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吉利智能设备通用控制程序（GIDP）探索与实践
——“汽车智慧物流建设与发展”系列连载之九
随着智能物流设备的应用越来越广泛，如何对各设备进行协调控制与管理成为难点问题之一。吉利通用型智能设备调度系统（GIDP）的成功研发，使原本多设备供应商、多智能设备所带来的多套系统得到统一，使业务系统使用者可不再关心复杂的多场景接入，从而专注于自身业务的实现。
作者：赵林港 黄飞 黄浩
浙江吉速物流有限公司
随着物流业升级发展，智能物流设备的应用越来越普及，并逐步替代传统的物流设备与作业模式。目前，市场上的智能物流设备种类众多，如何根据企业自身物流特点选择合适设备，如何使不同智能设备的功能得到充分发挥，并且如何对于多基地、多系统、多供应商的系统进行协调管理，成为每家企业关注的重点。本文将结合吉利汽车在智慧物流软件领域的具体实践，对于如何解决多基地、多系统、多供应商以及多智能设备的调度使用问题提供经验与参考。
在汽车行业，传统的场内物流模式亟待改变，以智能物流设备为基础的新模式正在兴起。
1.传统物流模式弊端
（1）物流成本高。汽车行业的传统场内物流运作，大多数采用“叉车+辊道线+人工”的工作模式，领导者不仅需要投入时间精力进行招聘、筛选和管理作业人员，还要对各个业务环节所需投入的人力成本进行仔细考虑。
（2）配送不及时。场内物料运输人员与作业人员的作业时间存在差值，而且作业物理空间隔离，存在信息交互的延迟，由此会产生作业人员已经做完任务但物料仍未配送到位的情况，导致作业暂停。
（3）信息不透明。物料在场内的状态一旦出现信息延迟，传统模式下只能由人工介入处理，在多数情况下无法做到及时通知。
（4）数据失效。物料的运输时间、作业时间和异常情况的解决时间等相关数据，对企业而言是宝贵资源，但在传统作业模式下往往无法有效采集这些数据并进行业务反补，从而使企业宝贵的数据资源被浪费。
2.智能物流设备优势
采用智能物流设备替换传统物流设备及作业模式，已然成为现代物流业的发展趋势。在汽车行业的场内物流领域，应用智能物流设备及系统具有以下优势：
（1）自动化。利用AGV、无人叉车、打带缠膜机等自动化设备，可显著减少对人力的需求，提高物流作业效率以及质量，降低物流作业成本。
（2）信息化。智能物流设备利用其物联网的特性，可降低物流作业的信息流转成本，并且智能物流设备在作业过程中能实现运转数据的采集，辅以上层业务系统的数据，从而允许演算企业物流作业的运转模式，以数据展示问题、解决问题，提高物流作业的信息化水平。
（3）智能化。智慧物流系统结合智能物流设备能拥有状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的能力，针对不同的物料或不同的搬运场景可做出最正确高效的物流运转方式，同时对智能物流设备进行监控，及时发现与解决问题，提高物流作业的整体智能化水平。
可以预见，随着物流业与信息技术发展，智能物流设备的应用将越来越普及，并将逐步代替传统的搬运、存储等物流设备。
吉利汽车作为中国自主汽车品牌领军者，制定了明确的智能制造战略规划与总体思路，对物流数智化转型进行广泛推广，并探索多样化智慧物流场景落地。浙江吉速物流有限公司（以下简称“吉速物流”）是吉利汽车集团内物流领域探索与实践的主体，也是集现代运输、配送、仓储、包装、产品流通及物流信息于一体的综合性物流企业，其下设的智慧物流部具备智慧物流方案规划、落地、运维、软件开发高效等能力，并承载着吉速物流数智化转型的重任。
吉利汽车拥有汽车制造过程中的所有业务场景，并在不同业务场景中有不同的业务系统负责不同的业务。以仓储业务而言，整车制造物料拉动需要物流执行系统（LES），整车车间和备品备件业务管理需要仓库管理系统（WMS）， KD（Knocked Down，散件组装）汽车出口业务需要KD管理系统等等。
不同的业务系统，在使用相同的新型智能设备进行业务赋能时，全都需要接入开发，而不同的供应商接入不同的技术实现方案，以及不同的控制系统与执行系统，不仅重复开发量大、复用性低，而且开发周期长。
通过对吉利本身复杂的业务场景，以及市场上的物流业务模式进行分析，发现基本所有仓储智能设备的系统架构（不论品类和生产厂家）都分为三层，分别为业务层，控制层和执行层。
一般而言，由业务层负责适配仓库业务需求，控制层负责调度和发送指令，执行层控制智能设备机械运动。
三层在应用和开发中，各存在不同的难点，例如：业务层需求复杂且多样，不同的仓库，需求也会不同，需要定制开发；控制层通常掌控在各智能设备提供商手中，且无法通用；执行层则是非硬件生产方无法来做，因此市面上基本没有成熟的WMS系统能覆盖不同品牌和类型的智能设备仓库。
吉速物流采取的解决方案是，控制层利用通用智能设备控制系统（GIDP）发起任务指令，执行层还是采用硬件提供商的系统，这样上层业务系统统一接入控制系统一方，屏蔽不同供应商设备之间的差异，减少开发成本，关注核心业务实现；而控制系统针对不同供应商一次开发实现后，即可复制到业务场景相同的各家供应商，不需要重复开发，同样可减少开发成本，增加通用性。
1.场内资源的基本概念
场内物流的本质是物料的移动，包括物料从入场内开始，到物料的存储、消耗或制造成新物料直至出厂结束。以下将以控制AGV移动搬运为需求原点，探索通用控制系统与实践。
控制系统需要控制所有资源，才能有效分配资源与使用资源。系统将资源分为3类：（1）空间资源——点位，（2）搬运载体——载具，（3）物料资源——物料。其中，点位为智能仓储设备可以到达与使用的地方，载具为智能仓储设备移动搬运的工具物料放置的容器，载具最终放置到点位上。
点位的集合是区域，根据大致相同业务属性的点位组合，例如收货区、暂存区、异常区、作业区、产品区等等。
区域的集合是区域组合，在需要某些区域试作更高阶的某些同类业务属性时使用，例如把暂存区、异常区、成品区归类与无人区域组合等等。
点位管理实践的页面，如图1所示。
图1 点位管理实践的页面
新增点位的页面，如图2所示。
图2 新增点位的页面
2.如何接受业务系统指令
无论何种供应商的智能搬运设备，将其搬运实现抽象成任务，上游业务系统通过“移动载具下单”接口实现任务下发，确定大致的业务需求，例如什么工位需要什么物料，而无需关注具体的物料搬运实现。
控制系统通过任务解析分配资源执行，任务分配与执行是一个三层结构的模型，第一层确定任务的上游系统、在什么地图处理、附加的业务数据、任务进度的通知地址等等；第二层确定业务资源搬运或者拉动到哪里去，一个任务可以同时处理很多业务资源，什么是业务资源呢？即什么点位上或者哪些载具或者哪些物料可以让系统通过逻辑能明确找到具体什么载具到什么点位上；第三层明确第二层的业务资源处理，系统解析最终需要设备搬运处理的单段任务，一个业务资源可能存在多次的搬运处理。因此，三层结构模型是一个金字塔模型，一个任务可以处理多个业务资源，最终实现需要更多次的设备搬运处理。图3为任务实践示例。
图3 任务实践示例
为实现上游系统复杂的业务需求，又同时解耦执行层的不同处理，需进行路线的设计，将不同的复杂的业务场景通过设置不同的路线，完成通用的任务下单与不同的搬运实现。
路线配置分为两层：主体与明细。主体配置定义下游AGV的任务类型、触发方式、如果失败是否继续解析、是否包含载具、是否逐段解析、是否允许挂起任务、下单资源类型、下单资源等等；对于任务挂起，可以配置其他任务开始、到达起点、走出起点、到达终点等节点尝试激活任务；还可配置起点无资源是否可以到拓展区域寻找资源、起点资源搬运后是否需要补充空载具、可配置指定的补空区域、可配置补空任务的通知节点方式；配置终点无资源是否可以到扩展区域寻找资源、终点是否可移动空载具，可配置移空的区域，可配置移空任务的通知节点方式。图4为路线配置的详细信息。
图4 路线配置的详细信息
路线明细配置定义了顺序号、资源类型、搬运资源、回调的处理器、回调处理器的参数、通知模式等等。见图5。
图5 新增AGV路线明细
吉利通用型智能设备调度系统（GIDP）的成功研发，使得原本多设备供应商、多智能设备所带来的多套系统得到统一，使业务系统使用者可不再关心复杂的多场景接入，从而专注于自身业务的实现。
随着智慧物流场景的不断推进，吉速物流智慧物流部所研发的通用型智能设备调度系统（GIDP）已在备件、整车制造拉动、KD工厂等多个业务场景，多个基地以及多种智能设备全部成功上线使用，并自研智能设备管理平台，实时监控全国各基地的智能设备，并在平台上对智能设备进行维保管理。见图6。
图6 智能设备管理大屏（*数据已脱敏，非真实数据）
随着智能设备技术不断突破发展，在更多的智能设备应用场景上，控制系统也将不断探索与实践，赋能业务，助力数智化转型。
编辑、排版：罗丹
本文内容源自《物流技术与应用》2024年各期(点击查看掌上电子刊)，有删改。
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