实现。3.区块链技术区块链技术的本质是数据库，也是一系列使用特殊方法相关联的数据块，它能够存储数据，传输数据，是一种包含加密算法、共识机制等计算机技术在内的新型应用模式。4.AR和VR技术在智能物流仓储系统中，工作人员会利用AR技术来实现对系统的诊断检测、故障排除等，并利用VR技术建立虚拟物流仓储系统。12.1.4智能物流仓储系统关键技术智能物流规划1.明确问题物流规划首先要解决的就是问题确定，这个问题不仅是物流厂商经常考虑的经营或操作层面的表象问题，还应该是对问题的详细分类拆分。我们常常遇到的问题都是比较“大”的，都不能一次性解决的，这时就要对问题进行拆分，将其拆分为采用不同方法解决的不同问题，或者是不同阶段需要解决的问题。12.2.1智能物流规划步骤智能物流规划2.精确定位明确问题，就要对要进行的物流规划方案进行精确定位，这是因为物流是一个庞大的复杂系统，在不同的行业以及不同的商业形态中功能各不相同，定位能够帮助我们明确物流规划在供应链环境中应该处于什么样的位置，在解决网络规划、仓储规划甚至是配送规划时需要达到什么样的目的。要做到精确定位不能仅靠经验断定，而应该从战略层面，从运营层面，以及核心要素等进行分类分析，以得到科学的、理性的规划定位。12.2.1智能物流规划步骤智能物流规划3.搭建结构制定物流规划就要构建出规划的整体结构，主要包括顶层目标、中间结构和支撑层。顶层目标是指需要解决的问题，中间结构是需要解决问题的分类或物流环节的分类，支撑层面是物流规划所需要的支持。12.2.1智能物流规划步骤智能物流规划4.数据分析数据分析的目的是帮助我们寻找业务特征，以确定解决方案。数据分析之前，需要先确定数据，也就是数据来源，这些一般可以从信息系统中获得，例如ERP系统、WMS系统、TMS系统等。得到的数据大多参差不齐，格式凌乱，因此需要谨慎分析。12.2.1智能物流规划步骤智能物流规划5.归纳推理归纳推理是数据分析之后的工作，也就是将数据分析得出的结果进行归纳整合，并利用专业知识和经验将其放入规划场景中，结合物流环节活动流程确定主次问题以及解决问题的关键点，从而构建规划蓝图，进行合理规划。在归纳推理的过程中，可以利用“战略地图”和SCOR模型工具（Supply-ChainOperationsReference-model供应链运作参考模型）来帮助我们推出实现目标所需要的要素并且从供应链流程出发进行系统性的决策。12.2.1智能物流规划步骤智能物流规划6.数学建模构建数学模型是指在某些规划项目中需要通过数学模型来求解，例如选址、路径优化、资源配置等具体问题，数学建模能够帮助我们在解决这些问题的过程中得到较为精确的结果。7.确定方案智能物流规划的最终目的就是确定出合理科学的解决方案。经过以上步骤的分析，我们可以确定出最终的方案，这个方案包括两个层次，概念类的方案和更详细的方案。12.2.1智能物流规划步骤智能物流规划12.2.2智能物流规划注意事项保证安全是基础在设计方案的过程中，我们需要尽可能避免可能产生的安全隐患，尽可能保证操作人员处于安全的工作环境中，降低危险概率。有时候，在必要情况下，也可以通过设计一些规则来保证安全，降低危险。绿色环保是追求除了安全，我们也应该尽可能做到绿色环保，不仅要使用节能环保的智能设备，还应该做到减少甚至消灭不必要的资源浪费，例如设备利用不当、人员配备造成的浪费还有运输资源浪费等。流程分析很重要智能物流规划一定要建立在流程分析的基础上，在更新智能化设备之前要做好流程优化、再造工作，之后再根据需求选择设备，另外，设备不一定选性能最好的，而是要确保所有设备组合最优，这样才能实现最好的效果。项目落地是目标物流规划的最终目的是项目实施，所以最终得出的方案必须是灵活的，且能最终“落地”的。为了保证物流规划的方案可行有效，可以利用VR技术、虚拟漫游技术等根据规划结果设计虚拟物流系统并进行演练操作，以确保方案真正“落地”。智能物流系统设计12.3.1网络规划层网络规划层设计仓网规划：进行仓网规划时，我们应该始终坚持以下理念：仓网规划规模化以降低运营成本，仓网规划智能化以提高配送效率，仓网功能全面化以实现仓配、调拨、集发三位一体。物流选址：在仓网规划方案的基础上确定各节点的位置。路由规划：路由规划就是进行一个运筹性的规划，以达到成本、时效、服务之间的最优平衡。库存布局：规划确定仓库中各类产品储存区域，以及仓库结构。网络规划相关技术方法数据挖掘技术：数据挖掘可以从数据仓库中提取出大量的可能不完全的实际应用数据，并从中挖掘出隐藏性的，具有潜在价值的内容，这将有助于在网络规划中进行某些决策。运筹优化方法：在进行仓储规划以及路由规划时，常常需要运用线性规划以及运筹学方法等来进行方案设计。智能物流系统设计12.3.2智能管控层智能管控层设计仓库生产环节：仓库生产环节主要是对于产品货物的源头把控。仓库生产环节需要完成的项目有智能排产、智能路线规划等。。干线运输环节：干线运输是指整个物流网络中起骨干作用的运输线路，一般是指跨越省市的运输路线。在干线运输环节，最主要的工作就是智能调度。最后一公里配送环节：最后一公里配送环节将货物从物流配送中心送至顾客手中。在这个环节中，需要智能调度系统合理安排车辆以及路线进行智能化派单服务。智能管控相关技术方法自动识别技术：自动识别技术是目前物流领域普遍使用的一种数据采集技术，是指通过某些识别装置进行识别，以此获取被识别物体的相关信息的技术。GIS技术：GIS技术是智能物流建设过程中又一关键技术，其关键性在于使用GIS技术可以将物流的信息数据统一在一张图中进行管理，包括订单信息、网点信息、送货信息、车辆信息、客户信息等。智能物流系统设计12.3.3智能设备层智能设备层介绍智能设备层即在智能物流系统中具体执行物流作业的物流设备，物流作业任务由智能管控层设计并传达，然后智能物流设备接收任务并执行。在智能物流系统中，常见的智能设备有无人机、AGV小车（自动导引运输车）、无人仓库的无人上架系统、智能配送机器人、智能手持设备、RFID设备、GPS设备等。如果智能管控层是“大脑”，那么智能设备层则是“四肢”，而网络规划层则是将其连接起来的“血管”。智能设备技术实现传感技术：指通过特殊的感知获得信息并将这些信息通过模拟信号转化为数字信号，从而传给中央处理器的一种技术。自动控制技术：自动控制技术有时也被称为“智能控制”，是通过特殊手段，控制系统或设备自动完成某项任务的技术。智能物流系统设计12.3.4智能物流仓储系统流程设计仓储工作的流程主要包括入库、仓储区储存、接到订单后分拣、打包、出库等，在智能物流仓储系统中，每种商品都有自己的代码标签，且相关信息都记录在仓库管理系统（WMS）中，系统可以根据此来识别商品信息，跟踪监控商品，以确保做到全程安全管理。下面将以京东的无人仓为例，详细介绍智能仓储工作流程。智能物流系统评价12.4.1智能物流系统价值1.降低社会物流成本首先，自动化立体仓库的使用使得仓储区域立体化，这不仅减少了仓储的占地面积，还增加了仓储密度和仓容利用率，节约了成本；其次，智能化设备的应用取代了更多的人力成本，人工成本大幅度降低；另外，智能管控系统的运用减少了经营管理活动，管理费、业务费等经营管理成本也随之降低；最后，智能物流系统中的智能管控系统能够及时确定合理的，经济的运输路线方案，从而最大限度降低运输成本。2.提高物流效率首先，自动化存储、分拣、搬运设备的应用不仅提高了货物分拣速度，还降低了分拣错误率；其次，智能物流管理系统优化了物流的装货、送货、卸货等环节，例如智能配送环节的优化使得配送更快，效率更高；最后，智能物流系统优化了各个环节之间的对接过程，使得环节之间连接更紧密，整个物流流程运行更顺畅，效率明显提高。3.提高数字化程度新的商业模式下，智能物流已经成为我国物流转型的驱动力，我国正在向着物流大国甚至是物流强国的道路上迈进。智能物流系统评价12.4.2智能物流系统现状研究1.物流产业分散，智能物流难以开展我国的物流行业中物流运输资源相对比较分散，协同化程度不高，难以进行智能物流体系的建设。2.技术间融合程度不高，智能化水平较为落后智能物流系统中应用的先进技术种类繁多，但技术间的融合程度不够，各环节间的对接还不够流畅，连接还不够紧密。5G技术还没有普及，智能物流一体化程度较低，数字化程度也较低。3.道路资源限制影响智能物流系统建设物流行业建设缺乏统一规划；物流先进技术缺乏深入融合发展；5G技术普及程度不够难以应用；地下物流系统建设目前难以实现。智能物流系统评价12.4.3智能物流系统未来发展趋势1.信息化智能化趋势必不可少2.智能物