系统集成为设备技术研发开拓思路

作者:北京伍强智能科技有限公司董事长 尹军琪 文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2022-03-04
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在物流仓储系统建设过程中,系统集成包括从设计规划,流程规划,设备选型,软件需求,到现场管理,工期管理,质量管理,应急管理,上线测试,培训,乃至售后服务等一些列过程。是一项多学科,技术密集,时间长,难度大的专业性工作。系统集成商也是保证系统最终质量水平的第一责任人和最后的把关人。

在物流仓储系统建设过程中,系统集成包括从设计规划,流程规划,设备选型,软件需求,到现场管理,工期管理,质量管理,应急管理,上线测试,培训,乃至售后服务等一些列过程。是一项多学科,技术密集,时间长,难度大的专业性工作。系统集成商也是保证系统最终质量水平的第一责任人和最后的把关人。

尹军琪-2

北京伍强智能科技有限公司董事长 尹军琪

表面上,系统集成的工作是一种简单的组合工作,即将分散的部件或子系统组合成为一个具有一定功能和高效的整体或系统。但实践表明,物流系统集成的工作不仅非常复杂,而且内容远不止这些。这是因为,在系统集成过程中,常常会遇到各式各样的新问题和新情况,为解决这些新问题,这就需要做大量的创造性工作。这些创造性工作,分布在集成的各个方面,有些是通过改变需求予以满足,有些是通过改变流程予以解决,但有些问题,必须有相应的设备和技术支持才能解决。实际情况是,并非所有的设备和技术都有现成的,更多的是需要创新和研发。这些在集成过程中出现的新需求,为设备的创新开拓了思路。

物流系统是一个高度定制化的系统。场地的特殊性,需求的多样性,决定了物流系统的独特性。尤其是对于新的领域和应用,现有设备和技术很难满足要求。很多新设备的研发,都是因为集成的需求而提出的。以下是比较常见的几种情形。

空间问题:常常遇到的问题是,有限的空间要完成更多的任务。当传统做法,或现有的技术不能满足要求时,创新几乎是唯一的选择。比如说为满足更高的库存需求,更高的立体库和堆垛机即被提出,或密集存储技术被提出。所有这些,都给创新提供了具体需求。今天我们看到的超过30 m的堆垛机,以及双深位、子母车、穿梭车为代表的密集存储技术,都是在集成过程中,为解决库存问题而提出的,继而得到广泛应用。与空间问题相关联的还有很多其它装备和技术,如阁楼货架,窄巷道堆垛机,以及一些为减少对空间占用的自动化设备和技术,如自动拣选,自动包装,重量复核,悬挂输送等。

柔性问题:早期的生产物流,对柔性化的设备需求很强烈。AGV的诞生,为柔性化的需求提供了很好的解决方案。但一直以来,AGV的高价格很难为企业做接受,所以,在AGV诞生后的很长一段时间里,AGV的应用都非常有限。KIVA的发明为AGV的应用打开了广阔的市场,尤其在配送中心的应用,更是一个典型。KIVA的低价和柔性具有很强的市场吸引力。KIVA在多年的迭代发展过程中,吸引了大量的资本和人才,形成了一个朝气蓬勃的景象。柔性化成为现代物流的一个重要标志。其关联的设备还包括可插拔的设备,如输送设备,组合货架等,以及机器人,无人机等可移动设备。这些新型设备的诞生,无一不是因为集成过程中对柔性化需求提出的问题后,而逐渐得以发明的。

伍强智能科技红蟹四向穿梭车

图1 红蟹四向穿梭车

环境问题:环境问题也是系统集成经常遇到的问题,其为设备的创新提供了似乎是无穷无尽的机会。比较典型的问题包括温度问题,洁净车间问题,防爆车间问题,恶劣环境(高温、放射性、垃圾厂)等。需要说明的是,洁净车间和防爆车间可能要解决的问题只是个别问题,如洁净车间主要是解决产品对环境的影响问题,比如涂层,粉末等,防爆车间则要解决电火花的问题等,而低温环境要解决的是一系列的问题,几乎所有的物流设备都要进行低温下工作的改造和试验。从目前来看,适合于低温的环境的物流设备少之又少,尤其对于特别低温环境,如零下65℃的低温下的设备难度很大。大部分的低温环境,被限制在-18~-25℃之间,此环境下,很多常温下的设备可能无法工作。恶劣环境产生了对无人化的需求,我们今天看到的很多无人化技术,有些最初是用于恶劣环境的。反过来,这种无人化的技术应用又为其它领域提供了新的解决方案。

货物问题:很多应用的特殊性是由货物本身决定的。如小件货物,长大件货物,超重货物等。当现有的设备和技术无法适应新的需求时,创新是必然的。很多产品,如电商中的隐形眼镜镜片,就是典型的小件货物,它所对应的储存设备,输送设备,分拣设备,包装设备均有特殊的需求。长大件物料最典型的是钢材、铝材以及一些管材等特殊物料,他们所需要的物流设备与常规设备大为不同。超重货物更是如此,为此,需要开发一些列的重载物流设备,包括叉车,堆垛机,输送机等。

有时,业务和流程的变化,也需要更多的创新技术才能完成。比如,随着电商的发展,海量的订单和拆零拣选,呼唤更多更快捷的拣选技术的诞生,多层穿梭车,四向穿梭车,货到人拣选系统等应运而生,都是因为业务的需求被逐渐研发的。可以预见,随着自动化和智能化的不断推进,物流系统中更多的新技术和新设备将被开发出来。

双伸位堆垛机

图2 双伸位堆垛机

此外,很多创新,是在不断实践和不断迭代的过程中完成的。以KIVA为例,最早的KIVA仅仅是完成整排货架的搬运,这是应用的最初模式。随着应用的展开,KIVA的劣势和不足逐渐显露出来,如效率低(一次搬运只能完成很少的拣选),空间利用率低(货架高度限制)等,于是,发明了每次搬运多个箱子,且每个箱子都有拣选任务的KIVA设备,针对空间利用问题,更高的KIVA被开发了出来。这些都是典型的例子。

与某种设备和技术的预研不同,在集成过程中遇到的问题需要很快得到解决,这也是集成商充满挑战的地方。所谓预研,就是对未来应用的预判所作出的研究,前面提到的很多例子,也是由于预研的结果。预研的时间可长可短,这要看难度的大小。另外,有些预研的产品目的性并不强,其成果并不一定适合于市场需求。

最佳的集成是充分利用现有的技术解决问题,不要刻意追求创新,或为创新而创新。有时,创新意味着风险。一般来说,一项全新的设备研发需要比较长的时间,并且存在不确定性。从设计、试制、测试、反复修改、到最后定型,中间也许会遇到难以逾越的困难,这是项目工期所不能承受的。因此,在实际工作中,要处理好集成与设备创新的关系,要充分应用已知的知识,在一个比较成熟的基础上去创新,或者是做局部的创新,这样才能控制质量和工期,并避免大的风险。所谓已有的知识和经验,就是那些已经通过实践验证了的部分。创新需要重点突破的一般应是个别问题,如堆垛机的货叉的改变等。对于需要长时间才能完成的创新研究,应通过预研的方式,夯实基础,并备未来之需。

当然,集成过程中遇到的设备创新问题,并非全部由集成商去完成,更多的是由具有成熟技术的供应商去完成。在很多情况下,集成商提出问题,然后会同设备供应商一起,探讨解决问题和设备创新的可行性。因为对于一个成熟的供应商来说,这些创新需求为其产品的丰富性提供了机会,也是他们发展过程中的家常便饭。这对于降低系统风险是有帮助的。

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