在全球首家獲批的液態(tài)奶“燈塔工廠”中，北自科技與某乳制品企業(yè)深度攜手，為其構(gòu)建了覆蓋智慧供應(yīng)庫、成品庫及采樣庫的全流程智慧物流系統(tǒng)，通過高效密集存儲系統(tǒng)、24米超高立體存儲系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)、智能車輛裝卸系統(tǒng)等軟硬件系統(tǒng)，并融合數(shù)字孿生、5G等新技術(shù)，實現(xiàn)坪效、人效等關(guān)鍵指標(biāo)突破，樹立乳業(yè)智能化工廠新標(biāo)桿。
“燈塔工廠”是由世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）與管理咨詢公司麥肯錫共同遴選的“數(shù)字化制造”和“全球化4.0”的示范者，被譽為“世界上最先進(jìn)的工廠”，代表著當(dāng)今全球制造業(yè)領(lǐng)域智能制造和數(shù)字化最高水平。2024年10月8日，世界經(jīng)濟(jì)論壇（WEF）公布最新一批“燈塔工廠”名單，某乳制品集團(tuán)旗下全數(shù)智化超級工廠成功認(rèn)證“燈塔工廠”稱號。作為中國乳業(yè)首家獲批的“燈塔工廠”，也是全球首家獲批的液態(tài)奶“燈塔工廠”，該工廠實現(xiàn)了全系統(tǒng)、全鏈條、全流程、全自動的“全數(shù)智化”，智慧物流系統(tǒng)是其中的重要組成部分。
一、項目概況及智慧物流系統(tǒng)構(gòu)成
這座“燈塔工廠”坐落于寧夏平原中部、黃河?xùn)|岸，是該乳制品集團(tuán)首座全數(shù)智化工廠，也是當(dāng)前全球單體最大液體奶工廠，首創(chuàng)乳業(yè)流程化系統(tǒng)全數(shù)智化覆蓋，全面投產(chǎn)后可實現(xiàn)“三個一百”，即100人創(chuàng)造100萬噸年產(chǎn)量、100億元年產(chǎn)值，打造出全球乳業(yè)工廠最高年度人效比。
值得一提的是，該企業(yè)的智慧物流系統(tǒng)由北自所（北京）科技發(fā)展股份有限公司（以下簡稱“北自科技”）承建，共涵蓋“智慧供應(yīng)庫”“智慧成品庫”以及“智慧采樣庫”三大智慧物流系統(tǒng)。
智慧物流系統(tǒng)
整個智慧物流系統(tǒng)由多個先進(jìn)的子系統(tǒng)構(gòu)成，主要包括：
1.存儲系統(tǒng)，其中供應(yīng)庫配備高效密集存儲系統(tǒng)，成品庫配備24米超高立體存儲系統(tǒng)，其存儲形式根據(jù)儲運物品特性因地制宜，使效率以及空間利用更為合理。其中，精準(zhǔn)的堆垛機系統(tǒng)，可快速準(zhǔn)確地存取貨物；高效的子母車系統(tǒng)，則能大幅提升存取過程中的搬運效率。
2.全場物料搬運系統(tǒng)及成品輸送系統(tǒng)，保障貨物的流暢輸送。利用先進(jìn)的AGV系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物的自動搬運；通過全自動料箱機器人系統(tǒng)（CTU），提高料箱搬運的智能化水平。
3.碼垛及裝卸車系統(tǒng)。機器人碼垛系統(tǒng)能夠快速且穩(wěn)定地完成碼垛任務(wù)，保障生產(chǎn)的連續(xù)、有序進(jìn)行；便捷的智能車輛裝卸系統(tǒng)，使車輛裝卸節(jié)奏明顯加速。
4.強大的智慧物流管理系統(tǒng)，實現(xiàn)物流各環(huán)節(jié)的精細(xì)化管控與整體協(xié)調(diào)。
二、智慧供應(yīng)庫的規(guī)劃設(shè)計
1.系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用
智慧供應(yīng)庫由紙箱庫和包材庫兩大核心部分構(gòu)成，是一套高度集成且智能化的物流系統(tǒng)，其涵蓋密集存儲貨架系統(tǒng)、子母車系統(tǒng)、出入庫輸送系統(tǒng)、機器人碼垛系統(tǒng)、自動裝卸車系統(tǒng)、智慧物流管理系統(tǒng)、倉儲區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音對講及安全提醒系統(tǒng)以及溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)等多個先進(jìn)子系統(tǒng)。
該智慧供應(yīng)庫服務(wù)于乳品生產(chǎn)線，從供應(yīng)商物料配送抵達(dá)起，便開啟全自動化流程，包材物料能夠?qū)崿F(xiàn)自動裝卸車，輔材實現(xiàn)自動碼垛，由AGV智能轉(zhuǎn)運至指定區(qū)域進(jìn)行密集存儲，并最終達(dá)成全自動供料。整個流程無縫銜接，極大提升了物流效率與準(zhǔn)確性，并降低人力成本與運營風(fēng)險。
2.主要創(chuàng)新點
（1）子母車密集存儲設(shè)計
供應(yīng)庫房采用子母車密集存儲的形式，在設(shè)計之初就充分考慮到包輔材品規(guī)少、批量大、供給量大的特性。在系統(tǒng)中，紙箱庫一期共有2176個存儲貨位，包材庫一期共有965個貨位。系統(tǒng)配備11臺子母車，能夠精準(zhǔn)、迅速實現(xiàn)任意托盤的高效取放作業(yè)，極大提升了物流供應(yīng)的及時性，確保生產(chǎn)連續(xù)、有序進(jìn)行。
（2）多品類兼容處理
系統(tǒng)能夠高效分類處理料夾形式紙箱、成箱輔料、成卷包材及其他特殊形式輔材。通過高柔性搬運設(shè)備AGV和輸送線的結(jié)合，實現(xiàn)全流程無人化、自動化物流輸送。此物流搬運系統(tǒng)柔性強，可靈活適配各類貨物的搬運需求；擴(kuò)展性良好，為業(yè)務(wù)后續(xù)拓展預(yù)留有充分的升級空間；空間利用率高，在有限場地內(nèi)創(chuàng)造出最大化的搬運效益；智能化程度領(lǐng)先，彰顯了現(xiàn)代智慧物流的先進(jìn)水平。
（3）創(chuàng)新應(yīng)用自動裝卸車系統(tǒng)
系統(tǒng)中創(chuàng)新性應(yīng)用自動裝卸車系統(tǒng)，為乳品行業(yè)物流運作模式帶來全新思路與突破，不僅提升了物流裝卸環(huán)節(jié)的智能化水平和作業(yè)效率，更為后續(xù)產(chǎn)線智能化發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。
自動裝卸車系統(tǒng)
在裝卸效率方面，相較于傳統(tǒng)裝卸方式可實現(xiàn)大幅提升，能夠快速且精準(zhǔn)地完成貨物裝卸任務(wù)，有效縮短車輛在庫區(qū)的停留時間，加快物流配送的整體節(jié)奏。
在貨物保護(hù)方面，其自動化操作流程可減少人工裝卸過程中可能出現(xiàn)的碰撞、跌落等情況，最大程度降低貨物損壞風(fēng)險，確保產(chǎn)品的完整性和質(zhì)量安全。
在人力成本方面，自動裝卸車系統(tǒng)基本實現(xiàn)無人化作業(yè)，可極大減少對人力的依賴，降低人力成本支出，同時也可避免人為因素導(dǎo)致的作業(yè)疲勞和操作失誤，提高作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠性。
三、智慧成品庫的規(guī)劃設(shè)計
1.系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用
智慧成品庫是一套高度集成且緊密協(xié)同的智能化系統(tǒng)，涵蓋24米超高立體倉儲系統(tǒng)、堆垛機系統(tǒng)、出入庫輸送系統(tǒng)、機器人碼垛系統(tǒng)、自動分揀出庫系統(tǒng)、智慧物流管理系統(tǒng)、倉儲區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音對講及安全提醒系統(tǒng)以及溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)等多個關(guān)鍵組成部分。
該系統(tǒng)承接乳品生產(chǎn)線，自產(chǎn)品包裝環(huán)節(jié)完成的瞬間起，便無縫開啟了一套全流程智慧成品物流運作模式。首先是成品箱的高效輸送，隨后是機器人精準(zhǔn)碼垛，緊接著是托盤搬運、供給作業(yè)有條不紊地展開，繼而是貨物的科學(xué)存儲，最終達(dá)成快速發(fā)貨，整個流程一氣呵成，極大提升了物流整體效率和精準(zhǔn)度，減少人工干預(yù)可能帶來的誤差和延誤，為企業(yè)的產(chǎn)品快速流向市場提供堅實保障。
2.主要創(chuàng)新點
（1）該存儲系統(tǒng)一期共有14496個存儲貨位，配備14臺高速堆垛機，實現(xiàn)任意托盤的高效取放作業(yè)。
成品碼垛與搬運
（2）在包裝區(qū)域，碼垛成品的入庫與出庫流程均采用高度自動化和智能化的機器人碼垛及拆垛系統(tǒng)。
（3）該系統(tǒng)具備強大的智能識別能力，能夠自動且準(zhǔn)確地判斷產(chǎn)品種類以及批次信息，從而有條不紊地完成全自動化碼垛作業(yè)，大幅提高碼垛的準(zhǔn)確性和效率。
（4）在成品的入出庫搬運環(huán)節(jié)巧妙運用高柔性移動搬運設(shè)備AGV。這些AGV憑借其卓越的靈活性和智能導(dǎo)航功能，在無需人工干預(yù)的情況下，可實現(xiàn)貨物的平穩(wěn)、精準(zhǔn)搬運，實現(xiàn)自動化入出庫。
（5）從實用性與安全性的雙重維度考量，庫區(qū)引入具有創(chuàng)新性的物體消隱功能的安全防護(hù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)能夠敏銳而精準(zhǔn)地識別并區(qū)分“人”與“物”，有效防止因誤判而可能引發(fā)的安全事故，為設(shè)備穩(wěn)定運行以及人員的日常維護(hù)工作提供可靠的安全保障。與此同時，系統(tǒng)還全面采用安全光柵及區(qū)域防護(hù)激光設(shè)備，從庫端輸送的起始環(huán)節(jié)，到堆垛機的精準(zhǔn)控制過程，再到上位監(jiān)控的全面管理層面，進(jìn)行全方位、多層次的防護(hù)措施部署，從而構(gòu)建起一個安全功能完備、防護(hù)無死角的立體防護(hù)體系，全方位確保整個物流運作過程的安全、穩(wěn)定與高效，為乳業(yè)的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航，也為同行業(yè)的物流建設(shè)樹立值得借鑒的標(biāo)桿范例。
四、智慧采樣庫的規(guī)劃設(shè)計
1.系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用
智慧采樣庫憑借創(chuàng)新性設(shè)計和前沿的智能物流設(shè)備，重塑了傳統(tǒng)樣品庫房的格局。該采樣庫由隔板式貨架、全自動料箱機器人（CTU）以及采樣箱式輸送線等設(shè)備共同構(gòu)成。通過先進(jìn)的信息技術(shù)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)樣品出入庫的全自動化流程，開創(chuàng)從生產(chǎn)端到檢測端無縫傳輸與自動化檢測的先河，極大提升采樣檢測的效率和準(zhǔn)確性，有效減少人為因素對樣品質(zhì)量的潛在影響，為產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控提供了更為可靠的保障。
2.主要創(chuàng)新點
在智慧采樣庫的規(guī)劃與建設(shè)中，北自科技憑借卓越的技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新能力，以及近千個項目實踐經(jīng)驗，與該乳制品企業(yè)建立深度合作，共同設(shè)計與開發(fā)智慧采樣品庫系統(tǒng)。雙方團(tuán)隊融合集中統(tǒng)籌檢測理念，通過以下創(chuàng)新點實現(xiàn)全流程智能化管理：
（1）將智能輸送線與自動料箱機器人（CTU）結(jié)合，構(gòu)建采樣料箱與智能箱式輸送線的高效聯(lián)動機制，實現(xiàn)箱型的靈活轉(zhuǎn)運。
（2）巧妙借助往復(fù)式提升機實現(xiàn)立體布局，整合高溫保溫庫及半年樣庫，從而成功搭建起一個完整且高效的料箱全流程管控體系，涵蓋從生產(chǎn)源頭的精準(zhǔn)采樣，到中間環(huán)節(jié)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)運，再到最終的科學(xué)存儲，確保了每一個環(huán)節(jié)的高效、準(zhǔn)確與智能化。
（3）通過優(yōu)化設(shè)備布局和運行流程，提升采樣品管理的精度，確保每一個樣品的信息都能被精準(zhǔn)記錄、追蹤和分析，為產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)優(yōu)化提供了有力的數(shù)據(jù)支持，也為消費者提供更加優(yōu)質(zhì)、安全的乳制品奠定了堅實基礎(chǔ)。
五、“智慧大腦”的架構(gòu)與建設(shè)
在智慧物流立體庫的建設(shè)過程中，深度融合廠區(qū)前沿的技術(shù)理念，充分發(fā)揮云計算、5G、數(shù)字孿生等先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢，對物流各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了全方位的智能化升級與優(yōu)化。
“智慧大腦”架構(gòu)
通過這些技術(shù)的加持，不僅實現(xiàn)物流信息的實時采集、精準(zhǔn)分析與快速決策，還使物流設(shè)備之間能夠高效互聯(lián)互通，打造出一個響應(yīng)迅速、運行流暢、精準(zhǔn)智能的乳業(yè)物流生態(tài)系統(tǒng)，成為國內(nèi)乳業(yè)物流領(lǐng)域的智慧典范，引領(lǐng)行業(yè)向更加智能、高效、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，也為該乳制品企業(yè)應(yīng)對激烈的市場競爭提供了強大支撐，助力其持續(xù)提升市場競爭力和品牌影響力，穩(wěn)固其在乳業(yè)市場的領(lǐng)先地位。
六、攜手打造乳業(yè)物流智能化升級典范
自建成以來，該乳制品企業(yè)的“燈塔工廠”在“坪效”“人效”“品效”“能效”等四大關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)卓越，真正做到“四效合一”，全方位展現(xiàn)出其獨特優(yōu)勢與強大競爭力。
相較于傳統(tǒng)工廠，該工廠在空間利用方面實現(xiàn)重大突破，使利用率大幅提升37%，讓每一寸土地都發(fā)揮出更大價值；坪效實現(xiàn)跨越式增長，提升2.06倍；在人效上，勞動生產(chǎn)率提高近20倍，實現(xiàn)“百人百億”的突破；在品效上，使產(chǎn)品精度提升55%、質(zhì)量缺陷減少60%，并且質(zhì)量一鍵追溯效率從2小時縮短到2分鐘；在能效上，智慧能源系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)備數(shù)量，減少異常損耗，實現(xiàn)能源消耗整體降低43%。
在工廠的智慧物流規(guī)劃建設(shè)方面，該乳制品企業(yè)攜手北自科技，在項目推進(jìn)的每一個關(guān)鍵節(jié)點上精準(zhǔn)發(fā)力，充分整合各自的專業(yè)資源與技術(shù)優(yōu)勢，從項目的前期規(guī)劃設(shè)計，到中期的設(shè)備選型與安裝調(diào)試，再到后期的系統(tǒng)優(yōu)化與運維保障，實現(xiàn)全方位、多層次地進(jìn)行深度融合與協(xié)同作戰(zhàn)。
該乳制品企業(yè)憑借其對乳業(yè)生產(chǎn)流程的深刻理解和豐富的實踐經(jīng)驗，為項目提供了精準(zhǔn)的業(yè)務(wù)需求與場景應(yīng)用導(dǎo)向；北自科技則依托其在智能倉儲物流領(lǐng)域深厚的技術(shù)底蘊和創(chuàng)新能力，為項目注入先進(jìn)的技術(shù)解決方案與高效的系統(tǒng)集成能力。憑借緊密無間的通力合作，使得雙方能夠攻克一個又一個技術(shù)難關(guān)與實際應(yīng)用挑戰(zhàn)，成功打造出具有行業(yè)標(biāo)桿意義的智慧物流體系，實現(xiàn)從理念到實踐的完美跨越，為乳業(yè)物流的智能化升級樹立典范，也為雙方在未來的持續(xù)發(fā)展與深度合作奠定基礎(chǔ)。
（作者：張?zhí)?/span> 陳佳梁 賈楠 胡林艷 北自所（北京）科技發(fā)展股份有限公司）
