040|前沿|1|未来工业4.0下的即插即用物流技术

        那未来的物流系统究竟是什么样的才能满足这些特征？

    在未来的自动化工厂里，不管是要被生产的物料还是生产线本身都是智能的，并且信息是互通的。对应到物流系统里，被搬运的物料的每个个体是智能的，比如输送过程中的每个包裹是自带身份ID信息的，同时自身携带包裹的来源、参数、去向等特征信息，同时包裹本身能与物流输送系统实时通讯并智能的告知当前的输送机系统应该将包裹本身输送到何处。当然输送设备本身也是智能，设备单元与设备单元之间互联互通，协同工作，完成所有包裹的搬运和输送任务。同时智能的物流系统要能应付各种物流生产的需要，因此未来的物流系统要做的足够柔性化。

    柔性的物流系统对运营方来说系统可以满足随时变化的生产节奏和工艺调整，对于系统提供方来说可以快速的将柔性物流产品部署到各个不同行业中的现场中。

    在工业4.0的大背景下，德国很多公司和机构开始研究模块化的输送系统，这种输送机包括连续输送的和非连续输送的系统。模块化的输送单元可以互相之间通讯，自主协作，在一种分散式的网络结构下完成物料的输送或存储。

“即插即用”输送系统的设计和应用就是符合以上思路的一个方向。

    “即插即用”体现了未来输送系统的高度智能化和柔性的特点，那这种系统应该有哪些方面的特点，从而使“即插即用”输送系统能在未来工业4.0背景下广泛的引用呢？

1) 所见即所得

    所见即所得是从英文“What you see is what you get”（WYSIWYG）翻译而来的，是一种程序软件设计思路，即用户在编辑文档时看到的样子和最终得到的成品样子是一样的。我们常用的Office软件和CAD等等就是一种“所见即所得”的软件，比如用word来编辑一个文档，在电脑的word里看到的和将这个文件最后打印出来，是一样的。

    将这种思路移植到智能仓储物流技术中来，一方面从设计到现实的角度，比如物流系统里的设备单元有标准的库，在一个智能物流系统设计阶段，通过专业软件的基本设备单元的选择和布局完成整体系统设计后，与后期实施后的现场设备单元搭建是完全一致的。实施过程中无需对设备单元进行专门外形的定制，也无需进行针对的软件定制，设备安装时的每个单元和设计时的每个单元就完全一致。

    另外一方面从现实到可视化的角度来讲，设备单元在现场完成安装后，无需进行专门的软硬件调试和编程，在可视化界面上就可以看到当前现场设备的布局和状态情况，现场安装的设备布置完成时，可视化的人机界面也自我完成搭建。

    以上两种情形都是在未来智能仓储物流系统里的“所见即所得”的设计思路。

2) 即插即用

        即插即用（Plug and Play，台湾作随插即用，简称“PnP”）是一种计算机硬件的一般术语，指在计算机上加上一个新的外部设备时，能自动侦测与配置系统的资源，而不需要重新配置或手动安装驱动程序。

     即插即用的设计思路用在未来物流系统设计中，在实际项目现场中，不管是连续搬运系统或者是非连续搬运系统，都可以通过物流设备单机硬件投入系统中或者硬件模块直接拼接到现在系统中，而不需要进行专门的控制系统配置，软件调试等等的工作。整个系统就像简单搭积木一样，或者和电脑插U盘一样，设备和模块可以实现自我配置，系统随意快速的加入和移除一个模块或者设备。

    连续搬运系统的搭建中，比如输送机系统，在现场安装时，将各个输送机的单机硬件设备根据方案布局安装在车间正确的位置上，并与上下游的输送机单元进行简易的电气接头拼插后，系统自主完整配置，无需在上位机或者单独的控制终端进行设置，输送机就可以根据刚刚搭建的硬件完成物料的自主搬运。

    在非连续搬运系统的搭建中，比如搬运机器人，在当前已经有50台机器人正常运行的情况下，此时需要提高搬运吞吐率，需要增加10台搬运机器人，此时只要将新的10台机器人放置于场地内即可，新的机器人会自主与已有机器人群通讯、组队、融合，共同完成当前的搬运任务。

3) 可扩展

       工业4.0下背景下的未来的制造业生产模式是柔性化的，那就意味着工厂的产能是随着市场的变化动态的变化的，而对应的厂内物流系统也要应对这种变化，也就是说未来的智能物流系统可以随着输送订单的变化可以扩大和缩小。

4) 可重构

    生产的柔性化也体现在未来工厂的生产工艺的调整，物流系统的调整，比如连续输送系统的路线的改变，局部输送功能的变化，这就要求现有的物流模块可以经过简单的移动或者调整，就可以匹配上新的生产工艺造成的物流工艺的调整需求。

    简而言之，利用现有的积木，可以快速简易的重新搭建一个新的模型出来，这样可以针对不同的应用场景，用设备单元组合成一个满足新的输送工艺需求的系统。

5) 稳定性

    不管是现代的物流技术还是未来的智能物流技术，对于一个系统而言稳定性都是必须的。使一个系统更加稳定，可以将系统设计的具有冗余能力，比如某条输送路线除了故障，物料可以走另外一条路线；一个搬运机器人故障了，可以由其他机器人来代替它作业继续完成搬运输送任务。对于未来的物流技术，要求系统能够有一定的故障预测能力，即使提醒相关维护人员进行预判性检查和维护；同时未来的物理系统也具有一定的故障自主排除和修复的能力。

6) 安全性

    安全性包括两个方面，一方面是信息的安全，另一方面是设备本身对人而言的安全。未来智能物流系统包含着物流数字化的概念，因此工业4.0下的各个环节都是尽量最大化的数字化和信息化，而信息的安全一直是个非常重要的议题。

    另外，未来的柔性化的智能物流系统很大程度上是模块化和单元化的，物流单元可以根据需要柔性的组成各种系统来应对不同的应用场景和搬运的需求，与此同时，也要求各个模块和单元需要考虑在完成搬运输送功能的同时，也要有人员安全性的设计在里边，包括系统性的和单元性的。

7) 自适应性

    当外部生产订单有变化时，在系统不需要重新搭建也不需要扩展的情况下，未来的物流系统可以在一定程度内自动适应调整某些功能和性能从而达到柔性相应变化的物流需求。必须系统根据当前输送搬运的需求变化，自主将输送模式调整到缓存模式，搬运机器人自主从每次搬运1包物料到每次搬运多个物料等等。