胡 江
女,研究员,北京机械工业自动化研究所副总工程师。硕士研究生导师,全国机械工业物流仓储设备标准化技术委员会委员。主要从事自动控制系统及设备的研究开发、自动化物流系统系统信息管理技术和自动化物流系统整体解决方案的研究。从事专业工作二十多年来,参加或负责完成了五十余项科研课题和工程项目,解决了若干关键技术问题,取得了多项科研创新成果,获得一项国家级科技进步奖和四项省部级科研成果及科技进步奖。发表了七篇学术论文。具有丰富的制造业车间级物流系统研究开发经验,在其研究领域内具有较高的学术水平。曾获得机械部“优秀科技青年”的称号。近年来,主要负责本单位自动控制及物流技术领域的研究和技术创新工作,通过技术创新带动市场拓展,取得了较好的经济效益。
编者按:在发达国家,物流系统( Material Handling System ) 涉及到国民经济的各个领域。物流系统的概念不仅仅只是物料的储存和搬运,还涉及到了产品制造、销售、商品经济的产业和信息化管理。自动化技术的发展产生和带动着物流系统,没有自动化就没有产业化,没有产业化就没有信息化,也就没有自动化物流系统。因此,要实现企业物流系统的快速发展,必须有自动化技术的支持,自动化技术作为企业物流系统发展的重要支持手段,已经被广泛关注和重视。我国自动化物流系统发展也取得了一定的突破和创新,本刊记者采访了北京机械工业自动化研究所副总工程师胡江老师,为您简单分析一下中国自动化物流系统的发展概况。
自动化博览:能否请您为我们分析一下中国自动化物流系统的整体发展现状?与国外物流业有哪些差距?
胡 江:物流是一个比较宽泛的概念,包括商业物流即供应链物流和生产物流即企业内部为生产服务的物流。通常所说的物流业,主要是指商业物流而言的。而自动化行业所关注的焦点,则侧重于自动化物流,即企业内部的自动化物流系统。企业自动化物流系统主要是由自动仓储系统和自动生产物流系统组成。
自动仓储系统(ASRS)即通常所说的自动化立体仓库,是指由计算机进行信息管理,并由自动化物流设备自动进行物料存取过程的存储系统,由高层货架、存储单元、巷道堆垛机、外围输送设备、控制系统、通讯系统和计算机管理系统等组成,是集多学科多专业技术于一体的集成系统。自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分, 它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。
自动化立体仓库可以独立构成系统,作为企业内的成品库或生产调度库,或专门用途的仓储企业,如油田的岩芯库、军需仓库等。也可以作为生产物流系统的有机组成部分,与生产物流输送系统和物流信息管理系统等共同构成生产物流系统。
生产物流系统基于现代生产物流管理理论,为制造业企业提供从原料入仓到成品下线的生产物流的自动输送、存储设备和信息管理的整体解决方案。生产物流系统为生产过程提供科学合理的车间生产物流配送,满足生产线(生产过程)的物料准时配送需要,达到提高生产效率,提高车间物流管理水平的目的。企业自动化物流系统是为企业量身订做的定制型系统。在各单元设备和单元技术方面,不断将最新的设计、控制、通信、网络技术投入应用,提高设备的可靠性和效率;在系统设计方面,不断探索能够降低生产的物流成本,提高生产物流管理水平的系统整体解决方案。
国内应用自动化物流系统的企业,主要是在汽车、电器、烟草、食品、药品、原材料、设备制造以及金融等行业,不论是从自动化程度还是从系统应用领域来看,都呈现较快的发展态势。即设备设计制造水平逐渐完善,自动化技术应用水平不断提高,整体解决方案更加适合应用需求,应用的行业和领域也在不断扩大。总体来看具有很好的发展前景。
与国外的自动化物流系统相比,我国自动化物流系统在各方面都有差距。最接近国外水平的,恐怕就是自动化控制技术的应用水平了,在控制技术方面,国外新的控制技术推出之后,很快就能够在国内的自动化物流系统中得到应用。在设备的设计制造方面差距相对比较大。另外,在自动化控制技术方面,主要是对于国外自动化技术的应用。例如自动导向车的自动导向技术,目前国内可以掌握电磁制导技术,而激光制导在工程应用层面则还是应用国外引进技术。
自动化博览:请谈谈目前自动化技术在物流业的应用情况,主要应用了哪些自动化技术?在应用的过程当中存在哪些问题?应该如何解决?
胡 江:在企业自动化物流系统中,可以应用到几乎所有的自动化技术,包括电机的调速及控制技术、自动检测技术、通讯技术、PLC控制技术、自动信息识别技术、计算机组态监控技术、计算机自动调度技术、计算机网络和数据库技术以及物流规划设计技术等。在自动化技术应用于物流系统的过程当中,主要需要解决安全性、可靠性和适用性的问题。
自动化物流系统首先应该保证设备操作者和系统操作者的人身安全,这是自动化技术应用中必须考虑的首要问题,其次是设备和系统自身的运行安全。安全性是自动化物流系统能够正常运行的必要条件。
设备和系统的运行可靠性对于企业生产来说,重要性不言而喻。对于与企业生产密不可分的自动化物流系统,由于设备或系统很小的故障造成的生产停顿,对于企业生产来说都可能造成巨大的经济损失。可靠性问题主要是要依靠在系统设计时采用可靠适用的技术实现,并使用相应的冗余技术和容错技术来解决。
适用性是指在能够满足企业对于系统功能和性能需要的前提下,尽量采用简捷、经济的技术方案,而不应当盲目追求没有必要的高精尖技术指标和最新技术的应用。
自动化博览:近年来,物流业在自动化技术应用方面取得了哪些突破和创新?能否结合您的认识谈两个典型案例。
胡 江:自动化控制技术一直在不断发展进步,自动化物流系统对于自动化技术的应用也是在随着自动化技术的进步而不断进步。仅就ASRS的核心设备堆垛机的控制来说,认址技术从最初的采用光电开关检测认址片的相对认址,到采用编码器、条形码、激光测距等技术的绝对认址,认址准确性和可靠性均得到了很大提高。在通讯技术应用方面,从最初使用拖缆,到应用红外、激光通讯器的无线通讯,直到目前广泛采用的无线工业以太网络通讯技术,使自动化物流系统能够在解决方案的设计方面得到突破性的进展。
自动化技术在生产物流系统中的应用创新,使得自动化物流系统在提高企业生产能力和产品质量方面起到关键作用。例如应用于原材料生产行业的玻璃纤维生产线自动化物流输送系统,使相关企业的生产规模得以达到突破性的发展,产品质量也大大提高。
以前,国内最大的玻璃纤维生产线的产能只能达到1万吨。鉴于玻璃纤维生产线的特殊条件和生产工艺,生产物流为人工输送方式,各生产环节的信息流也是依靠人工传递,工人劳动强度极大,产品品质也无法保证,影响产品销路,尤其是对国外市场的占领。生产规模在1万吨级、品种比较单一的条件下,人工输送尚能满足生产需求。当需要扩大产能并且同时生产多个品种的时候,人工输送的方式就无法解决如此大的输送量及保证多品种的准确识别及分配。
由北京机械工业自动化研究所为巨石集团有限公司设计、制造的世界上第1条6万吨级产能的玻璃纤维生产线自动化物流输送系统,是一套针对玻璃纤维生产工艺和各个生产环节的特殊性提供的完整的自动化物流输送解决方案。系统采用了目前国际、国内最先进的物流输送领域、计算机信息处理领域,射频识别技术等自动控制领域,机器人及其控制领域的各项技术和设备,利用空中、地面的物流输送线、多工位分配车、自动化立体仓库、机器人等设备,构建了贯穿整个玻璃纤维生产的各个环节的自动化物流系统,实现了从拉丝车间产品成形,到烘干、存储冷却和分拣包装的全自动输送。系统采用了先进的检测元件和信息管理手段,通过产品信息自动识别、跟踪技术、计算机信息管理、监控技术和计算机物流自动化调度技术,实现了玻璃纤维产品信息追踪、品种识别和自动分拣,取代了传统的人工输送、分拣和包装作业。随着玻璃纤维生产线自动化物流输送系统的使用,完全取代了传统的人工作业模式,突破了制约产能提升的瓶颈,使国内玻璃纤维制造企业近年在大幅提高产量的同时又节省了大量劳动力成本。同时由于自动化输送及信息系统的使用,对产品品质、质量提升起到了很大的作用。目前已有多条自动化物流输送系统在玻璃纤维生产行业应用,单条生产线产能已达到16万吨。
自动化博览:您认为自动化技术在物流业中起到了怎样的作用?
胡 江:自动化技术在企业生产物流系统中的应用,使得生产物流系统的自动化程度提高,企业生产物流解决方案多样化,从而能够有效地减少企业物流输送过程的人工劳动强度,提高物流输送效率,保证物流输送的及时性和准确性,以及改善劳动生产环境。
自动化博览:企业要持续实现经济效益的增长,必须要借助工业自动化技术水平的提升,您觉得提升物流业自动化水平程度最有效的途径有哪些?国家出台了哪些相应的辅助政策?
胡 江:提升物流业自动化水平的有效途经离不开自主技术创新。由于目前国内自动化物流设备与国外相比,不论在设备的种类还是性能质量方面,还都有较大差距,在自动化技术方面也主要是对于控制领域新技术的应用,因此,学习、引进、消化和吸收国外的先进设备和技术,通过应用创新,设计适合我国企业生产需求的自动化物流系统整体解决方案,是提升生产自动化物流系统的最佳途经。
在国家中长期科学和技术发展规划纲要中,将用高新技术改造和提升制造业作为制造业发展的发展思路。对于我们在这里讨论的企业生产物流系统而言,其自动化水平的提升已经包含在工业自动化技术水平提升的概念中,国家关于工业领域技术进步与科技创新的政策也适用于自动化物流系统。
自动化博览:您认为物流自动化今后发展的趋势是什么?
胡 江:物流自动化的发展趋势,对于自动化物流设备而言,会越来越专业化和智能化。对于自动化物流系统,则是不断应用新的控制技术和信息识别技术,提高系统的整体性能,同时功能不断完善和扩充,与企业的生产融为一体,为企业提供能够有效提高企业生产效率和质量的整体解决方案。
——转自《自动化博览》