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近年来,工商企业的物流系统的技术取得了长足进展,跟上了国际企业物流技术发展的趋势,一是现代企业物流理念进一步树立,信息物流、精细物流、精细供应链、物流系统与生产系统一体化等理念得到实际应用；二是企业物流系统设计、系统集成能力增强.烟草、食品、医药、邮政、书业、电子等行业继续扩展,航空、金融、军事等行业也在开拓；三是物流系统技术
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一、现代企业物流理念进一步树立
近年来,工商企业的物流系统继续向信息化、数字化、网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、节能化、绿色化方向发展.近几年,出现了电子物流、数字物流、网络物流、信息物流、虚拟物流、先进物流、集成化的高级物流、精细物流、精细供应链、物流与生产一体化等概念.以数字技术、网络技术为基础的信息化是现代物流技术的核心.运用信息、网络技术将企业内部物流与ERP、CRM、SCM、EC等实时、无缝集成,调动全球资源,减少库存占用,实现销售信息、生产计划、物流管理、采购供应的企业内外物流过程、供应链管理的信息化集成管理,尽可能实现物流过程的全方位、多角度、全过程地跟踪、识别、认证、控制、反馈、管理和优化,促进物流合理化、物料需求和供应的科学化.使企业物流能更准确、快速、有效地为企业创新决策、新品开发、精细管理、质量控制、质量跟踪、节能降耗,消费评估、降低库存,节约资金,快速反应、柔性生产、提高效益服务.
只有运用现代物流理念才能构建先进合理的物流体系、物流层次、物流模式、物流流程从而获得核心竞争力.在国外,戴尔、联邦快递都没有核心制造技术,依靠先进合理的物流供应链体系雄居同行前列.在国内,烟草、汽车等行业也有很好应用.
被称为“领跑中国现代物流”的烟草行业,整体推进了现代物流体系的建设.行业体制机制的改革为现代物流提供了先进的业务流程架构,现代物流建设为行业体制机制的改革提供了先进的理念和技术支撑.现代物流的重要理念之一是直达化.以流通环节最少,业务流程最短,实现高效率高效益.烟草行业大力推动卷烟工业企业组织结构调整,卷烟工业企业合并重组.全国具有法人资格的卷烟工业企业由近二百家调整减少到31家.实行以地市级公司为市场营销主体,省级公司退出“两烟”经营,取消县级公司法人资格,累计已取消县级公司法人资格1542家,新建设的地市级公司烟草物流配送中心,大多实行一库制、一级配一级送,部分一级配两级送.这些全行业的直达化、少环节的改革举措,为烟草行业推进现代物流建设、提高整体竞争力提供了先进的体制架构,每年可减少数百万吨的物流二次搬运和相应的资金占用,规模化、少环节、分档次的配送中心既可适度采用先进适用物流技术装备,又可避免上十亿元的重复建设.
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烟草行业推行“数字烟草、一号工程”,实现卷烟生产计划数字化管理与监控,以“计划取码、物流跟踪、到货确认”为主线,作到全面、及时、准确掌握卷烟生产和经营环节的卷烟、牌号、规格、产量、价格、库存、成本、利润、销量和流向等量、价、结构、成本等信息资料.实现每件(将来到条)卷烟唯一条码的“两打三扫”,从生产到零售的数字跟踪,实现对生产经营适时、有效的监控管理,为实现经济运行分析的日跟踪、旬分析和月调度提供技术支持,保证生产经营决策管理的科学性和及时性.
烟草行业用现代物流技术改造传统生产线.现代物流的重要理念之一是精细物流.物流技术发展的趋势之一是物流与生产一体化,现代物流技术日益渗透到生产线中.烟草工业企业在多年技术改造中领先采用现代物流技术取得了良好效果.目前烟草行业提出了中式卷烟开发这一战略性的目标,也对烟草工业企业的生产物流提出了新的需求.烟草行业采用21世纪物流前沿概念和技术,用精细物流支撑精细加工,用现代物流技术改造传统生产线,开展技术创新,为中式卷烟特色工艺构建精细化、柔性化、信息化的工艺技术平台；构建面向分组加工、面向订单生产的柔性制造系统,用现代物流设计与工艺技术、信息技术紧密结合,进行系统化设计.传统生产物流技术在制丝线的体现是用带式输送、振动输送、风力输送、提升喂料、柜式存储等组成连续自动化流水生产线；而采用现代物流最新技术在烟草生产则表现为：由于精细加工、柔性生产、多品种、小批量、灵活应对市场等需求的牵引,能点对点自动存取的高架箱储、作业和搬运相结合的机器人、AGV、RFID、架空输送等现代物流技术逐步进入生产线.
在汽车制造业,较早采用先进的物流理念.由于生产和建设的高速发展,现代物流与生产线高度一体化,空中轨道车、地面装配线、搬运、装配、涂装机器人、装配AGV大量应用在生产线,很难区分是物流设备,还是生产线设备.
面对多变的市场,汽车制造业逐步由大规模面向库存生产(MTS)向柔性化的面向订单生产(MTO)转变.零部件入厂物流模式广泛采用供应商主导、制造企业主导和第三方物流(3PL)模式或各种入厂物流模式的综合.零部件也由生产计划推式生产向订单拉式生产转变.物流运作方式有JIT看板模式、Jis看板模式、VMI仓储配送模式、Milk Run调达模式、Cross Docking模式、直供上线模式等或多种物流模式同时并存.
二、企业物流系统设计、系统集成能力增强
企业自动化物流系统是集光、机、电、信息等技术为一体的多学科的高技术系统工程,通过应用系统集成的方法,使各种物料最合理、经济、有效地流动,并使物流、信息流、商流在计算机的集成控制管理下,实现物流的信息化、自动化、网络化、智能化、快捷化、合理化、集成化.近年来企业物流系统设计、系统集成能力增强,表现在,优势物流系统集成企业做到了；
――采用先进的数据分析理论和方法,从数据分析入手,得出科学合理的库存规模、存储模式、系统能力、分拣模式、分拣能力的依据；
――采用先进的系统规划理论和设计方法,建立自动化物流系统总体方案的规划模型,实现自动化物流系统总体方案的最优化计算机辅助设计；
――采用先进物流计算机仿真软件,进行仿真,进行系统仿真,进行验证；
――进行关键模式、关键流程的专项论证,使物流的规划设计决策建立在多方案的技术经济对比的可行基础之上.
近年来企业物流系统设计、系统集成能力增强,还表现在一些大型物流系统正在出现：
外商提供的有：上海海烟物流配送中心有3.3万个托盘位、17台巷道堆垛机,最高达30m；上海台升家具有5万个2.4×2.4m的托盘位、22台巷道堆垛机最高达28m、巷道长达300m； 达特公司提供咨询设计的有：某特大型烟草生产物流一体化项目,打破传统设计布局,在联合工房建筑面积20万平米内设计了七个自动仓储系统共5万个大小托盘位、34台巷道堆垛机,与生产线紧密结合,用三个自动高架箱储系统代替大部分柜式存储,达到了提高精细化、柔性化、信息化程度,缩短物流流程,降低物料损耗,减少占地面积,降低建设投资等效果；上海世纪出版物流有6万个托盘位、16台巷道堆垛机；北京高教出版物流有5万个托盘位、16台巷道堆垛机.
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以上情况表明,有轨巷道堆垛机高架自动仓储系统是大型自动仓储系统的主流模式,驶入式、重力式、钢丝绳卷扬机、穿梭板式、人工叉车式、多层楼房式等都不能适应大型自动化物流系统的需要.以上情况还表明,随着经济规模越来越大,自动仓储系统的规模也越来越大,但美国Hallmkk公司建立的多达120个巷道的立体仓库的规模至今尚无人超越.我们再次大声呼吁：我国优势地区、优势行业、物流量大的优势企业应当通过科学论证,适度采用巷道堆垛机高架库,这将符合科学发展观、符合我国土地资源贫乏的国情.
三、物流系统技术装备紧跟国际水平
现在结合国际企业物流装备技术发展的趋势来一并讨论.
物流设备的一般技术发展趋势：
采用最新的红外、激光、无线、编码、认址、识别、调速、定位、PLC、现场总线、无接触式供电、光纤、数据库等光、机、电、信息技术,提高设备的运行速度和定位精度,通过提高作业能力,减少机台数量,并提高设备的可靠性.例如,巷道堆垛机为了提高出、入库能力,需要进一步提高水平运行速度和垂直提升速度,研究更好的调速、定位、控制技术,引入激光定位技术,提高控制精度；自动输送车(AGV和有轨自动车),为了提高输送能力,需要提高行走速度,改进交通调度管理控制和策略等；AGV的导引方式由有线导引向激光导引、惯性导航等无线可柔性化的方向发展.在单机产品的设计方面向着大型化、高效率、高速化、轻量化、节能化、少保养、多品种、系列化、标准化、通用化、模块化、成套化、系统化的方向发展.
大型化.目前,世界上最大的浮游起重机起重量达6500吨,最大的履带起重机重量为3000吨,最大桥式起重机起重量为1200吨.带式输送机最大带宽达3.2米,输送能力最大为3.7万吨／时,单机最大距离超过30公里.
成套化、系统化.将各种物流机械的单机组合为成套系统,加强生产设备与物流设备的有机结合,提高自动化程度,改善人机系统.
模块化、组合化、系列化和通用化,许多通用物流机械是成系列成批量的产品,为了降低制造成本,提高通用化程度,可采用模块组合的方式,用较少规格的零部件和各种模块组成多品种、多规格和多用途的系列产品,充分满足各类用户的需要.也可使单件小批量生产方式改换成具有相当批量和规模的模块生产,实现高效率的专业化生产.
轻量化、小型化,采用新理论、新方法、新技术和新手段提高设计质量.进一步应用计算机技术,不断提高产品的设计水平与精度.开展对物流机械载荷变化规律、动态特性和疲劳特性的研究,开展对可靠性的试验研究,采用有限元分析计算、优化设计和可靠性设计等.通过计算机模拟与仿真,寻求参数与机种的最佳匹配与组合,发挥最佳效用.采用新结构、新部件、新材料和新工艺提高产品性能.结构方面采用薄壁型材和异型钢,减少结构的拼接焊缝,采用各种高强度低合金钢新材料,改善受力条件,减轻自重和增加外形美观.
物流单项技术的发展趋势：
巷通堆垛机
高速化.最大行走速度可达400 m／min,升降速度达200 m／min,又垛速度60m／min.选用时要根据库长、库高,选用经济实用、速度及加速度值匹配的设备,不必追求更高速度.复合作业循环时间可以提高到50～70次／时.
为了缩短循环时间,日本采用了缩短加减速时间的高加减速技术；缩短走行、升降、叉起止振时间的止振控制技术；缩短移载动作时间的先行移载动作技术；使最新型的轻型巷道堆垛机走行速度达500m／min,处理能力达500箱／时.
超高层,日本出现了高度50m、3000Kg、最大行走速度200m／min、升降速度200m／min、又垛速度60m／min采用伺服驱动的堆垛机.其升降速度200m／min令人注目,这可在50m高度下运行保持其较高出入库能力.
自重轻,采用CAD／CAE有限元分析、新材料等技术,自重减轻；
准确化,由地面链条带动链轮、角编码器认址、认址片检测认址到激光测距检测认址.一般水平位置采用旋转码器加激光定位,升降位置采用旋转码器加认址片,伸叉位置采用接近开关＋旋转编码器,使停位精度从＋10毫米,降为＋5毫米,甚至达＋3毫米；有的升降位置也采用激光定位＋旋转编码器；有的认为采用激光定位是锦上添花对提高停位精度作用不大.
驱动技术,由传统的调速技术,有的发展为内置嵌入式计算机的矢量变频调速技术,从而获得更佳启动停止曲线图,减少循环时间,获得更佳启动扭矩；部分厂家采用交流伺服驱动,这在超高层或精确定位尚有必要,一般场合不必锦上添花.
有的厂商采用变频器后,扩大高速与低速的速比,由走行25:1,升降4:1,提高到走行50:1,升降15:1,以适应品种多、数量少、频度高的物流模式；采用前后轮同时控制的双驱动方式以控制高加减速时驱动轮在导轨上的滑动；普遍采用s形速度曲线控制方式以适应高加减速.
机上控制
机上控制技术采用PLC、现场总线技术代替了单板机、专用电路板.
通信方式,从无线、有线,电磁感应已过渡到红外通信.
安全性能,具有四重防止行走脱轨,四重防止升降冲顶或冲底,挡块、光电管、钢丝绳或多重方式货物位置异常检测,链条断裂,防止二次存取,钢绳张力检测,超速防坠落,故障自诊断,货架局部倾斜自学习(人工调试)纠偏等安全功能.有的多重货位虚实探测保护技术已开始应用无线摄像传输.
结构形式,单柱在轻、中重量级日趋普及,双叉、双伸有所应用；三又、三伸已出现.但出于出、入库效率及小批量取货、柔性化的考虑,并且双伸、三伸要增加货格高度,单伸、单又仍是主流.目前已出现双又四箱叠箱取货、一轨双堆垛机、翻箱功能堆垛机、换轨堆垛机、转弯堆垛机、冷冻用堆垛机、无托盘用堆垛机等.载货台取货机构叉式是主流,发展为钩拉式、夹抱式、带式、辊道式.耐腐蚀、防爆、电池驱动、无接触能量传输等堆垛机尚待可行性论证和开发.
载质量,已达5000kg,航空集装箱专用堆垛机已达16.5t.
穿梭车
最大速度.环行穿梭车的最大走行速度达200m／min；采用无接触能量传输技术的轻型行李穿 梭车最高走行速度能到600m／min；
通讯方式,由红外通讯发展到轨道载波总线通讯；
弯道检测,由磁性检测发展到颜色识别检测；
控制技术,由厂家自行开发可编程控制发展到采用0.1 μs的指令处理时间的通用PLC进行单机控制；
驱动技术,由采用变频器进行控制,已有采用伺服控制技术进行控制,能实现包括开环矢量、固定V／F、平方WF、闭环矢量、伺服控制在内的多种运行模式；
通讯模式,由基于RS232的红外通讯,最大76.8kbit／s的数据传输率,最长15m传输距离发展到基于轨道放大器调制解调技术的工业总线通讯,最大500kbit／s的数据传输率,最长1200m传输距离；
多车调度系统,由采用红外通讯发展到采用轨道载波总线通讯,有线比无线稳定.先进的轨道滑触线为六线,四动力线、两通信线.
空中单轨车,是穿梭车的特殊类型,已在汽车制造业大量应用.轻型的在各行业都有应用.采用无接触能量传输是新进展.
自动导引车(AGV)
导引技术,AGV的导引技术以激光导引技术和电磁导引为主流,激光导引比电磁导引具有更好柔性和更低的维护费用,从国外引进激光导引技术的已有4家厂商,激光导引技术的LGV占主要市场.电磁导引由于造价低仍有一定市场.国内在视觉导引上进行了多年研究,引导路径识别算法的研究上,将神经网络算法、遗传算法等人工智能方法引入到导航路径的识别算法中,采用线阵式CCD建立视觉系统,至今,尚未实现商品化和产业化.
比利时出现了激光测角与测距相结合的导引技术,其导引头已经商品化；美国的主流导引技术则是基于陀螺仪的惯性导航技术导引技术的进步,提高了行程路径的柔性化,同时提高了停位精度,由±10毫米,缩小至±5毫米,乃至±3毫米.GPS定位导航技术在大型(最大可达40t,港口集装箱)AGV上得到应用.
控制调度技术.国内开展了PID控制器、模糊控制器、基于动力学模型的模糊神经网络控制器算法、路径跟踪拟人控制算法等控制技术的研究；AGVS的调度管理研究采用了数学规划方法、离散事件仿真方法、人工智能方法、集成方法的研究.尚未实现商品化.
国外主流厂商推出车辆控制器、转矩反馈装置和紧凑型驱动器的新产品,基于先进的嵌入式控制的CPU；采用CAN进行通讯；提供了与直流输入成正比的可变转矩输出,可用于转向和其它线控应用：提供了高转矩,可实现节能运行：新一代的紧凑型驱动器可使每辆AGV支持10个交流驱动器,用于转向、驱动或辅助控制.2003年开始在中国市场销售交流驱动系统.
结构形式,针对不同应用需求,出现了背辊式,背链式,推挽式,牵引式,龙门式,侧叉式、前叉式、后叉式、三向叉式、升降伸缩叉式、夹抱翻箱式、全方位双举升装配式等.由于移载技术,驱动技术、电池技术的进步,促进了载重／自重比的大幅提高,由1:4提高到1:1.2,即同样载重量,先进车型自重下降为落后车型的1／4.这使车辆移动的能耗成倍降低,因而可以少装电池,使AGV的自重、功耗形成良性循环.
供电技术,由采用酸性电池,进步到高能酸性电池,近年来,又开始采用高能碱性电池,提高环保性能,大幅提高了充、放电比,由充电时间／放电时间为1&
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