Автономные интралогистические системы. Уровни задач и этапы автоматизации

Автономные системы интралогистики обеспечивают автономное, децентрализованное планирование, выполнение, контроль и оптимизацию внутренних материальных и информационных потоков посредством сотрудничества и взаимодействия с другими системами и с людьми. В ходе цифровизации все большее внимание уделяется автономным операционным системам в рамках интралогистики. Интралогистика – сложное взаимодействие различных логистических функций – охватывает организацию, контроль, исполнение и оптимизацию внутренних материальных и информационных потоков [1]. Термин “внутренний” относится к автономным объектам компании, таким как заводы и склады или распределительные центры, а также грузовые станции, грузовые терминалы, внутренние порты, морские порты и аэропорты.

Факторы, ведущие к выше заявленному росту, включают глобализацию бизнеса, динамичные и нестабильные рынки, более короткие жизненные циклы продукции, увеличение ассортимента продукции и сокращение глубины производства [2].

Увеличение сложности и динамики производственных и внутрисистемных систем - две основные проблемы, стоящие сегодня перед компаниями. Ключевым подходом к решению этих проблем является смена парадигмы с централизованные, иерархические принципы организации и структуры в направлении динамичных, сетевых, автономных систем, которые взаимодействуют друг с другом и оптимизируются сами по себе в динамично меняющихся средах. Стоит отметить, что автономия не является абсолютной характеристикой, а относится к аналогичным подсистемам, которые действуют на одном и том же иерархическом уровне внутри всей системы. Это означает, что степень автономии подсистемы определяется свободой действий, предоставляемой вышестоящим системным уровнем, и способностью подсистемы использовать данную свободу действий [3]. Можно выделить три основные характеристики автономных систем [4]: автономия в отношении поведения, автономия в принятии решений, и автономия в обработке/сборе информации.

Далее предлагается использовать следующее определение понятия автономных интралингвистических систем: Автономные интралогистические системы обеспечивают автономное, децентрализованное планирование, выполнение, контроль и оптимизацию внутренних материальных и информационных потоков посредством сотрудничества и взаимодействия с другими системами и с людьми.

Способность воспринимать информацию и адаптировать свое поведение в соответствии с изменениями окружающей среды позволяет автономным системам интралогистики работать даже в очень сложных и динамичных средах. Информационные потоки, сопровождающие процессы, а также информация для контроля и анализа представляют собой еще один важный компонент автономных систем интралогистики [5].

Уровни задач.

На рисунке (рис.1) показана пирамида автоматизации, которая обеспечивает общую справочную структуру для уровней задач и связанных с ними функций в области промышленного контроля и управления операциями и как переход к децентрализованному автономному управлению разрушает существующие барьеры между различными уровнями иерархии и создает новые взаимосвязи между ними.

Рис. 1. Смещение от иерархической централизованной интралогистики к автономной системе

Самый низкий представляет физические производственные и логистические процессы. В рамках интралогистики можно выделить следующие пять основных типов процессов: транспортировка, хранение, комплектация заказов, обработка и упаковка [6]. Следующий уровень в пирамиде представляет уровень датчиков и исполнительных механизмов, встроенных в технические системы, которые выполняют физические процессы. Далее следует уровень управления процессом, который получает информацию с уровня устройства, такую как текущее состояние или положение устройств в цехе, и координирует все действия на этом уровне процесса. Следующий уровень содержит все функции для управления логистическими операциями, такими как управление материальными потокам, а также осуществления краткосрочного планирования. Верхний уровень фокусируется на деятельности по среднесрочному и долгосрочному планированию [7].

Этапы автоматизации.

В классификации перечислены шесть степеней автономии интралогистики и описаны их минимальные требования [8]. Каждый этап учитывает не только физический уровень, но и задачи мониторинга, контроля и планирования более высокого уровня. Следующие четыре ключевых аспекта иллюстрируют различия между этапами: окружающая среда, принятие решений, взаимодействие и самооптимизация. Этапы автоматизации интралогистических систем показаны ниже (рис. 2).

Рис. 2. Этапы автоматизации интралогистических систем

Автономность – это очень сложная и динамичная среда, например, системы интралогистики могут обрабатывать быстро меняющиеся структуры с несколькими потоками трафика [9]. В соответствии с определением, представленным ранее, принятие решений децентрализовано на этапе 5, т. е. автономные системы могут самостоятельно принимать решения в различных ситуациях и в то же время взаимодействовать с другими системами. Это приводит к третьей характеристике этапа 5 - высокому взаимодействию между независимыми системами. Способность к обучению и самооптимизации, которая включает в себя способность запоминать, понимать, применять, анализировать, оценивать и создавать, что является последним ключевым аспектом автономии [10]. Помимо этих четырех аспектов, общая ответственность полностью ложится на систему. В отличие от этого этап 0 (без автоматизации) может характеризоваться ручным принятием решений и отсутствием взаимодействия с системой.

С переходом от иерархического централизованного управления внутрисистемными системами к децентрализованному автономному управлению автономные образования будут сотрудничать для решения сложных задач контроля и планирования, что даст локальному объединению уровней и функций и ускорит быстродействие системы [10]. А чем ближе интралогистическая система будет близка к автономии, тем более оперативно и точно она может реагировать на внутренние и внешние факторы, что ведет к повышению эффективности и минимизации рисков и их последствий.

1. Александров О.А. Логистика: Учебное пособие. М.: Изд-во ИФНРА-М, 2018. С. 216.
2. Аникин Б.А. Логистика производства: теория и практика. М.: Изд-во Юрайт, 2019. С. 454.
3. Бродецкий Г.Л. Управление рисками в логистике: учебное пособие для студ. вузов. М.: Академия, 2010. С. 192.
4. Клюев А.С. Автоматизация настройки систем управления. М.: Альянс, 2015. С. 272.
5. Криволапова О.Ю. Особенности системного анализа рисков при информационном обеспечении логистических систем / Известия Ростовского государственного строительного университета. 2011. № 15. С. 378.
6. Схиртладзе А.Г. Автоматизация технологических процессов и производств. М.: Абрис, 2018. С. 565.
7. Секерин В.А. Логистика: учебное пособие. М.: КноРус. 2019. С. 240.
8. Monostori L., Valckenaers P., Cooperative control in production and logistics. Annual reviews in Control 39, 2015. p. 12-39.
9. Sanjay Vadiraj. Analyzing intra-logistics automation technologies // LAP LAMBERT Academic Publishing. 2020. p.100.
10. Michael Freitag, Herbert Kotzab. Dynamics in Logistics // Springer 2018. p. 513.