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房殿军:智能物流技术应用与发展
2016-3-30
摘要:

很荣幸参加2016LT中国物流技术峰会,今天想跟大家共同分享的是关于工业4.0时代智能物流技术方面的发展。

    主题演讲人物:房殿军(德国物流研究院中国首席科学家)

    很荣幸参加2016LT中国物流技术峰会,今天想跟大家共同分享的是关于工业4.0时代智能物流技术方面的发展。

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    数字化与物流发展趋势

    我们传统的工业技术发展历程,最初我们的机械装备应该是很机械的,现在还在用,包括我们的自行车一直用到今天,后面我们有一个机电一体化的发展,有嵌入式的系统,使我们的系统具备了一定的自动的功能和控制能力。

    在这个基础上,我们进一步发展到了今天所谓的智能系统,这里面很重要的一点就是CPS,信息物理系统,在信息物理系统这个层面,我们把原先的嵌入系统加上了触角,给它增加了它的互联互通的功能,同时把它的智能进一步的提升。

    智能服务世界

    大家谈到工业4.0的时候,会想到德国的国家战略,经常我们讨论工业4.0,但是我们经常忽视了德国还有另外一个非常重要的项目,就是关于智能服务世界的一个研究课题,这两个课题是共同形成了德国现在的国家战略,有了工业4.0之后,我们可以先产出智能的产品,有了智能的产品之后,就延伸出来这些智能的产品它可以使我们走入到智能服务的这个时代。智能服务会创造更多的价值、更多的就业机会,这是我们要去重点研究的,我们不要停留在工业4.0这一点上,通过自动化、智能化,有可能把我们的劳动力,就业岗位减少了,但是后面智能物流服务给我们增加很多的机会。

    谈到工业4.0,谈到产业数字化,谈到服务的智能化,这里面经常谈到有四大支柱,其中智能产品是核心点,智能产品需要智能工厂、智能生产来去制造出来,延伸出来的是智能服务,最后的一个最高级,也就是我们追求的智能数据,在大数据,我们对大数据研究的基础上,未来我们的数据会变成一些智能的信息。在提到这四大支柱的时候,我们一定不要忘记,我们在未来无论走向什么时候,无论是智能生产、智能服务还是我们的智能产品,都要考虑到是以人为本的这种最基本的思维方式,德国人把人放在了最核心的位置。

    工业4.0的物流是核心技术

    物流在工业4.0时期,它是一个非常重要的核心技术能力,你可以看到,我们在研究工业4.0的时候,我们主要课题里面,这里面物流是出现的频次最高的,物流也是未来的在工业4.0时期,对我们的工业4.0支撑最强有力的一个技术组成部分。我们今天在这儿一起来去研究智能物流的问题,我们就知道我们研究的问题是中国未来工业很重要的一个支撑技术。

    讲物流趋势之前,拿一个很老的图片,早在28年前去德国的时候,第一次在德国学到的物流的定义,这也是德国物流界鼻祖教授他的一张图片,这里面可以看到有两个主要的流向,一个是浅蓝色的叫信息流,一个是红色的叫实物流,这两部分共同形成了物流,而不是简简单单的只看这几个实物流。所以在研究它的时候知道信息化是非常关键的,这是我们研究物流最重要的一个内容。信息的标准化以及集装单元的标准化,是智能物流发展的最根本点,因为只有标准化才能社会化,信息不标准化,你的接口不对称没办法实现社会的信息化管理,如果你不能实现集装单元的标准化,你就没有办法实现社会物流的整体的最优,托盘都没有办法互换,你的托盘、集装箱都是我们在未来,我们的智能物流发展里面最基础的东西,所以把它拿出来跟大家分享,一定要重视这一点。

    正是基于物流和信息的标准化发展趋势,我们可以看,物流从过去到未来会走过的一条沿着标准化、沿着社会化、沿着智能化不断发展的一个过程。在这里面我们经历了工业3.0时期,现在又走到了工业4.0时期,我们未来的智能物流服务会是支撑未来经济的一个非常核心的工作内容。我们看这些发展它是不是有些规律,我在德国期间,曾经就研究过这方面的内容和德国的一个专家,我们发现物流技术的发展,它是有它的规律的,某种程度上它也是一种螺旋发展的规律,它的发展,尤其是在智能化、信息化这一块,可以找到它的依赖点,我们讲物流发展本身它是有基因的,它的基因是有一定循环性,最关键的一点在这里面是信息技术的进步。

    什么叫智能物流?

    智能物流技术是有很多的要求,不是简单地说这个系统智能化就可以了,通过智能化实现的是,首先我们的系统要高度的自动化,同时它要是柔性的,自动化和柔性相对来说一个是矛盾体,因为自动的系统往往很难达到柔性,它的刚性就会强。在智能物流这个领域里面,我们就是要追求这种柔性的自动化。智能物流要求的是全程不间断的数字化,它要实现信息的实时不间断,这个是我们智能物流里面很重要的一个部分,也就是说,我们对我的物流系统能够实时互联、实时监控。

    我的智能物流最主要支撑的是工业4.0时期的智能制造,满足低成本的客户化定制,我们强调的是低成本,不要通过工业4.0把成本做高了,产品就没有销路了。要实现智能物流技术,信息化是一个核心,刚才我给大家介绍了我到德国学习物流的时候,第一篇物流的定义,信息化建设是关键,在工业4.0时期,我们的智能物流信息系统是要重点去推的。刚才王处长给大家介绍了中国“互联网+”的一些战略,这个也是对我们物流信息化很重要的引领,中国好多企业比较重视的是设备的自动化,因为它具有很好的展示性,在这时候我们忽视了信息化建设它的重要性,大家知道装备的自动化有时候是刚性的,信息化的自动化反而正好相反。所以我们一定要走的是信息的自动化,在这里面我们智能信息系统里面,包括了传统的物流信息的管理,也包括了最低层面的信息的实时采集,所有的传感器、所有的自动设备它都会实时的和我的系统进行对接,给我提供实时的信息,让我能够有效的、智能的做出相应的管控。

    我们不仅要支持智能制造,智能制造这个圈是一个非常大的供应链,是一个生态圈,在这里面我们强调的是建立智慧供应链的平台,这个就是超越了我们传统的智能物流信息系统的东西,我们管理的不仅仅是我们与生产相关的物流体系,我们要把我们整个供应链管起来,供应链参与者不仅仅是一般的供应商,也包括我们所有的服务商,都要把它集成进来,这个时候信息的价值非常大,这里面包括设备维修,与生产相关的IT和其他的一些咨询服务,都应该在我们这个平台上进行集成,它要支撑的是一个不断变化的动态的供应链体系或者一个动态的生态圈。

    我一直在强调标准化,刚才强调了我们集装单元的标准化是物流设备高效的基础,我们的信息标准化是社会化的一个基础,我们的产品标准化是工业4.0最核心的东西,如果你的产品不能够标准化、不能够模块化没办法实现一个高效的、低成本的客户化定制,你要想达到这一点,你必须把你的全流程、把你的供应链所有的供应商集成起来,大家一起来打造模块化、标准化的产品设计体系,一家是做不到的,你的供应商必须和你一个水平才可以,汽车领域他们已经走在了前面,汽车领域他们的产品标准化以及模块化设计,做得非常好了。我们在物流领域,我们也应该进一步的往前走,我们拿叉车来讲,这里面好多部件需要模块化、需要标准化,只有这样才能快速做出响应,只有这样才能够实现低成本的客户化定制。

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    标准化、模块化是什么样的含义?

    在这里面给大家展示的是一个新型的分捡系统,这分捡系统里面的核心元素,每个模块在我们中国都能制造,至少硬件部分我们是没有任何问题的,我们国内现在在座的企业就有这个能力,可以把这样的硬件设备做出来,每个设备大家看每个元件都是一样,实际上它是多个一样的模块拼凑在一起,组成了一个分捡系统,因为它无非就是左右、前后行使,只有这一点,很简单,为了实现前后行使的话,它有一个提升的动力,但是重点在于它所有的都是实时控制的,有传感器、有实时信息的控制,来去实现这样的高速的、柔性的分捡系统,这个分捡系统里面都是一个模块,你制造起来硬件很简单,就是那么一个标准的运动提升和移动的输送元器件,这个元器件可以完成柔性的分捡系统,是非常复杂的。大家可以看到,所有的运动都是一个直线的,上下左右。

    这个技术像蜂窝状的,原理一样,每个蜂窝状一个模块都是一模一样的制造,它就是有三个小轮子,这三个小轮子都可以单独控制的,通过这三个小轮子,再一个蜂窝状的模块上,大家可以看,真是像拼蜂窝一样,把所有的系统这么给它拼凑起来,很简单,给它装起来就完了。大家可以看到,这个运动,刚才的分捡只能实现左右上下的直线运动,现在大家再看,在上面的分捡物品可以实现任何曲线的运动,这就是我讲的模块化和高度柔性的未来的智能物流系统,大家可以看到,很容易的就拼凑出来的一个方案,过去需要用人才能拼凑出来,这样的技术可以在未来的物流系统里面非常柔性的实现它的应用。在这里面我们通过这样的技术可以对我们的智能生产线,实现无缝的对接,实现高柔性的产线上的物流的一个对应,而且这些件相对来说维修保养非常容易,任何一件坏了之后,把它单体换了就行了,它更换是非常容易的,这一个东西都是标准的制造,唯独不同的是里面的控制系统,它的传感器、它的驱动系统都是一样的,由于它的控制是实时的,随着传感器获得的信息自动的来实现的。所以这样的系统我们叫未来去中心化高智能的物流系统。

    智能物流系统在制造业和服务业有哪些不同点?

    从制造业这个领域应该说有很大的空间来做我们的自动化的柔性物流体系,工业4.0要求低成本的客户化定制意味着什么?汽车领域可以看到,汽车原先的车型和现在的车型相比是一个爆炸式的增长,但是如果我们去看,组成每辆车我们可选的备件和零部件来讲,它的可能性是多少,我们就可以看到,它可以组合成10的32次方,这么一个可能性。也就是说,上百万辆车里面可能很难找到两辆一样的车,严格的按照客户化定制来讲,你的生产线要能够应对这样非常多变的客户需求,我们要满足这样的需求不是制造体系的问题,而是物流的问题,因为生产线装配工人他在那个地方就完成一个动作,送到进以后给你装起来了,送什么件是物流的问题,及时的送到是我们物流的问题。

    我们可以看一下客户化的定制带来的物流问题,我们通过什么方式去解决,我拿西门子的案例来看,它有一个很好的物流中心枢纽把它的各个生产环节对接起来,实现一个高效的物流和生产的对接,在这里面我要强调的就是一定要专业的去做,而不应该用一种非专业的方式去做,我们国内的好多企业,把它的生产厂房当成了物流场地去用,经常看到的时候物流占有面积超过60%或者70%,实际上在仓库里面生产,告诉他们不是生产线生产,而是仓库里面生产,你的宝贵场地都被物流面积所占用了。

    如果西门子现代化的物流技术,包括送上线都是全自动的物流机器人实现的话,这样的系统它可以是高效,如果你不用它的方法做,用国内的做法把它摊平了,跟国内比差不多,西门子学国内的企业他的物流面积占量是非常大,我们国内的企业,这是华为在松山湖已经建了非常大的自动立体库,如果和西门子来比,这个立体库太小了,因为西门子那个生产厂只有一万多平米,而华为这个厂有74万平米建筑面积,这么大的建筑面积纠结里面有两个仓库,因为你需要相应的物流,要不然把你有效的面积用到了物流里面去了。所以华为在规划第二个自动立体库系统,这也是对在座的做物流技术的同行来说是一个非常好的消息,应该说中国在自动物流很大的空间,中国工业4.0在自动化、智能化这一块,首先要在物流领域突破,而不是在生产领域突破。

    这个案例是海尔,但是知道海尔正在建设多个互联工厂,他们对自动化的要求也是非常高的,这里面提出了黑灯工厂,里面各个工厂环节都应该是全自动的,当然包括了自动的物流系统。所以这些对我们来说的来讲都是很好的施展你们才能的机会。

    服务行业对智能物流有哪些要求?

    我们经常提到智能物流服务,里面很重要的一部分是第三方物流服务企业,因为它要服务于社会,服务于多家企业,服务于多种客户,它一定是柔性的,它的自动系统经常被视为是一种负担或者是一种风险,因为他建了一个自动立体库,如果说(英文)不干了,这家公司就惨了,因为这套设备用别人的东西不太好用。当然,在西方、在德国因为它的托盘标准化,整个的集装单元标准化做得比较好,由于属性不同,这样的系统首先是不好用的。我们未来要实现的就是这样的一些柔性的物流系统,大家可以看到,为什么穿梭车技术得到这么快速的发展,包括在座的企业大家都有非常好的在研发方面的投入,我们传统的自动立体库技术,它的刚性非常强,堆垛机在里面跑,我们可以多辆车在一个巷道里面运作的时候,它就变成了柔性非常高的,可以为第三方物流进行服务的智能技术了,这样的技术应该说对我们物流行业来讲是一个非常好的一种技术。

    刚才看到这个技术,大家可以,在货架上跑还有提升设备,有一些瓶颈,这样的技术发展,比如我们既可以上货架又可以在地面上走,这样的柔性穿梭车技术它的柔性就更强了,还需要一个提升机,靠右边可以看看这个问题解决了,实现更高的柔性。所以在这里给咱们在座的企业家们的一个建议,我们要去研究的方向就是要针对我们工业4.0时期的社会需求,来去做这种高柔性的智能物流系统的一个研发。

    智能物流服务和城市的发展一定要结合起来,我们过去在建城市、规划城市的时候,大家考虑到人流的问题,我们建地铁,但是我们忽视了人流是一个方面,因为我们城市里面要生存,大家要生活,里面还需要好多的物流问题要解决,这些问题实际上应该用现在的高柔性的物流技术,在一开始的时候就考虑进去。比如,一个大楼里面集成它的服务,就要把它相应的一些物流配送完全实现自动化,甚至我们可以通过隧道系统自动的送到城市中心去,再自动的实现生活的配送,才能有效的减轻城里面的压力。

    近期热议的几个基本问题

    我在国内好多地方听到一些地方政府提出来机器换人这么一种战略,在这个地方画上了一个问号,我们《中国制造2025》里面也提到了以人才为本的一种战略,和德国不同,就差了一个字,德国提出来的是以人为本,我们提出了以人才为本,差了一个字,在这里面考虑到自动化考虑到机器人的时候就不同了,德国人他们研究的是怎么能够通过一些辅助设施来让老年人正常的工作,也就是还是提升人,人在里面不要淘汰掉,我们考虑到怎么把人彻底换成机器,这是值得思考的。我们占世界市场的三分之一,但是对我们未来的就业,对我们未来的社会问题会带来什么样的影响,这是值得大家思考的。

    工匠精神是大家现在热议的一个话题,在这方面相信大家都了解德国人的工匠精神,我拿的是博士这家公司的案例,他们体现在以物流为导向的不断的进行流程和技术升级的一个过程,过去十几年如一日的不断的精益求精做他的产线上物流的优化。大家可以看到,那些德国人他们在上下班的时间,还要去进行这样的培训,来提升他在产线边物流操作的水平和他的熟练水平,这是真正的工匠精神,德国之所以有这么好的工匠精神,因为德国从一开始,德国文化就不排斥工匠,而且是尊重工匠精神。在孩子上学的时候,我们都是望子成龙,谁希望孩子不去上高中,上到一个清华北大,走这么一条路,德国有这个阶层,就是所谓的蓝领阶层的,对他们孩子做工匠不反感而且是非常支持的,给你装修的工人,这些工匠可能是开着保时捷给你进行工作的,你可以知道他的社会地位和经济地位是受到尊重的。

    在我们中国也有这种工匠精神的体现,我在过去十八年当中,来担任华为的物流顾问,在这里面我们经历了很多的中西方,德国文化和中国文化的一些碰撞,在这里面应该称赞的是任正非先生,他一直是坚持在规划方面认真的学习德国人的严谨的工匠精神,十几年如一日,所有的工厂、所有的物流系统宁愿花钱让德国人去做也不说让自己的人,学会了一点就做,他认为学会的这点皮毛不能够真正的用到他们的发展当中去。所以华为在过去的18年当中,他们的营业额从80几个亿到去年接近4000个亿,在这个发展过程当中,他们的物流系统、生产系统没有拖他们后腿,他们现在强调的更加的强的工匠精神,德国人的工匠精神在华为的项目上也得到了充分的体现,第一个自动立体库里面,德国人在验收阶段的时候验收了当时是西门子德马泰客澳大利亚团队做的项目,验收出来有300多个软件方面的错误,逼他三个月的时间把这些错误修改完,十年的时间华为把自动立体库拆掉,它的软件系统没有因为一个软件系统曾经出现过宕机的情况。所以这个是非常值得我们学习的。

    在这里还要给大家强调一点,我们建立一个健康的生态圈的问题,昨天G20也讨论了,中国企业好多都想做龙头,一个健康的生态圈里面有多个层面组成的,应该有供应商、集成商、相应的服务商组成,所以我们应该打造《中国制造2025》的过程当中应该有一个更加科学合理的分工。

    在这个过程当中有很多的机会,中国智能物流面临着很好的发展机遇,而且互联网+会对产业生态圈的形成给予很好的促进作用。当然,我们也有很多的问题,这些问题在我们的日常工作当中,大家也都已经体会到了,我建议我们在座的企业家们要认真思考这个问题,把握机会来克服我们现在所面临的一些挑战,共同使我们中国的智能物流来取得全球性的发展。


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