传统印刷业属于典型的离散型制造业,生产劳动人员密集。产品印刷过程主要由印前、印刷和印后三大类工序构成。各工序之间、各生产设备之间以及车间与仓库之间通常涉及到大量原材料、半成品和产成品的搬运工作,均需由人工完成。随着社会经济的发展,人力成本增加,愿意长期从事该工作的工人减少。并且人工物料转运会导致仓储数据不准确、出入库做账不及时、在制品状态和数量不清晰等问题。这些问题是印厂在经营管理过程中经常遇到的痛点,直接影响到物料需求计划和生产调度,进而一方面影响按时交货,使交期延长,另一方面造成库存积压,使得库存周转周期延长。
作为传统离散型制造业的包装印刷行业也深受智能制造浪潮的影响。近年来,业内很多工厂均在实现生产自动化的基础上积极探索实现数字化和智能制造的道路,以期解决传统印厂经常遇到的痛点和面临的各种挑战。
智能物流系统通常指连接生产设备之间、车间之间以及车间与仓库之间的物流搬运系统。为实现印厂智能物流系统搭建,应该在尊重原有印刷生产工艺与合理生产布局基础上,通过应用新的生产智能化装备来实现协调车间的整体调度。印厂智能物流系统总体架构通常由设备层、管控层和企业层组成,如图1所示。
自动化立体仓库是解决印厂仓储痛点的一种方式,也是印厂智能物流不可分割的一部分。自动化立体仓库在印厂智能物流系统中发挥的主要功能是实现原材料、半成品和产成品的存储和转运。自动化立体仓库由输送线、高层立体货架、堆垛机等关键部分构成。自动化立体仓库出入库口还可根据需要设置提升机,完成货物与智能搬运系统的无缝对接。自动化立体仓库除了本身需要电控实现自动出入库外,还需要一个WMS进行货位分配和配对、出入库管理和盘点管理等。
智能搬运系统包括智能物流管控系统和智能搬运设备。智能物流管控系统是实现柔性化工艺布局和连线化协同控制的必备系统,其核心功能之一是综合调度。智能物流管控系统需根据产线的生产节拍、生产调度计划和仓储情况智能地进行决策并与各组件通信,调度各执行机构完成搬运任务。为实现智能决策和智慧调度,智能物流管控系统需要与ERP、WMS进行对接和集成。信息化基础水平良好的印厂可以利用ERP系统对印厂整个运营流程进行管控。智能物流管控系统需要从ERP系统里获取仓储数据、物料需求数据以实现智慧决策。同时,智能物流管控系统还需与MES系统相连,甚至接受MES系统的任务驱动,基于生产节拍,满足生产现场的物料搬运需求。
在智能搬运设备方面,自主导航小车(AGV)和移动机器人(AMR)为印厂智能物流提供了更柔性化的搬运选项。实现印厂内点到点之间的搬运主要包括两种输送设备,一种是采用有轨小车(RGV),另一种是采用柔性化程度更高的AGV。
作为劳动密集型的印包行业,基于现有厂房条件和业内成熟技术建设厂内智能物流可解决部分现有经营管理痛点,提升智能制造水平。
一套完整的智能物流系统应包含软件和硬件两部分,硬件是智能物流的四肢,主要包含自动化立体仓库、智能搬运系统和产线衔接装置;软件是智能物流系统的大脑和灵魂,智能物流的软件系统还应与其他信息化系统,如制造执行系统和企业资源计划系统相连,实现真正的智能决策和智慧调度。
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