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基于IoT的工人动态的可视化与分析提高仓库运作的效率和安全性

劳动力短缺是制造业配送仓库最大的问题之一。该行业面临的其他问题还包括如何提高作业效率并保证工人的安全。制造行业目前正将焦点转向物联网(IoT),以期来解决这些问题。希望通过利用IoT使以前知之甚少的工人动态可视化,并结合这些信息与其他业务数据,发现能够改进的线索。本文介绍了成功使用IoT实现仓库运作可视化并改进工作实践的示例。

留住优秀员工始终是配送仓库的首要目标之一。当然,提高工资可以实现这一目标,但这种做法只会导致运营成本增加。该行业工作时间较长且不规律,造成了员工易于流动的工作环境,导致工作场所知识库耗损。

叉车频繁移动的仓库在本质上属于危险环境。使用空调调节大型仓库内的温度也相当困难,夏季高温增加了因中暑和其他意外疾病或受伤而导致的突发性劳动力短缺的风险。此外,近期需面临的劳动力老龄化问题,也提升了复杂性。

为了降低运作成本,最大限度地减少不必要的作业同时提高工人效率非常重要。同时,重要的是,工作场所的知识不仅仅与个人有关,更在于能够指明合适的方向提高整体效率的系统内部。出于这些考虑,工作场所的设计须满足防止产生意外事故降低身体负担,同时提供舒适安全的工作环境。

企业在面临这些多重挑战时,出发点应为将工人动态可视化,然后分析这些流程,以了解和量化流程内的任何隐藏浪费情况。以前,工作流分析很难实现,因为其依赖于员工自己进行基于视频和实时的目视检查,非常耗费人力和成本。

这便是目前IoT成为焦点的原因。使用IoT,工人佩戴信标或迷你无线电发射器/接收器,便可发出能够由定位器或接收器拾取的信号,实现对他们的轻松定位。

富士通外围设备有限公司是智能手机和平板设备制造商,正在使用基于信标的工作流分析,以提高其仓库运作的效率和安全性。本文探讨了这一举措。

基于IoT的工人动态可视化的三点见解

2015年5月,富士通外设有限公司将其先前分散的零件仓库整合到一个屋檐下。该公司拥有占地约7000平方米约足球场大小的集中式仓库,通过对零件验收、检验、存储、拣选以及运输到其制造地点的综合管理优化物流成本。

整合这些流程使该公司能够在一定程度上降低物流成本,但为了进一步降低成本,需要更进一步并提高实际仓库运作的效率。富士通外设有限公司EMS部门总经理兼生产部经理Kiyoshi Fukazawa评论道:“降低仓库内的劳动力成本对于我们降低物流成本来说是一个真正的挑战。”

然而该公司还面临其他问题。新仓库不仅很大,而且天花板也非常高。为了利用其空间,该公司采用多层存储系统,导致限制了仓库内部的可视性。Kiyoshi Fukazawa认为,“监管人员无法确切知道在特定时间时工人的位置,阻碍了他们发出适当的指令和支持。”

富士通外设部分的仓库 位置徽章 天花板定位器

为了克服这个问题,富士通外设有限公司开始使用IoT,通过部署富士通IoT解决方案UBIQUITOUSWARE包来跟踪工人动态,该包具有高精度以及实时定位功能。安装在天花板上的一系列定位器可以拾取工人佩戴的徽章所发出的ID和位置信号。该系统可以实时收集和分析设施内的工人位置数据。

该公司于2016年1月开始实施该项目,作为量化并使工作流可视化的第一步,将位置徽章贴到叉车上并发给工人。

Kiyoshi Fukazawa解释道:“工作流可视化使我们能够发现冗余活动,例如一些工人不必要的移动。使用数据热图,我们还发现了工人和叉车倾向于聚集的仓库区域。”

这项研究有三个主要发现。首先是工人倾向于聚集在其接收下一作业指令的票务区附近。这是因为找到合适的票据比较耗费时间。第二个发现是仓库中的多层存储导致取货机必须等待叉车卸下托盘。第三,当发生问题时,仓库的庞大规模意味着花费很长时间才能请求监管人员提供帮助。

为了解决这些问题,该公司进入流程的第二阶段。2016年10月,他们开始开发一套能够克服这些问题的系统。

Kiyoshi Fukazawa
富士通外设有限公司
EMS部门
总经理兼生产部经理

开发能够将每月作业时间缩减500个工时的优化系统

参与该项目的是富士通有限公司创新IoT业务零售与物流部门高级经理Satoshi Azuma,他解释道:“第二阶段期间构建的系统包含三个主要功能。”如图所示,这些功能为仓库映射,通过映射运作信息实时掌握工作场所情况;票据,使用平板设备电子传送拣选请求;以及一个求助警报,它可以发送求助请求,而无需找到监管人员。

Kiyoshi Fukazawa说:“仓库映射使我们能够了解仓库的实际情况,并准确了解我们的工人在哪里。”他补充说,票据功能不仅消除了搜索票据的需求,而且通过在多层仓库中叉车卸下托盘之后发出拣选指令,减少了工人等待时间。“求助警报也消除了寻找监管人员的需求。监管人员现在通过他们的设备收到求助请求,在仓库图上找到工人,然后直接进入该地点。”


图:目前实现的功能

该系统的全面部署最大限度地减少了冗余运动,减轻了工人瓶颈,并减少了叉车和工人之间的干扰。因此,富士通外设有限公司已成功将仓库作业每月减少500个工时。

为了实现更多改进,公司于2017年4月开始展开第三阶段。已使用第一阶段的IoT数据以及系统在第二阶段提供的票据、拣选时间、警报和其他信息开发仪表板,将该仪表板作为使用商业智能工具进行分析的报告功能的一部分。

Satoshi Azuma解释道:“仪表板揭示了更多的发现。”公司利用这种更深入的认识来规划新的运作效率。

使用仪表板开发新方法并为提高安全性铺平道路

Kiyoshi Fukazawa提供了这三个阶段所发现的具体示例:“我们发现,尽管最有效率的工人的手推车大部分均按照拣选计划进行,但也有一些工人的手推车经常偏离正轨。”

他们研究了实际的工作场所,找出了导致这种差异出现的原因,并发现效率更高的工人将其工作所需的所有物品和设备均装到拣货车上,而效率较低的工人往往准备不足,在工作过程中不得不寻找所需的物品。

Satoshi Azuma
富士通有限公司
创新IoT业务部
零售与物流部门
高级经理


第三阶段仪表板开发的屏幕例子

为了解决这个问题,根据装有正确数量的物品和设备的工人手推车,开发了一种标准化模型。 使所有工人都将遵循这一标准。Kiyoshi Fukazawa解释道:“在此之前,我们试图提高效率,但工作场所内个人专业水平之间仍存在很大差异。通过仪表板进行可视化操作,可以更容易地发现知识隐藏的地方。”

2017年9月,富士通外设有限公司开始使用生命体征传感带来测量工人的脉搏率和环境温度。传感带的数据用于管理工作环境的温度和工人的身体状况。还用于测量工人和叉车之间的距离,若工人在三米阈值内,则会激发警报系统。这有助于防止因工人和叉车之间的干扰而造成的事故。Satoshi Azuma说到:“除了提高工作效率外,这项工作还使我们能够管理工人热应激,并改进其他工作安全方面。”

正如富士通外设有限公司示例所显示的那样,制造业正在将IoT应用于工作场所,并且已经获得成果。通过结合和分析运营数据以及基于IoT的数据,以前隐藏的问题正在被揭露,为正在进行的改进打开了大门。

基于富士通外设有限公司的实施,富士通将于2018年2月推出三款新的UBIQUITOUSWARE模块:工人绩效分析、叉车事故风险分析和热应激风险分析。同时富士通也在考虑开发物流相关的关键绩效指标(KPI),将位置信息与仓库管理系统关联起来。这些经工作场所验证的解决方案为改善制造业其他领域的物流运作提供了相当大的效率提升空间。

选择装有标准化数量的物品和设备的手推车

生命体征传感带系于工人手腕上

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