李鵬 郭亮 郗曉法
開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID):DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2312-5042-6606
作者簡介:
李鵬(1986—),男,本科,工程師,研究方向?yàn)殇撹F行業(yè)信息化系統(tǒng)開發(fā)與管理。
郭亮(1977—),男,碩士,工程師,研究方向?yàn)殇撹F行業(yè)信息化、智能化。
郗曉法(1979—),男,本科,工程師,研究方向?yàn)殇撹F行業(yè)信息化、智能化。
摘??要:針對我國鋼鐵行業(yè)面臨的物流運(yùn)輸效率低、物流系統(tǒng)智能化程度不高、物流調(diào)度管控及時性差等問題,在調(diào)研相關(guān)技術(shù)支撐與分析當(dāng)前物流專業(yè)管理與信息系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了構(gòu)建統(tǒng)一運(yùn)輸資源管理體系,結(jié)合GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù),搭建全流程一體化物流調(diào)度平臺的解決思路,并從系統(tǒng)平臺架構(gòu)設(shè)計、功能實(shí)現(xiàn)等方面,就某大型鋼鐵企業(yè)智慧物流管控平臺建設(shè)實(shí)踐進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:鋼鐵企業(yè) ?物流運(yùn)輸 ?系統(tǒng)架構(gòu) ?人工智能 ?管控平臺
中圖分類號:TP393
2019年,國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于推動物流高質(zhì)量發(fā)展促成形成強(qiáng)大國內(nèi)市場的意見》。這一最新的物流發(fā)展戰(zhàn)略,強(qiáng)調(diào)了物流業(yè)是支撐企業(yè)發(fā)展、壯大國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先進(jìn)性產(chǎn)業(yè)。物流高質(zhì)量發(fā)展是經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展的重要組成部分,也是推動制造業(yè)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展不可或缺的重要力量。
鋼鐵物流涉及面廣,貫穿于物料采購、工序生產(chǎn)、產(chǎn)品銷售等整個供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)隨著工業(yè)4.0時代的到來,智能制造在全球范圍內(nèi)快速發(fā)展,為鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程的物流環(huán)節(jié)優(yōu)化提供了有力技術(shù)支撐。采用智能裝備、大數(shù)據(jù)、算法模型等技術(shù)與手段,搭建智慧物流管控平臺,實(shí)現(xiàn)物流業(yè)務(wù)全流程一體化智能調(diào)度管理,可極大地提高物流效率,促進(jìn)鋼鐵企業(yè)降本增效、綠色發(fā)展、提高綜合競爭力。
1 ?企業(yè)物流現(xiàn)狀分析與業(yè)務(wù)流程優(yōu)化
1.1 ?物流現(xiàn)狀分析
沿海某大型鋼鐵企業(yè)廠內(nèi)物流業(yè)務(wù),主要涉及廠際間倒運(yùn)、碼頭盤倒、散料運(yùn)輸?shù)葮I(yè)務(wù)。該企業(yè)雖然建立了物流信息化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了作業(yè)計劃、作業(yè)實(shí)績在線管理,但仍需要投入大量的人力、物力進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù),各物流裝備的神經(jīng)末梢與信息化系統(tǒng)之間的通道沒有完全打通,作業(yè)效率偏低,管理難度偏大。物流運(yùn)輸過程中存在用車日計劃管理不足、運(yùn)力資源浪費(fèi)、調(diào)度管控及時性差等問題。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)用車計劃管理不足,車輛資源按業(yè)務(wù)類型下發(fā)到各用車單位自行調(diào)配,運(yùn)力資源精細(xì)化管理不足;(2)物流調(diào)度采用線下溝通方式,未納入系統(tǒng)管理,無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸資源的靈活調(diào)度;(3)車輛排隊(duì)管理流程缺失,車輛行為不受控;(3)運(yùn)輸任務(wù)執(zhí)行過程無有效管控手段,過程監(jiān)管能力不足;(4)運(yùn)輸服務(wù)無有效的評價機(jī)制,缺乏數(shù)據(jù)支撐。
1.1 ?業(yè)務(wù)流程優(yōu)化
構(gòu)建統(tǒng)一運(yùn)輸資源管理體系,實(shí)現(xiàn)運(yùn)力精細(xì)化管理。廠內(nèi)車輛作業(yè)用車方式包括固定流向運(yùn)輸、臨時臺班及申請用車,共計148個運(yùn)輸業(yè)務(wù)場景。結(jié)合車輛復(fù)用性,可歸納為4種運(yùn)輸需求提報方式,包括計劃性需求、單車次需求、多車次需求以及時間預(yù)約需求,打破原有廠內(nèi)運(yùn)輸任務(wù)與車輛的靜態(tài)綁定關(guān)系,運(yùn)力由系統(tǒng)平臺集中管理,對可以復(fù)用的車輛進(jìn)行全局優(yōu)化。
廠內(nèi)車輛安裝車載終端,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸任務(wù)全流程跟蹤。利用5G/4G無線網(wǎng)絡(luò),獲取車載終端定位數(shù)據(jù),與GIS地圖進(jìn)行融合后實(shí)時展示車輛位置,對車輛行駛路徑等信息進(jìn)行在線監(jiān)控,對異常情況進(jìn)行報警提醒。
建立智能算法模型,實(shí)現(xiàn)運(yùn)力資源與運(yùn)輸計劃的動態(tài)匹配?;谏a(chǎn)廠庫存動態(tài),結(jié)合生產(chǎn)計劃安排情況,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)儲計劃智能編排,達(dá)到上下游庫存動態(tài)平衡的目的;建立轉(zhuǎn)儲計劃智能分配模型,以任務(wù)派送的形式實(shí)現(xiàn)全廠運(yùn)力資源的智能調(diào)度;建立智能配車模型,基于待運(yùn)材料規(guī)格、位置信息,實(shí)現(xiàn)待運(yùn)材料與承運(yùn)車輛的智能匹配,取代人工配車操作,提升作業(yè)效率。
2 ?平臺架構(gòu)設(shè)計
2.1 ?整體規(guī)劃
智慧物流管控平臺以廠區(qū)GIS地圖及車輛定位技術(shù)為基礎(chǔ),建立物流業(yè)務(wù)全流程一體化管控平臺,打通與周邊系統(tǒng)的信息壁壘,實(shí)現(xiàn)物流數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,運(yùn)力資源動態(tài)調(diào)配,物流業(yè)務(wù)精益化管理。整體架構(gòu)如圖1所示。
(1)整個系統(tǒng)架構(gòu)由感知層、數(shù)據(jù)邏輯層、業(yè)務(wù)表示層組成。從底層數(shù)據(jù)感知到數(shù)據(jù)處理分析,最終展現(xiàn)業(yè)務(wù)功能。
(2)通過5G、北斗、UWB定位、GIS等技術(shù)搭建基礎(chǔ)感知平臺,為車輛定位、路徑規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)於ɑA(chǔ)。
(3)對物流業(yè)務(wù)周邊系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性改造,打通系統(tǒng)間的壁壘,實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。涉及PES系統(tǒng)、廠內(nèi)物流、道路監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、料場PES系統(tǒng)、無人倉儲、3PL等19個應(yīng)用系統(tǒng)。
(4)從感知層采集的數(shù)據(jù)匯集到算法模型大腦,通過計劃拆解、運(yùn)輸仿真、運(yùn)輸數(shù)據(jù)洞察分析,利用算法能力,輸出庫存趨勢、運(yùn)力調(diào)度、任務(wù)分配等業(yè)務(wù)結(jié)果。
(5)業(yè)務(wù)表示層采用車載終端、手機(jī)App、PC、電子大屏等先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行合理規(guī)劃展示。車載終端主要服務(wù)于司機(jī),提供語音播報、路徑規(guī)劃、司機(jī)承運(yùn)等功能。手機(jī)App主要服務(wù)于業(yè)務(wù)部門,用于運(yùn)輸需求申請、審核、運(yùn)輸過程監(jiān)控、運(yùn)輸實(shí)績確認(rèn)等。PC和電子大屏主要服務(wù)于管理專業(yè),跟蹤運(yùn)輸過程并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析。
2.2 ?技術(shù)架構(gòu)
采用平臺化設(shè)計方案,建設(shè)基礎(chǔ)平臺、核心平臺、服務(wù)平臺三層平臺架構(gòu)。整體架構(gòu)設(shè)計為“大平臺+微應(yīng)用”,其中“大平臺”重點(diǎn)解決應(yīng)用間的組件復(fù)用問題,將核心、復(fù)雜的業(yè)務(wù)功能以組件形式封裝到平臺中;將軟件系統(tǒng)拆解為“微應(yīng)用”,提供靈活、個性化、更具可擴(kuò)展性的服務(wù),方便第三方系統(tǒng)的接入,具備靈活的擴(kuò)展性。技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。
2.3 ?功能藍(lán)圖
智慧物流管控平臺由基礎(chǔ)信息管理、運(yùn)單管理、運(yùn)輸過程管理、排隊(duì)管理、運(yùn)輸實(shí)績分析等幾個模塊組成,運(yùn)輸部作為平臺的管理單位,對平臺中的業(yè)務(wù)流程、功能權(quán)限等有監(jiān)管權(quán)限。功能藍(lán)圖如圖3所示。
3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
智慧物流管控平臺系統(tǒng)功能主要包括基礎(chǔ)信息管理、智能調(diào)度算法、運(yùn)單管理、排隊(duì)管理、運(yùn)輸過程監(jiān)管、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、車載終端應(yīng)用、移動App應(yīng)用、汽運(yùn)管控大屏。
3.1 ?基礎(chǔ)信息管理
基礎(chǔ)信息管理,作為系統(tǒng)開展業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),對物流業(yè)務(wù)相關(guān)靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理。主要內(nèi)容包括用戶管理、司機(jī)管理、車輛管理、倉庫管理、地點(diǎn)管理、作業(yè)項(xiàng)目管理、托運(yùn)號管理、車載終端管理、充電樁管理等。
3.2??智能調(diào)度算法
智能調(diào)度算法,針對不同的業(yè)務(wù)類型進(jìn)行不同的自動化調(diào)度功能設(shè)計,其中主要分為兩類:運(yùn)籌算法調(diào)度和規(guī)則算法調(diào)度。以實(shí)現(xiàn)運(yùn)力資源合理調(diào)配為目標(biāo),通過對運(yùn)輸計劃和可用車輛資源的實(shí)時動態(tài)信息進(jìn)行綜合分析,調(diào)用全局模型、預(yù)測模型、實(shí)時模型、策略模型計算出最佳承運(yùn)車輛,并推送任務(wù)到對應(yīng)車輛的終端設(shè)備,同時對派單過程進(jìn)行監(jiān)管,人工只介入非常態(tài)問題,減少人為工作強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)管理模式從松散狀到集中化的轉(zhuǎn)換。
3.3 ?運(yùn)單管理
對物流運(yùn)單進(jìn)行管理,運(yùn)單有3種提報方式:業(yè)務(wù)系統(tǒng)觸發(fā)、手工創(chuàng)建、模板創(chuàng)建。運(yùn)單包括發(fā)運(yùn)的物料信息、裝卸點(diǎn)信息、車輛類型、預(yù)計裝車時間等信息??梢詫\(yùn)單進(jìn)行審核、分配、召回、刪除等操作。在運(yùn)單詳情頁面,用戶可以查看運(yùn)單的詳細(xì)信息,以及運(yùn)單狀態(tài)、車輛位置、行駛軌跡、物流節(jié)點(diǎn)等信息。
3.4??排隊(duì)管理
對到達(dá)裝卸點(diǎn)的車輛進(jìn)行排隊(duì)管理,平臺記錄車輛簽到時間,根據(jù)作業(yè)項(xiàng)目的優(yōu)先級自動生成車輛的排隊(duì)順序,同時支持排隊(duì)順序調(diào)整。平臺可實(shí)現(xiàn)對即將入庫的車輛進(jìn)行自動叫號,也可人工叫號,頁面同時具備暫停自動叫號與暫停排隊(duì)功能,防止現(xiàn)場發(fā)生異常情況時,造成車輛擁堵等情況。
3.5 ?運(yùn)輸過程監(jiān)管
運(yùn)輸過程監(jiān)管是指對運(yùn)輸任務(wù)執(zhí)行過程進(jìn)行跟蹤和管控,基于GIS地圖和車輛定位等手段,實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)輸過程的實(shí)時監(jiān)管,通過行車記錄儀、駕駛室攝像頭等設(shè)備和技術(shù),實(shí)現(xiàn)駕駛行為的實(shí)時監(jiān)控,主要:路線偏離、異常停車等異常信息進(jìn)行監(jiān)控和報警;針對疲勞駕駛、違規(guī)接打電話、超速行駛等不安全駕駛行為進(jìn)行報警和記錄;車輛動態(tài)在地圖上進(jìn)行實(shí)時圖形化展示,歷史運(yùn)輸路徑追溯。
3.6 ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
構(gòu)建一體化服務(wù)評價體系,采集、存儲物流運(yùn)輸全流程的數(shù)據(jù)資源,結(jié)合大數(shù)據(jù)、服務(wù)評價模型,根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。圍繞“人、車、物”管理,主要實(shí)現(xiàn)以下指標(biāo)統(tǒng)計分析:物流效率分析、車輛利用率分析、運(yùn)輸異常分析、駕駛員評價、承運(yùn)商評價等。
3.7 ?車載終端應(yīng)用
主要實(shí)現(xiàn)登錄授權(quán)管理、運(yùn)單指令管理、路徑規(guī)劃、車輛報到、裝卸車實(shí)績確認(rèn)以及語音自動提醒和告警等功能,為司機(jī)提供在線作業(yè)支持。結(jié)合GIS車載監(jiān)控平臺,集成駕駛室視頻監(jiān)控以及行車記錄儀功能,實(shí)時記錄車輛運(yùn)行狀態(tài)以及司機(jī)駕駛狀態(tài),發(fā)現(xiàn)不安全行為及時報警,提高運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>
3.8 ?手機(jī)App應(yīng)用
主要實(shí)現(xiàn)授權(quán)管理、用車申請、運(yùn)單審核、派車管理、排隊(duì)管理、運(yùn)單詳情、作業(yè)實(shí)績確認(rèn)等功能。手機(jī)App按照用戶角色進(jìn)行設(shè)計開發(fā),包括需求方App、運(yùn)輸部App、車隊(duì)App、司機(jī)App。對用戶來說系統(tǒng)流程清晰,應(yīng)用簡潔;App包資源小,下載安裝速度快;功能解耦,減少變更時相互影響。
3.9 ?汽運(yùn)管控大屏
建立汽運(yùn)物流管控大屏,支持以地圖、圖表等形式動態(tài)呈現(xiàn)廠內(nèi)物流概況與變化態(tài)勢,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸作業(yè)全局監(jiān)控、運(yùn)力分配精準(zhǔn)決策、異常故障快速響應(yīng)。大屏數(shù)據(jù)展示信息可分為3個模塊:GIS地圖、物流指標(biāo)統(tǒng)計分析、車輛視頻實(shí)時監(jiān)控。GIS地圖位于大屏中央,用于呈現(xiàn)廠內(nèi)等比例地圖,裝卸點(diǎn)相對位置和道路情況。物流指標(biāo)統(tǒng)計主要分布地圖兩側(cè),以各類熱力圖、柱狀圖、折線圖、滾動信息等方式呈現(xiàn)車輛信息、需求情況、作業(yè)情況、異常情況等數(shù)據(jù)信息。車輛視頻實(shí)時監(jiān)控分布在大屏兩側(cè),主要用于車輛行駛路段監(jiān)控,以及駕駛員不安全行為監(jiān)控。
4 ?結(jié)語
智慧物流管控平臺,利用GIS、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對物流數(shù)據(jù)的全面感知、可靠傳輸、有效利用,依據(jù)業(yè)務(wù)場景,建設(shè)高效、協(xié)同的智能物流調(diào)度算法模型,實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸計劃自動編制、運(yùn)輸任務(wù)智能分配、運(yùn)輸車輛智能調(diào)度、運(yùn)輸路線智能規(guī)劃、運(yùn)輸實(shí)績自動收集、異常事件自動報警,運(yùn)輸服務(wù)自動評價的廠內(nèi)物流全流程一體化智能管理,物流周轉(zhuǎn)效率整體提升15%,進(jìn)一步降低公司的物流成本與庫存資金,為鋼鐵行業(yè)物流智能化發(fā)展提供了方向。
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