数字化智能物流系统在汽车厂的应用研究

魏磊，杨宇

（中汽研汽车工业工程（天津）有限公司，天津 300300）

随着我国市场的开放和汽车消费需求的增加，各大汽车品牌争相进入中国市场，市场竞争日渐激烈。在当下数字化技术、智能化技术蓬勃发展的社会环境下，汽车厂家提质增效、提高管理效率提高决策水平越来越符合汽车生产厂家的实际需求，而建设数字化智能物流系统、建设智慧工厂、提高生产线自动化水平、对物料和货物的数字化管理水平的建设和提高也符合当下科技发展和未来工厂的大趋势。不仅如此，建设智能化的物流系统对提高企业内部的管理水平、决策效率和决策水平以及充分发挥出物流供应潜力等也有着极为重要的意义。

1 汽车厂家数字化智能物流系统简介

汽车厂家应用的数字化智能物流系统，简要来说可以分为电子拣选、车位引导、AGV 系统、RFID 射频物流门、智能立体库或无人仓储等几个子系统。各个子系统可以作为单独的功能模块来使用，也可以通过建立系统间的信号传输连接，从而实现完整的数字化智能物流系统的功能。

通过数字化的智能物流系统，可以便捷高效地进行零部件的选取、拣选、运送，或者将货物零件、半成品加工品等由智能立体库或无人仓库中进行存取，存取运输过程中以RFID 射频通信进行身份识别、信息沟通和授权等，AGV 系统则充当了整个运输过程中的搬运工。

2 数字化智能物流系统介绍

（1）电子拣选系统。电子拣选系统又分为3 层：管理层、监控层、执行层。分别实现系统的运行进行整体调度、物料安排、生成并发出捡料指令、对现场进行控制以及执行动作等功能。系统拥有工作稳定性高、硬件柔性强、故障诊断迅速、现场变更迅速等优点。在工作中，首先要完成对电子捡料指示信息的完善、配置及导入。信息包括机型、零部件、零部件与货架的对应关系，将信息整理后由业务人员进行配置及系统导入。当MES 系统下达捡料指令后，生产序列信息下发到捡料区，系统对序列信息进行校验，存在时正常接受指令并进行捡料。电子拣选系统拥有实施高效性、扩展性强、安全性好等优点。电子拣选系统现场图如图1 所示。现场环境中一般由系统下达捡料指令，然后通过扫描枪扫描拣料单标签进行识别捡取，并且系统有自动校验过程，整个拣选可以有效保证其正确和高效。

图1 电子拣选系统

（2）车位引导系统。车位引导系统主要由信息采集系统、数据分析及信息发布系统、车辆调度系统、停车记录查询等若干个小系统组成。车位引导系统的主要功能是对停车场的停车位进行停车状态采集，经过信息处理后将停车位空位信息通过LED 显示屏展示出来如图2 所示，并对新到停车车辆进行引导，以便引导司机快速找到分配的停车位，并将停车场所有停车位的停车信息进行记录，方便后续查询导出停车场停车记录。该系统提高了对停车场的管理效率，在引导车辆时由传统的人工引导变为系统支持下的电子系统引导，提高了人员的工作效率，减少停车场人员配备，方便对停车场停车记录进行系统查询和导出汇总，也极大缩短了司机进入停车位的时间，缓解停车高峰时期的停车场内的拥堵。

（3）AGV 系统。AGV 系统主要设备是AGV 小车，AGV 小车是指装有电磁学或者光学设备的引导装置的能够沿指定路线行驶并具有安全保护的具有移载功能的无人车。现场环境下的AGV 系统如图3 所示。

在工厂中常见的AGV 系统引导装置为电磁引导，其稳定性高、自动化程度高，能代替人工进行重复性的货物或者材料运输工作。其可以应用到收货、入库、拣货、出库等场景中，实现了从传统的“人到货”到“货到人”模式的转变，有效减少了库房内归为和拣选的操作人员，实现库区的无人化，提高了出入库的准确度，有效提高了库存管理水平和库存存储效率。由于系统的应用，可以做到系统间的数据实时共享、交互和集成，人员进一步的集中化管理，物流过程数据化，需求定位精准化，从而实现成本和效率的优化，对作业过程实现数据化的监管。AGV 系统任务分配以“先进先出”为原则，充分保证工作中任务的优先级。

图2 车位引导系统

图3 AGV 系统监控及现场图

（4）RFID 射频物流门。RFID 射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，具有识别距离远、体积小、信息量大、环境适应性强等优点。由于RFID 识别技术非接触的特点，因此完成识别工作时不须人工干预操作，因此系统易于实现自动化，且设备不易损坏，不仅能识别高速运动的物体还可识别多卡，操作简单方便。RFID 射频物流门应用场景为当货物通过物流门时，其自动感应并读取货物包装或盛具的标签信息，将读取的信息反馈至后台系统，系统返回相应的货物信息并展示在物流门LED 显示屏上。该应用通过信息交换和共享，将车辆、零件、容器等通行记录做整合，提高物流系统维护和管理的自动化水平，实现并保证高效生产，如图4所示。

图4

（5）智能立体库/无人仓储。智能立体库即能够完成自动存取物料的仓库，不仅能做到自动存取，还可以将利用高层货架，提高单位面积的存储量，通过计算机控制可以统计仓储货架物料的信息，提高物料的利用率，合理减少库存，便于清理和盘库。工作人员只需要通过监控系统，就可以得知立体仓库的运行状态，便于观察和随时解决存取过程中所出现的问题。立体仓库具有节约用地，减轻劳动强度，提高仓库自动化管理水平，方便管理，提升操作人员的素质，提高物流效率等一系列的优点。系统可以根据仓库存取货需求来进行最优的调配路线选择，充分保证了立体库最大效率的工作。在汽车厂家实际应用场景中的智能立体库如图5 所示。

3 数字化智能物流系统的优势

各个系统的应用给汽车厂家带来极大的便利和高效的工作，例如充分节省人工、提高仓库的调配效率、最大限度的发挥出零件拣选的潜力提高单位时间内的拣选量、利用数字化智能系统进行车位的统计和AGV 系统的自动化运行提高系统工作的稳定性和可靠度等。

图5 应用场景下的智能立体库

（1）工作效率高。各系统通过数字化智能化的升级改造，充分利用电子设备如RFID 标签、电子标签、传感器等进行人、车、货物、零件的身份识别，通过感应器直接读取RFID 标签信息数据与信息系统进行信息交互进行识别和判定，从而读取控制系统发出的指令，针对不同的货物和零件进行拣选和运输，对不同的人、车进行新的工单任务显示或放行等动作。例如电子拣选系统和智能化立体库，根据系统发出的零部件拣选或出库的指令到电子货架或者立体库根据RFID 的标签信息进行零部件识别，通过机械手臂或者自动化出入库设备进行动作，将物料零部件交付AGV 小车，AGV 小车沿固定路线行驶至上料区或生产线固定区域，期间由RFID 物流门进行设备、物料的识别记录。

（2）可靠性/稳定性强。随着数字化工业的发展，智能设备的工业化应用以及电子设备的长足发展，保证了数字化智能物流系统应用的可靠性。以RFID 射频技术的应用为例，它工作范围大，适应于恶劣环境，抗干扰能力强，识别时可以穿透非金属物品，可以用于多目标以及运动的识别，可以对运动中的AGV 小车上的物体射频（RFID）标签进行快速、多目标读取。RFID 标签可存储信息容量大，可存储的货物信息多，搭配读卡器，其读取速度可达到200 个/秒。

（3）环境友好。数字化智能物流系统，其各个组成部分材料和设备在很大程度上均可重复利用，如可以通过写卡器随时修改RFID 标签的电子编码，AGV 系统电磁导轨在改变运行轨道时拆下可重复利用等。可以有效节省工厂成本，提高重复利用率，降低环境污染，符合可持续发展的理念。

4 数字化智能物流系统的意义

在汽车厂家中智能物流系统的应用，其不仅仅是单纯的建设智能物流系统，也是建设智慧工厂、构成智慧工厂中的重要的一环。建设数字化智能物流系统对于提高产线生产效率、降低人员劳动强度、实现货物存取运输的自动化、增强企业的管理水平、提升数据的价值、对提升企业形象及加强企业管理、提升决策水平有着重要的意义。

5 结语

综上所述，数字化只能物流系统相比于普通的仓储、信息管理、物流系统拥有可靠性高、系统集成度高、系统稳定性好、对环境友好、可持续发展的优势。是建设智慧工厂中重要的一环，对提高企业形象、帮助企业管理者提升决策力和决策水平、提高企业的数字化管理能力和管理水平有重要的实际意义。