倉庫可以從工廠車間的數(shù)字孿生和虛擬化中學(xué)到什么？

在制造業(yè)的背景下，使用虛擬化工具和仿真模型的理由已經(jīng)得到了很好的證明，因?yàn)閿?shù)字孿生正在迅速成為工廠車間一項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)。這在很大程度上是由于數(shù)字工廠中連接設(shè)備的擴(kuò)散和建模能力的成熟，但它們的成功也歸功于它們所支持的有價(jià)值的用例的數(shù)量。與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)程序相結(jié)合，數(shù)字孿生可以對(duì)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)建模，以提供智能，提高生產(chǎn)過程的效率，以及其他好處。同樣，借助基于狀態(tài)的機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)設(shè)備和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的幫助，仿真可以提供對(duì)機(jī)床和生產(chǎn)設(shè)備狀況的關(guān)鍵洞察，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和更好的預(yù)防性維護(hù)。?？怂箍?a target="_blank">公司的NCSIMUL軟件是這種計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)床應(yīng)用的主要例子。

在更高的層次上，數(shù)字孿生還可以用來模擬生產(chǎn)過程，并創(chuàng)建虛擬模型，這些虛擬模型可以為物理工廠車間里所有連接的機(jī)器、工具和設(shè)備進(jìn)行數(shù)字操作。這使工廠所有者能夠配置和重新配置生產(chǎn)線，以最大限度地提高效率，提高資產(chǎn)利用率，防止停機(jī)，并在配置層驅(qū)動(dòng)靈活性。ABI Research預(yù)測(cè)，到2030年，這個(gè)用例在制造業(yè)的價(jià)值將超過40億美元。但是這種應(yīng)用程序在工廠以外有著不同的吸引力，包括在智慧城市以及智慧倉庫也能從中獲益良多。

工廠車間和自動(dòng)化倉庫之間的相似度越來越明顯，導(dǎo)致倉庫經(jīng)營(yíng)者直接從制造商的操作手冊(cè)中借用策略的趨勢(shì)越來越明顯。因此，F(xiàn)lexSim這樣的公司將工廠虛擬化解決方案出售給工廠所有者和倉庫運(yùn)營(yíng)商，這一點(diǎn)也就不足為奇了。雖然這家工廠在采用數(shù)字孿生和虛擬化工具方面領(lǐng)先，但我們當(dāng)然可以預(yù)期，在供應(yīng)鏈效率正成為任何零售、生產(chǎn)或物流業(yè)務(wù)的前沿和中心的市場(chǎng)，隨著回報(bào)潛力的提高，倉庫也會(huì)效仿。

值得注意的是，倉庫仿真的一般概念并不新鮮。幾十年來，許多設(shè)施一直在使用軟件來對(duì)布局進(jìn)行數(shù)字仿真，并在主要使用可視化的手動(dòng)或基本自動(dòng)化環(huán)境中最大限度地提高基本效率。隨著智能倉庫的風(fēng)險(xiǎn)越來越大，技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性日益增加，對(duì)倉庫設(shè)備和業(yè)務(wù)進(jìn)行更先進(jìn)的建模和復(fù)雜虛擬化的需要變得越來越明顯。在倉庫的背景下，物料處理和機(jī)器停機(jī)的速度和精度現(xiàn)在是至關(guān)重要的問題，數(shù)字孿生和建模功能可以讓操作員在虛擬軟件應(yīng)用程序中更準(zhǔn)確地試驗(yàn)和測(cè)試新的布局、設(shè)備和過程。

近年來，倉庫自動(dòng)化已經(jīng)超越了基礎(chǔ)運(yùn)輸系統(tǒng)，自動(dòng)倉儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)(AS/RS)作為配送中心和履行設(shè)施采用了各種移動(dòng)機(jī)器人、卡車裝載機(jī)/卸貨機(jī)和自動(dòng)包裝機(jī)，所有這些都在配置和優(yōu)化方面增加了更大的復(fù)雜性。Bastian Solutions的機(jī)器人往返系統(tǒng)即將推出，這是一種混合的AS/RS和自主移動(dòng)機(jī)器人(AMR)，可以在AS/RS檢索架內(nèi)或在車間內(nèi)自由操作，這充分證明了未來的復(fù)雜性。倉庫中的機(jī)器人數(shù)量的不斷增加也增加了集成的復(fù)雜性，這意味著現(xiàn)有的倉庫管理系統(tǒng)(WMS)套件將很難按照同一天交付、庫存管理單元(SKU)擴(kuò)散和產(chǎn)品線變化的要求進(jìn)行優(yōu)化，這是目前物料處理的典型問題。

使用數(shù)字孿生進(jìn)行倉庫業(yè)務(wù)規(guī)劃的關(guān)鍵價(jià)值主張之一是能夠以數(shù)字方式試驗(yàn)新的過程、工作流和流程，并模擬結(jié)果，使用關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)評(píng)估效益。由于季節(jié)性高峰嚴(yán)重影響了履行中心和配送中心的盈利能力和效率，使用建模工具對(duì)擴(kuò)大或降低作業(yè)規(guī)?；蛑匦屡渲脧?fù)雜的物流設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行成本/效益分析是一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。

這種對(duì)靈活性的需求是一個(gè)領(lǐng)域，在這個(gè)領(lǐng)域，可擴(kuò)展的AGV和AMR與固定的自動(dòng)化相比具有一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)，后者需要大量的、固定的基礎(chǔ)設(shè)施。如果可以利用數(shù)字孿生來使自動(dòng)化材料處理系統(tǒng)的重新配置更易于管理，或者至少對(duì)結(jié)果提供先見之明，那么通過更有效地部署這些系統(tǒng)，最終可以提高這些系統(tǒng)的投資回報(bào)率(ROI)。

倉儲(chǔ)中更復(fù)雜的仿真和虛擬化為供應(yīng)鏈技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的多個(gè)利益相關(guān)者提供了一個(gè)重要的潛在機(jī)會(huì)。近年來，越來越多的配送和履行中心采用了倉庫執(zhí)行系統(tǒng)(Warehouse Execution Systems，WES)，通過應(yīng)用豐富的數(shù)據(jù)分析、人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)，將業(yè)務(wù)流程和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化應(yīng)用于倉庫管理系統(tǒng)(Warehouse Management System，WMS)的標(biāo)準(zhǔn)功能，以補(bǔ)充倉庫管理系統(tǒng)(WMS)的標(biāo)準(zhǔn)功能。對(duì)于提供這些功能的WMS軟件供應(yīng)商來說，將虛擬化和數(shù)字雙功能集成到其應(yīng)用程序套件中是功能的邏輯擴(kuò)展，因?yàn)榕c這些現(xiàn)有應(yīng)用程序有明顯的重疊。

物料搬運(yùn)系統(tǒng)集成商也可以在虛擬化軟件市場(chǎng)中發(fā)揮重要作用。Bastian Solutions、Dematic和Honeywell Intelligrated等公司已經(jīng)在倉庫控制系統(tǒng)(WCS)軟件中提供了基本的數(shù)字孿生，這些軟件驅(qū)動(dòng)著它們部署的自動(dòng)化系統(tǒng)。倉儲(chǔ)市場(chǎng)上越來越多的移動(dòng)機(jī)器人和吸引人的機(jī)器人已經(jīng)迫使這些公司采取一種硬件不可知論的方法。盡管他們中的許多人生產(chǎn)自己的傳送帶、往返和機(jī)器人，但他們?cè)絹碓揭蕾囉谧约旱能浖准韰^(qū)別對(duì)待。例如，Honeywell Intelligrated利用其物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為其從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手手中脫穎而出的關(guān)鍵資產(chǎn)。這些控制著倉庫自動(dòng)化市場(chǎng)的系統(tǒng)集成商，可以通過向他們現(xiàn)有的套件提供下一代虛擬化和仿真工具，進(jìn)一步鞏固他們?cè)趥}庫技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中的地位。同樣，基于它們現(xiàn)有的互補(bǔ)應(yīng)用程序和服務(wù)以及它們整合物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的能力，也存在這樣做的先例。

根據(jù)制造業(yè)的建議，倉庫可以也將使用數(shù)字孿生和更復(fù)雜的模型來提高設(shè)備的靈活性和效率，并利用物聯(lián)網(wǎng)。這為倉庫操作人員和技術(shù)供應(yīng)商創(chuàng)造了巨大的機(jī)會(huì)，只要他們開發(fā)明確的策略，在可能的情況下集成相鄰的應(yīng)用程序，并提供真正的價(jià)值，而不僅僅是簡(jiǎn)單的可視化。

來源：Nick Finill，ABI Research首席分析師

編譯：南山