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一、企業簡介

一汽國際物流有限公司位于吉林省長春市的西端，距離102國道3公里，與一汽－大眾相鄰，距一汽集團卡車基地、轎車基地僅5公里。公司成立于1997年7月，員工6321人，其中合同工為1294人，勞務工為63人，外包工4817人是一汽集團下屬一汽物流公司的全資子公司，企業法人王志堅，注冊資金2億元人民幣，占地78萬平方米，擁有八個物流園區，27個庫房，2個集裝箱堆場，2條專用鐵路線，1個保稅庫，是中國東北地區最大的汽車零部件智能倉儲中心和筐式配送中心。

本項目的所有實施區域均處在我公司建筑區域范圍內，我公司占地：72萬平方米；注冊資金：2億元人民幣；資產總額：12.34億元人民幣；年均收入：10.56億元人民幣；主要設備：Linde4320型集裝箱正面吊，LindeT20、L12型電動托盤車，H30、R14、6噸叉車，集卡車、箱式貨車等。

長春一汽國際物流有限公司總存儲面積383251㎡，其中自有庫房面積180017㎡、外租庫房面積203234㎡，服務于一汽-大眾、一汽轎車、一汽豐田等汽車制造企業，同時具有出口包裝業務、集裝箱倉儲配送業務。

車型：2009年9種提升至2021年18種（↑9種）。

配送量：2009年64.77萬輛份提升至2021年114.37萬輛份（↑49.6萬輛份）。

萬輛生產停工：2009年34.74分鐘下降至2021年0分鐘（↓100%）。

日看板量：2009-2021年由2.52萬張提升至8.04萬張（↑5.52萬張）

二、項目背景及面臨問題

（一）項目背景

隨著中國人口紅利的漸漸消失，國內依賴人力為主的物流行業，也正努力從勞動密集型向技術密集型轉變，而汽車物流行業也發生著翻天覆地的變化。以車輛為例，車、貨、人、倉都發生了變化，汽車供應鏈上游原材料、零部件、整車及售后配件，在各個環節之間實體流動過程組成的汽車物流體系，都在變革，尤其體現在數字化、智能化方向上。

汽車物流是融合了運輸、倉儲、保管、包裝、搬運、物流信息等一體化的綜合性管理。在國民經濟中扮演著重要的角色，尤其是新冠肺炎疫情以來，汽車物流已成為國民經濟的重要支柱產業。傳統的汽車物流專業化程度不高，甚至是效率低下。通過國內外汽車制造企業的對比，據資料統計，歐美汽車制造企業的物流成本占銷售額的8%左右，鄰國日本汽車制造企業物流成本更低，達到5%左右，我國的這個數據在13%左右。物流成本的巨大差異，也反映了國內汽車制造企業的粗放式物流管理，同時也說明物流在汽車行業的重要性，它屬于真正可改善的利潤空間，對于降低成本獲得優勢有重要意義。

（二）目前取得的成績

長春一汽國際物流有限公司作為一家典型的第三方物流企業，其供應鏈結構是通過各類信息管理系統間的緊密銜接，完成對核心企業的信流，物流資金流的控制，從開始采購原料到完成所有汽車產前零部件物流配送過程，從而把供應商，物流企業，到主機廠通過一個功能網絡緊緊聯系起來。自從20世紀90年代開始供應鏈的結構便發生了重大變化，許多供應鏈外之外的元素被納入其中。而對于第三方物流企業來說，汽車生產企業對原材料庫存以及發貨效率要求不斷提高，嚴重增加了存貨成木使得整條供應鏈成本增加。

對于要面對具有多種品牌型號設計的汽車制造行業，處理供應鏈變得更加復雜，公司正在重新調整供應鏈。在很多行業，公司一直把重點放在核心競爭力上，把非核心的輔助性活動分包給外部承包商。生產的垂直分解正在給供應鏈企業增加額外的挑戰，增加生產過程的運輸強度。同時，庫存單位的數量被最小化，直到點定制，從而最大限度地降低庫存風險和成本，并縮短交貨時間。隨著庫存控制水平大大提高，企業的資金周轉流暢度提高，減少了無形財產的損耗。

（三）面臨的問題

目前但目前在倉儲以及入廠物流環節，企業的生產模式還是處于較為落后的狀態，物流供應鏈中大規模采用緩存庫模式進行存儲，占用大量物流資源，且大量的物流環節需要人員手工完成，整個企業勞動密集型產業特征仍然十分明顯，急需利用自動化與信息化深度融合方式，進一步提高物流業務標準化水平，降低現有業務模式對人工操作的依賴程度。

以我公司為集團旗下XX汽車有限公司二廠提供入廠服務的物流資源投入情況為例：

服務區域中包含主生產線1條，總長度1200米，輔助生產線3條，共涉及870個工位， 2452種零件，年產45萬輛，生產速度為55秒/輛。為該服務區域投入的各類物流資源如下：

1、入廠服務倉儲中轉庫房7個（35萬平方米）；

2、物流人員577人；

3、各類物流工藝車輛：57臺（室內牽引車：17臺；2T叉車32臺，3T叉車11臺，室外車輛7臺）；

4、物流設施設備：升降電梯3部；

5、其他物流資源若干；

三、應對措施及實施內容

（一）應對措施

針對以上種種問題，使用數字化技術進行企業轉型升級是最有效的選擇。

1、數字化概念

數字化物流是依靠虛擬仿真技術、互聯網、信息技術等支持，應用數字技術對物流活動進行描述、分析和控制，具有信息化、網絡化、智能化、集成化和可視化等特點。它在計算機軟硬件設備基礎上，利用信息科學，對物流信息進行離散化描述、處理、存儲、傳遞、執行等，從而使物流系統更高效、可靠地處理復雜問題，為人們提供方便、快捷的物流服務。

2、汽車行業數字化

汽車行業對于數字化技術進行了大量資金投資，目前幾乎所有的生產部門都可以獲得計算機模擬技術的輔助和支持，很多車型項目都是使用計算機虛擬規劃方法，從產品設計、車輛模型、工具制造，都應用了數字化工廠的理念，而后，逐漸擴大到生產和物流的過程。數字化物流可以作為一個集成模塊，作為構成虛擬企業模型的先決條件，是數字化工廠的一個核心構成；通過解剖、觀察和分析物流，可以看到汽車制造工廠的所有生產部門，包括數字式沖壓車間、車身制造、涂裝車間，數字式裝配等，都有數字化虛擬工具的輔助支持。

3、汽車物流的數字化

汽車物流的數字化是圍繞汽車制造企業的投入、轉換、產出等主要物流環節，構建數字化物流系統，實現全產業鏈、全生命周期的存儲、配送、回收等一體化運作，實現物流規劃，降低成本，提高效率。其中，投入主要是零部件的采購供應物流，轉換則是對廠內生產物料、零部件、半成品、產成品的物流配送，產出則是整車物流和售后服務物流，以及逆向物流等。汽車數字化物流的合作參與對象，包括汽車制造企業、零部件供應商、物流裝備企業、第三方物流、智能技術服務商等。

（二）數字化賦能汽車物流的升級

1、盡可能早期應用數字化軟件模型確定物流規劃問題早期規劃物流流程，可以有效降低運營階段的物流費用。因為在物流流程中，成本影響和成本的形成在時間上存在巨大差異，早期通過計算機建模，縮短規劃時間，建立一個穩固的物流流程，避免后期大量資源的浪費。比如在規劃開始之前，為了降低規劃問題的復雜性，物流上的一些主要零部件由物流規劃人員確定，哪些零部件應該納入虛擬物流的考慮范圍，可以通過帕累托分析，重點規劃哪些有較高年消耗量的 A 類和 B 類零部件，但也不能忽視 C 類零部件。

2、打造數字化信息系統

對于汽車物流，尤其是零部件物流，多頻次，小批量及定量不定時的特點，對精益的要求更高，如果能夠通過物流信息系統，與供應商共享生產計劃，取貨信息，那么可以大幅度地減少作業等待所造成的浪費。當生產線出現異常需要停止作業時，就可以通過數字化信息系統，通知到供應鏈中的各個合作伙伴，同步停止相關作業，防止出現作業等待這種資源占用的問題。

3、重視數字化物流中心的建設

規劃與建設現代化數字物流中心，是汽車物流成功運作的重要一環。數字化物流中心首先要完成物聯網、智能化技術術全場景布局。比如物流中心可以通過 AGV、RFID 系統、動態識別與傳輸等技術，覆蓋物流中心全角落。AGV 自動化程度較高，可以沿著預定路徑行駛，不需要人工參與，一般會有自動裝卸設備，可以與其他物流設備自動串接，而且物流路徑可以根據倉儲庫位變化進行靈活調整。以 RFID 為代表的智能實時技術，會大幅度提高生產物流的效率和可靠性。通過數據采集，智能分析和控制，實現物料存儲與傳送過程中的智能計劃調度和設備控制集成。

（三）項目實施內容

1、自動化立體庫的使用

項目使用的托盤尺寸是：1200mm×1000mm的標準托盤，我公司使用的標準化周轉器具共有16種，如下表：

表1：標準化器具統計表

以上8種通用周轉器具間在尺寸設計方面互成模數，非常適合放置在標準托盤（1200×1000mm）上。其中600×400mm以及300×200mm兩種大類的周轉器具在實際生產中的使用比例最高，可超過70%。容器不同型號的零件盛放器具之間在經過簡單的方向調整后可直接在標準托盤上進行多層、多型號堆垛，器具耐擠。

根據經濟性測算，自動化立體倉庫使用610mm×430mm×310mm的貨格尺寸，考慮到老舊庫房內部高度較低的原因（高度為8.5米），自動化立體倉庫的最大建設高度為7米，多項方案中的占地約3000㎡的實施方案性價比最高。

生產車間與物流配送中心之間的直線距離為800m，因此還需建立輸送、回收雙向的自動化輥道各1000m，根據送貨區域不同，輸送線末端需向6個不同區域進行分別傳輸，因此建立6個內部輸送線出口共1800m，自動化傳輸線共3.8千米；

（1）整體流程

本階段項目通過建立集約型、近工廠中心的物流標準化、自動化立體庫，對物流模式進行技術升級和信息化升級，從而更好的應對一汽-大眾排產逐漸準確，提前規劃各類零件分步驟實現快進快出、降低庫存。

①入庫流程

操作工人根據入庫信息任務，將需要入庫的物料托盤放在入庫暫存區，并PDA掃碼確認，將補貨物料信息和托盤信息發給RCS，RCS調度AGV到指定搬運地點，掃描確認后將對應的托盤叉取搬運到庫區存儲并給出入庫完成命令。

②出庫流程

上層ERP系統將下貨任務單推送給WMS，工作臺工作人員在系統界面發起揀貨任務，和RCS系統對接，將倉位信息發到RCS，RCS調度叉車AGV搬運指定儲位上托盤至該出庫工作臺，工作臺工作人員按照界面揀貨需求揀選相應貨物。最終工作臺工作人員確認該貨架揀貨任務完成后，通過掃碼設備給出任務完成命令，RCS調度AGV將托盤搬回倉庫儲位。

（2）立體庫、多層穿梭車

立體庫規模約為6巷道、35000個貨位，出入庫流量2100箱/h，4向穿梭車數量大于36臺，遠高于同行業10臺以下規模，同時設有模塊化冗余設計，兼容性強。

穿梭叉車功能特性如下：

叉取式搬運貨物，最高可支持2700m提升高度；

激光slam導航，回轉半徑小，定位精度高；

柔性運動控制，驅動無極調速，安全靜音，最大運行速度可達2m/s；

智能/獨立電源管理，低電量自主充電，200Ah免維護電池，安全無污染；

多重安全防護，激光+紅外防撞，前碰撞條檢測，雙急停按鈕，叉齒傳感器、聲音告警等多安全防護；

設備狀態指示，多顯示屏、指示燈等顯示實時狀態信息；

無線網絡通信，支持 WIFI 網絡通信和無縫漫游，網絡覆蓋區域無障礙運行。

人機安全：

表2、人機安全設備清單

（3）自動輸送線

輸送線長1450m，上線/返空2條輸送線，流量2100箱/h。采用分布式接線法，輥筒線快修快換。

（4）自動分揀線

總流量2100箱/h，8條分揀線，高速分揀。

移載設備采用頂升移載，結實耐用，滿足所有箱型的移載。

掃碼設備采用拍照攝像，兼容多種形式看板。

（5）WMS系統和WCS系統

WMS系統是長春一汽國際物流有限公司為集團公司汽車生產而建立的物流倉儲管理系統，WMS系統在2007年由一汽進出口公司進行國際招標，系統由INFOR公司中標，選用的是WMS9.0.2版本；服務器是由啟明公司中標，選用的IBM公司的小型機。系統自上線至今已有近10年時間，保證了多個集團主機廠公司百萬輛生產的任務。

目前核心機群已經用了近10年，超過了5年的報廢年限，近半年內頻繁出現故障，且WMS系統軟件部分INFOR公司已不再對老版本進行維護工作。因此，對保障汽車生產企業正常生產存在極大的隱患。

本項目通過搭建的WMS系統和WCS系統，形成自己的know-how，該自有系統具備高度可用性，支持集成化管理。

完善的WMS系統包括以下管理功能：

項目方案如下：

WMS 標準化優勢——WMS標準化系統不僅可以提高資源使用效率還可以大大提供公司的管理水平。

為實現建設目標，本階段項目所購置自動化立體庫設備、WMS標準化系統軟件如下：

表3、主要設備清單

2、六軸機器人的應用

因物流環節中存在大量的汽車零部件轉換包裝工作，及其消耗人力成本，因此考慮在汽車零部件轉換包裝環節使用六軸機器人進行代替。本項目中使用的六軸機器人系統的構成主要可分為三大部分：即工業機器人、抓取裝置、視覺識別裝置等，具體構成如下圖20所示。

系統視覺識別裝置采用Halcon軟件完成圖像處理，該軟件包具有成熟的圖像處理算法；采用IDS雙目視覺識別設備與計算機系統組成視覺識別裝置的硬件平臺。基于HDevelop的開發環境能夠兼容Windows操作系統，在此環境下選用其標準程序算法開發后能夠轉化到操作系統的程序輸出。

（1）識別系統

本系統的核心技術就是基于視覺的零部件識別，識別過程主要可以分為兩個過程，首先即是獲得要抓取零部件的模板，即首先通過訓練使系統明確執行任務的抓取目標；當系統明確模板后進行在線的目標匹配，即在眾多的目標中獲取要抓取的零件。獲取零件模板可通過離線建模的方式完成，其離線建模具體過程是首先讀取零件的點云模型，通過圖像分割將識別目標與背景圖像進行分離；然后將感興趣區域生成零件的表面點云模板。通過視覺識別設備采集模型點云數據，對于采集得到的數據利用threshold算子去除場景背景，該步驟可以加速后續的處理速度。并利用reduce_domain算子提取得到目標識別定位過程中的感興趣區域。最后利用create_surface_model算子生成模型的表面模板。

通過深度相機實時采集場景點云數據，并去除背景。在實際使用過程中，存在外部的干擾光源可能會使圖像的成像背景產生干擾的情況，這些干擾光源可能來自于建筑物室內原有的照明系統，工藝車輛在途徑操作區域時的車燈光、來自于外部的自然可見光等，這些外部光污染可能會使采集到的零件圖像背景產生模糊、混沌的效果，進而導致零件邊緣輪廓模糊，不易捕捉零件形狀的情況產生，針對此種該情況，我們在軟件處理時我們利用的是深度相機實時采集并去除背景的方式，即數據庫在初次記錄某種零件信息時，會首先對此種零件的外形進行多種角度（左視圖、右視圖、正面視圖、背面試圖、俯視圖、仰視圖及部分含有一定偏離視角的視圖共10種以上）的拍攝，并將拍攝的形狀信息錄入數據庫系統中，機器視覺系統在進行圖像采集時也會利用自帶的強光源近距離對零件進行打光，由于各種光源打在金屬零件表面所形成的點云與空曠背景中形成的點云存在較大差距，因此系統通過對形成的點云分布形狀進行記錄，并去除其余背景圖像，僅保留此點云形狀，那么我們在此過程中可有效去除由外接光源引起的干擾，再利用find_surface_model算子完成對表面模板和場景點云之間的相互配準，將視覺識別設備到場景點云表面的距離作為篩選條件如圖7所示

如以上系統在實際使用中處于相對獨立的區域且能夠遠離干擾光源，其成像效果將會更好。

（2）建立視覺識別設備與機器人的空間關系

通過圖像處理，系統會得出某一零件的優先抓取位置，但是這個位置是視覺識別設備中的位置，工業機器人并不知道這個參數的具體含義，因為視覺識別設備和機器人所處的參考系不同，所以我們需要建立視覺識別設備與機器人的關系模型。

目前，通常采用手眼標定的方式完成視覺識別設備與機器人末端的關系的建立，其具體過程如圖22所示，其中的手眼標定算法在市場上已比較成熟，精確度較高，實現過程簡單。完成標定后機器人即可獲知抓取目標零件的擺放姿態與位置信息。

（3）抓取裝置、機器人與系統集成

A．抓取裝置設計

本統所選用的抓取裝置是工業吸盤，通過計算機系統控制繼電器的通斷間接控制吸盤進行吸取或者關斷吸取，氣源將氣體通過電磁閥輸送給真空發生器，真空發生器連接工業吸盤，在真空作用下，吸盤即可吸取零件，由于電磁閥不能夠與計算機系統直接連接，因此需要通過繼電器進行驅動。

本系統抓取裝置設計時需充分考慮應用場景的切換，在此建議采用工業吸盤作為抓取設備，其應用靈活，可根據零件大小切換吸盤尺寸，而且不用更改氣路和電路連接系統，在實際應用中成功率極高（幾乎可達100%）。

B．機器人與系統連接

工業機器人通過標準的Ethernet/IP通訊協議能夠實現與計算機系統對的“無縫銜接”，機器人僅需獲得從計算機系統中傳輸過來的坐標參數和邏輯指令，二機器人的運動軌跡則由機器人本體控制系統利用之前傳輸過來的坐標參數和邏輯指令計算出最優抓取路徑然后對抓取設備進行控制。

3、AGV技術在汽車物流領域的應用

（1）實施區域

A．高位貨架區

高位貨架用于大規模的商品存儲，可以由多種自動化物流設備實現相關作業。常規高位貨架布局中，大多采用無人叉車進行上架和下架操作，同時負責轉運。但是無人叉車在轉運中，速度較慢，從而影響到整個環節的作業效率。因此本文提出無人叉車與潛伏式AGV協同作業，其中，無人叉車替代傳統高位叉車負責高位貨架二層及以上的庫存上架以及下架商品的出庫；潛伏式AGV可以應用于高位貨架一層，實現高位貨架區域的庫存上架以及下架商品的出庫。這樣的布局可有效地保證無人叉車運行區域在通道中，只負責上架和下架操作；潛伏式AGV負責商品外部轉運，充分發揮各自優勢，提升效率。

B．揀選區

揀選區負責履行大部分零散揀選訂單，基于傳統人工倉庫，作業面積大、新員工尋找貨位困難、揀選員工績效考評難等問題，導入潛伏式AGV貨到人揀選。一方面，潛伏式AGV可以替代人工的行走，減少勞動強度；另一方面，貨到人揀選具有優化的PC界面，方便員工迅速尋找貨位揀選商品；同時，操作工作站集中，人員管理難度降低。

C. 分揀區

根據倉庫業務流程，分揀區主要分為訂單商品分揀和包裹分揀。導入分揀機器人，完成超大播種墻的訂單分播和包裝完成后的包裹分揀，提升分揀效率。

（2）補貨策略

及時準確地將貨物補充到揀選區是保證揀選效率的重要因素。如何保證揀選區存儲量和補貨頻次平衡，以及補貨的簡易性，是補貨策略的重點。補貨數據需要和商品銷售信息進行關聯，WMS需要根據過去某段時間和當前的SKU的銷售量以及揀選區的存儲量，確認每種SKU的存儲量，以及需要從高位貨架區補貨的數量，按照如下流程進行補貨操作。

A.高位貨架一層有需求補貨的SKU

當高位貨架一層的商品庫存數量小于揀選區需求補貨量時，WCS調度潛伏式AGV將商品從高位貨架一層存儲區轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區；當高位貨架一層的商品庫存數量大于揀選區需求補貨量時，WCS調度潛伏式AGV將商品從高位貨架一層存儲區轉運至拆碼垛區域，由自動拆碼垛機器人將需求的數量進行拆垛重新碼放到轉運潛伏式AGV的載具上，潛伏式AGV將商品從高位貨架一層存儲區轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區，拆垛完成剩余的商品庫存，由潛伏式AGV轉運返回高位貨架一層存儲區。

B.高位貨架一層無需求補貨的SKU

由WCS調度無人叉車，將商品從高位貨架叉取交接到高位貨架兩端一層潛伏式AGV交接貨架中。當高位貨架一層的商品庫存數量小于揀選區需求補貨量時，WCS調度潛伏式AGV將商品轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區；當高位貨架一層的商品庫存數量大于揀選區需求補貨量是，WCS調度潛伏式AGV將商品轉運至拆碼垛區域，由自動拆碼垛機器人，將需求的數量進行拆垛重新碼放到轉運潛伏式AGV的載具上，潛伏式AGV將和商品從高位貨架一層存儲區轉運至潛伏式AGV上架區域，由人工上架至潛伏式AGV的揀選區，拆垛完成剩余的商品庫存，由潛伏式AGV轉運返回高位貨架一層存儲區。

（3）揀選策略

由于生產管理系統采用的是看板式要貨模式，即一張看板對應一種零件的要貨模式，同時由于輸送線的運輸能力有限，對貨物包裝尺寸有嚴格要求，因此本項目的揀選策略選用的是以標準化物流單元為單位的量份式供應方式。

如果提總訂單某SKU數量大于存儲區整托盤數量/體積的80%～100%，則采用高位貨架區提總揀選再分揀的流程進行：

① WMS任務下發至高位貨架區；

② WCS調度無人叉車，將WMS指定貨位中的托盤叉出，放置在無人貨架區每條通道兩端的一層潛伏AGV交接點位的潛伏AGV空貨架底框上；

③ 潛伏AGV接到無人叉車放置完成信息后，搬運貨架底框+商品送至拆碼垛機器人交接點位；

④ 拆碼垛機器人，將指定數量的外箱拆到輸送線中，通過輸送線，送至包裝工位，剩余庫存由潛伏式AGV送至揀選區進行補貨上架。

5、5G技術應用

以上項目主要實施地點是紅旗風順庫房，它是一汽集團紅旗長青工廠的物流配送中心，為紅旗車型長青工廠年產11萬輛的生產目標提供優質、高效地產前零部件的倉儲、轉包、配送服務，分別存儲紅旗長青工廠的大物與中小物，當下汽車行業物流企業正朝著智能化、自動化、信息平臺化、物流網絡化方向發展。根據集團公司十三五規劃，針對生產效率、操作環境、服務質量、人工成本進行新技術設備的引進，逐步邁向“自動化”、“智能化”發展的要求， 2019年在紅旗風順倉庫引進AGV技術，采用AGV貨到人的模式，優化物流運行，縮減人工成本，降低單車物流成本。自紅旗風順庫房AGV投入運行以來，AGV車輛出現過由于WIFI網絡導致的車輛故障、定位超時等問題，對生產造成不同程度的影響，因此本次測試旨在針對5G技術特點進行研究分析，結合紅旗風順庫房智能AGV運行場景進行深入研討，論證基于5G技術得AGV應用可行性。項目以日趨成熟的5G技術結合智能化設備應用為場景進行研究論證，隨著5G網絡、5G模組等設備逐步普及，在智能化設備應用中具備廣泛的推廣前景。

現有AGV無線組網方式普遍采用傳統企業級網絡解決方案，企業內部網絡都是基于傳統Wi-Fi網絡布置實現的，在信號干擾、漫游切換、覆蓋范圍、帶寬容量、網絡延時等方面問題突顯，無法有效滿足企業智能化設備對通信網絡越來越嚴苛的通信要求。利用5G技術低延時、高帶寬、廣鏈接的特性，進行智能AGV基于5G網絡運行測試。

基于5G技術特點，搭建5G網絡企業專網，綜合考慮傳統Wi-Fi專網劣勢及企業高性能的連接需求，從而提出了基于運營商移動網絡進行企業專網的部署，有效融合了大網與專網資源共享的問題，同時通過運營商移動網絡提供高效、高性能的網絡連接。可將運營商公用網絡與企業專有網絡有效融合部署，提升網絡使用效率，有效解決無線信號干擾、切換、體驗差問題。

一汽集團紅旗車型汽車零部件倉儲庫房有12臺智能AGV機器人在運行通過WIFI設備連接，在處理爆發式任務流時有以下幾個問題：覆蓋能力弱、延時不可控、信號干擾強。基于WIFI無線網路的車輛調度信息在傳輸與確認過程中往往需要幾秒的時間，極端情況下（信號不好或者網絡負擔大的情況）甚至會出現更長的通訊時延。此外，為了確保無人車輛在不穩定網絡環境下穩定運行，設備與設備之間的安全間距必須隨網絡的最大延時的增加而增加，這使得工業車輛需要不斷的減速停車重新啟動，極大地限制了整個系統的效率提升。由于WIFI使用的是非授權頻段，非常容易受干擾，再加上倉庫和工廠中有大量的金屬貨架，導致信號衰減嚴重，會加劇現場無線網絡的可靠性，造成延時大，丟包率高甚至AGV和控制端掉線。

鑒于以上情況，我公司制定了三種不同的實施方案：

方案一：5G+AGV模式，即直接讓AGV設備接收5G信號，設備控制服務器通過公網，將控制信號傳遞給AGV設備；

方案二：5G+CPE+AGV模式，即設備控制服務器用通過5G網絡與CPE設備相連，通過CPE（客戶前置設備，將高速4G或者5G信號轉換成WiFi信號的設備）將5G信號轉化為WIFI信號，從而將控制信號傳遞給AGV設備；

方案三：通過搭建5G工業互聯網，提供專屬網絡，增加MEC（多接入邊緣計算設備，將高密度計算、大流量和低時延需求的業務就近部署，滿足客戶對安全、速率及可靠性的多重要求的設備）進一步降低時延提高數據安全，確定5G+MEC+AGV的技術測試路徑，針對一汽集團紅旗車型零部件倉儲庫房AGV設備進行生產應用場景測試。（詳情見表4，各要素滿分為10分）

表4、5G技術應用選型

由上表得分可知，如果使用方案1（5G+AGV）這種方式，因負責AGV控制的現有服務器無法連入5G設備，因此無法保障數據的連通性，也無法保證網絡信號的延時時間；

使用方案2（5G+CPE+AGV）這種方式，可以很好的將所有非5G設備連入5G網絡，但WIFI的信號因抗干擾能力較差，也不適用于現有的生產環境；

使用方案3（5G+MEC+AGV）這種模式，則可以在很好地兼容控制設備的基礎上，與下游的自動化設備間實現低時延、無干擾地進行實時控制的效果。

綜上所述，使用方案3即5G+MEC+AGV方式的實施策略是最優選擇。

通過5G+邊緣計算實現高帶寬、低時延、高可靠的網絡覆蓋，解決wifi網絡覆蓋范圍小，信號不穩定，維護困難等問題；

通過5G分流網關實現業務數據本地分流，降低時延，并實現業務數據不出物流園區，保證數據安全性；

通過建設私有云平臺，實現物流園區各類管理系統上云，提高硬件資源利用率，提升工作效率。

園區用戶訪問公網，分流網關對數據進行透傳，數據流量通過核心網訪問互聯網。

通過測試AGV設備在5G網絡上可穩定運行，車輛調度、系統交互正常，為優化延時平均10ms可滿足AGV設備運行，同時創新性的MEC邊緣計算應用，有效的保證了數據安全。

通過本次測試，基本滿足廠區基于WiFi信號向5G信號改造的要求，業務可正常運行。5G技術具有延時可控、覆蓋范圍廣、延時低、干擾低等特點，利用5G傳輸調度信息，能有效的將通訊時延控制在毫秒級。相比較于WIFI的各種棘手問題，5G的高速率、大帶寬和低時延特性，能夠帶來更寬廣的網絡覆蓋、更穩定的網絡連接和更高效的數據傳送。再結合MEC邊緣計算、云計算、大數據和人工智能等技術，會進一步提高AGV的智能，使其能夠勝任更多的應用場景。通過紅旗風順庫房5G技術測試，為未來5G技術推廣應用奠定了堅實的基礎。2021年在應用測試的基礎上針對BC庫房進行5G工業互聯網建設項目，繼續推廣5G技術在零部件庫房應用，深入進行5G技術在生產場景的探索工作，打造5G+智慧物流新模式。

四、項目效益分析與評估

（1）項目實施前后的效益指標對比、產生知識產權情況；

項目實施后在以下指標方面取得了顯著效果：

①、人力資源方面節約各類操作人員233人；

②、綜合辦公方面，由于采用大量信息化手段，因此每年可節約各類辦公用品（紙、筆、打印設備等）23萬元；

③、運營方面每年可節約各類工藝車輛177輛（2T叉車57輛、3T叉車22輛，牽引車41輛，其他車輛67輛；

④、由于減少了零件在存儲環節的賬實相符率以及配送過程中的出貨差錯率，因此在企業運營方面每年可節約各類糾錯成本3000萬元以上；

⑤、項目采用數字化技術，加入了大約15種先進數學算法，不僅實現了設備間的高度協同化，而且設備控制系統還可以根據日常生產中出現的不同異常情況，自動判斷異常原因，并根據不同原因，調用不同的系統智能算法進行異常情況的問題解決，在節約大量管理成本的過程中，是控制各類自動化設備的總控制系統實現了初步的智能化運轉。節約管理成本約50萬元/年。

⑥、該項目獲得知識產權8項，其中實用新型專利6項，軟件著作權0項，為企業未來通過政府的高新技術企業認證奠定堅實基礎；

（2）項目實施對企業業務流程改造與創新模式的影響；

利用信息化與自動化身邊度融合手段，使企業的單位生產率取得了顯著的提高，由原有的9.8萬元/人提升至目前的17.87萬元。企業也由原來的勞動密集型企業順利轉化為現在的技術密集型企業，在企業轉型過程中也伴隨著企業生產模式的轉化，以及智能制造與現代物流業兩種產業間的深度融合的過程。物流模式的改善主要是通過以下兩種方式來進行體現：

①由庫存數量被動拉動轉變以實際產量主動推動物流業務協同模式，即通過物流管理系統與生產管理系統的無縫銜接，使得很多物流環節可以與生產環節同步獲得信息或更早獲得信息，大量需要進行數量預測的工作都變實現了精確化量化，全面實現了生產與物流業務間的高度協同，同時也可以通過物流管理系統對輛份式、量份式、準時化、預裝配、排序等物物流配送模式進行混合式管理；

②物流服務獲得了更強的延展性，服務范圍已從原有的從供應商到工廠卸貨區，延伸到了生產線線邊庫。服務寬度從每個服務中心從是一種單一配送模式服務的管理模式發展為可以在一個服務中心中同時實施多種不同服務模式，且各服務模式間還可以根據需要進行自由排列組合與工藝步驟調整。

（3）項目實施對提高企業競爭力的作用。

項目實施后，對企業原有的物流模式進行了全方位變革，不僅提高了企業的勞動生產率，而且擺脫了各線下物流操作環節不受控的歷史，使大量的物流操作業務被納入信息管理系統的管轄范圍內。

同時，由于在項目中實施了大量的信息化與數字化手段，企業的人力成本、管理成本、日常運營成本、綜合辦公成本均產生了顯著下降，對于汽車生產企業來說，其綜合物流成本由原來的12%下降到了11.5%，成功提升了客戶企業商品的競爭力，也使得客戶對我企業的依賴程度得到了進一步提高。

五、項目總結與未來展望

本次項目將所有的信息流程進行了接口統一以及無縫銜接，徹底消除了各系統間信息傳輸不暢的情況，消除了信息孤島。同時也成功將企業由勞動密集型轉型成為技術密集型企業。通過將信息化技術與自動化設備之間進行深度融合，不僅實現了企業自身的競爭力提升，而且也實現了智能制造業與現代物流業之間的深度融合，提高了客戶粘性。為企業未來向無人化、少人化物流模式的發展，奠定了堅實基礎。