国内外物流技术与装备的发展
装备作为物流技术中的一个重要组成部分,一个硬件部分,其近期的变化趋势是值得人们关注的。
其一是大型化、集装化的趋势。
其中比如重型卡车,大型装备等装备大型化的发展速度,已经超出了平均物流装备的增长速度,其主要体现在规模效益,如何在物流流程和作业中体现规模效益呢,就是通过集装技术与装备大型化来实现。
至今为止全世界的重卡有一半在中国,可见重卡的发展速度之快。
还有半挂车的技术,我们曾经对半挂车有管理约束,车头车身不能分开管理,如今国家对其有了新的规定,可以对其进行分开管理,所以半挂车运输技术开始在中国推行。
我们可以在众多案例中看到集装箱、托盘、周转箱等集装技术的使用,如小小的周转箱就可以提升效率,这就是集装技术的理念。
由于土地资金等问题,集约化的存储方式正在向空间维度发展,一体化的货架在近几年发展迅猛,所以大型化集约化这两种方式在装备上需求很大。
第二项是专业化趋势,专业细分的趋势主要反映在运输及搬运上,针对这两项作业任务,专用的车辆设备越来越多,尤其是在专业物流、场内物流、企业内部物流等。
其次是分拣设备,仓库内的分拣专业化设备越来越多。
由于仓库的服务内容不一、货品不同以及千差万别的客户需求,使得拣选设备、分拣技术越来越专业。
特别是在高精尖的市场中,诸如液晶板的搬运,高要求的无菌操作,密封操作都需要极其专业的设备支持,这些设备都伴随着产业的细分快速发展。
第三项是信息技术方面的装备,在信息技术方面大家比较关心软件、系统、单证标准,但是事实证明,很多技术会凝固在某些硬件设施设备上。
这些硬件设备主要分为三个方面,一是信息采集的设备,信息系统的起始点,以前采用的单证正在越来越多的被信息传感技术替代,信息采集的设备会自动采集物流过程中的信息,并把这些信号变成信息保留下来,它是我们物流系统中的重要装备。
二是智能终端,它把包括识别,定位,传感功能,通讯功能这四个主体功能,集合在一个硬件上,它又分为两个设备,一个是人随身携带的手持终端,另一个是随车或是货物的车载(货载)终端,这两个终端将会固化未来人如何管理货物的模式,所以智能终端未来的发展是很重要的。
三是任何装备都要增加的信息功能设备。
无论是叉车,集装箱,托盘都要安装信息功能设备。
在中国,信息化是要超前的,机械化是要提倡加强的,自动化是要适度的,因为中国的人力成本还是偏低的,自动化是否可以产生效益依旧不确定,所以自动化要适度,机械化要加强,信息化是要超前的,任何事情最好都要留下信息,所以为装备安装信息功能更是大势所趋,这是未来开发的一个重要方向。
第四项是科学发展的要求。
在物流装备中如何加强安全,节能,环保,低碳等要求将会成为未来的发展趋势。
这里面就会涉及如何制定或提高原有的标准法规。
二是新产品的创新及应用,尤其应注意的是新的模式的创新及应用。
如何应用新产品新技术,新模式来实现未来安全,节能,环保,低碳等要求是一个装备发展中的新课题。
据北京中物联物流规划研究院发布的《中国物流装备市场调查报告》显示,所有12种
类的物流装备在应用市场上均有高于20%的企业正在使用。
目前,仅有17%的企业采用纯人力的物料搬运与装卸等操作方式,32%的企业采用单纯的平面仓库模式,专业化的新型物流装备和新技术物流装备不断涌现。
1.工业车辆。
2005年,共销售机动工业车辆75733台,比2004年增长17.44%;手动液压托盘搬运车(包括手动叉车)销售152万台,比2004年增长1
2.3%。
截至目前,14家国外工业车辆制造商在中国以独资、合资形式办厂(或公司)销售其产品,国外的工业车辆配套件大量进入中国,中国的主机和配套件也批量出口。
2005年,我国出口叉车及装有升降或搬运装置的工业车辆共91万台,比2004年增长9.85%;出口金额近3亿美元,增长45.8%。
当年工业车辆进口金额为2.39亿美元,工业车辆行业第一次实现了进出口顺差。
2.托盘。
2005年总产量为2509万只,年产值达到31.07亿元,分别增长2.6%和7.06%。
从产品结构看,钢制托盘增长30%;塑料托盘增长20%;纸质托盘增长3%;复合材料托盘基本持平;木质托盘略有下降。
3.货架行业。
2005年,我国货架全行业共有120多家企业,估计总产量为18万吨左右,产值总额为16亿元左右,约比2004年增长三成。
电子、通信、医药、邮政、机械、乳品、零售等行业需求增长较快,家具、图书、金融、化工、军事、食品、冷冻冷藏等行业对货架的需求也开始萌动。
随着物流技术的发展,仓储容量增加,需求货架规格之大达到历年之最。
高度超过30米,长度达到300米,单体库容量货位数可接近4万个的需求已经出现。
4.自动化立体库。
据不完全统计,截止到2005年年底,全国自动化立体库的保有量超过400座。
2005年,国内建设的自动化立体库在50座左右,主要集中在烟草、医药保健品、食品、服装制造、通讯和信息、家具制造业、机械制造业等传统优势行业。
5.自动分拣技术。
近年来,物流系统的需求不断增长,医药、烟草、图书等行业纷纷建设物流配送中心。
随着物流系统的建设,越来越多具有较高技术含量的物流自动分拣设备逐渐进入中国市场。
但到目前为止,这些设备大部分还是由国外厂商提供的。
自从1913年美国福特汽车公司使用有轨底盘装配车,1954年英国采用地下埋线电磁感应导向车以来,到九十年代全世界拥有AGV10万台以上。
(1)导引技术:八十、九十年代,正当国内的一些院校厂所致力基于埋线电磁导引技术并刚开始应用、基于CCD的光学磁条识别、周边图像识别导引技术停滞不前之时,美国则以汽车行业为代表,应用推广了基于陀螺导航的定位技术;瑞典的NDC公司则推出了基于激光反射测角定位技术,取得了AGV控制之王的地位,十年内销售激光反射头的数量近一千台。
近年来,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;直接座标导引则与陀螺导引技术相结合,复合应用在一台AGV之中。
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,乃致±3毫米。
GPS定位导航技术在大型(最大可达40t)AGV上得到应用
(2)移载技术: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1:12,即同样载重量,先进车型自重下降为落后车型的1/4。
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。
(3)电池技术: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1:1提高到1:12,大幅缩短了待机充电的时间。
(4)智能化:在企业物流自动化技术中,现代AGV技术最具有智能化的特征,车载计算机的硬软件功能日益强大不断升级,使AGV及AGV系统具有从网络、无
线或红外接收上位及客户指令,自动导引,自动行驶,优化路线,自动作业,交通管理,车辆调度,安全避碰,自动充电,自动诊断,实现了AGV的智能化,信息化,数字化、网络化、柔性化、敏捷化、节能化、绿色化。
现代AGV是24小时不知疲倦的聪明小车,(仅在任务间隙时随机进行短时充电)能主动、自序、有节拍按最安全、快捷的路线执行作业。
智能化的结果加上动力强劲,行驶速度可达90米/分,反映在选用车辆台数上成倍减少。
美国雷诺士公司运烟草辅料每10万箱/年约用12台AGV,现在选用先进的激光导引自动车(LGV)每10万箱/年只需要06台左右,为价格较贵的AGV技术的推广带来新的机遇。
(5)堆垛拆码技术:随着工业机器人批量生产,价格降低。
堆垛、拆码作业有用工业机器人取代传统滑动下落式堆码机的趋向。
与园柱座标,直角坐标、龙门式机器人相比,关节式尤其是六关节式工业机器人得到更广泛应用,交流伺服传动和三维运动学控制软件,可以使β轴在每秒270°高速运动时,仍然可以达到04毫米的重复定位精度。
带视觉识别的装卸机器人和无人自动导引车相结合。
(6)分拣、分流、合流和输送机技术:有扫推式、推板式、搓轮式,斜向分流式、钢带式、胶带式、翻盘式、滑靴式、交叉带式等近百种型式和系统。
交叉带式效率最高,速度可达23m/s,分拣能力可达27000件/时。
自从红河项目使用穿棱车,海尔项目使用环形穿棱车后,改变了个别专家的认识,对其代替众多辊式、链式输送机的功能,评价良好,其速度空载已可达160米/分,移载30米/分,正在广为采用。
(7)物流控制技术:物流的控制系统在经历了继电逻辑控制系统、以PLC微机为代表的集中式数字控制系统、集散控制系统之后,物流控制走向了现场总线控制系统。
现场总线以具网络化、开放性、可互操作性、分散性、低成本、系统维护方
便等优点,不仅在系统上,而且在复杂的单机上如堆垛机、AGV上都正在推广应用。
(8)物流信息技术:向集成化方面发展,它涉及了:信息流、物流、商流(资金流)三流的集成和分离;单机自动化、生产线自动化、物流自动化、信息自动化,这四个自动化的集成;物流自动化与生产过程自动化各包含了信息管理层、调度监控层、设备执行层三层结构。
上位是信息自动化系统,包括物流与生产线、ERP、外向的因特网、CRM、SCM、EC、配送管理的集成。
光、机、电、信息技术的一体化集成;软件、硬件的集成。