仓库物流自动化技术“百花齐放”
仓储物流自动化技术在我国已经走过了“从无到有”、“从低端到高端”、“从简单到复杂”、“从单一到多元化”、“从局部到整体”。在产业应用方面,我国仓储物流技术已由“适度自动化+高度信息化”阶段过渡到“高度自动化+高度信息化”阶段,并开始向智能化演进。就技术发展而言,规模越大、灵活性越高、自动化程度越高、成本越低、自动化程度越高。科技的发展,都是以提高服务水平为目标。
一、概述
仓储物流自动化技术是指与仓储作业有关的自动化技术和信息技术。仓库物流技术跨越多学科,又自成体系,就其分类问题,国内外尚无明确定义。在我国,物流技术发展较晚,从一开始就基本符合欧洲材料处理协会(FEM)的定义,将材料处理技术(materialhandlingtechnology)分类。随著仓储物流技术的迅速发展,以及其市场比重的不断提高,有必要对仓储物流技术进行再分类。
若只从仓储物流活动中将技术与装备进行分类,尽管存在重合部分,而且界限不是一目了然,但容易理解。目前,我们把它分为存取技术(存储技术)、输送和处理技术、选料技术、复验和包装技术、分拣技术、装运技术和信息技术等几大类。
以上技巧并非仓储物流自动化所要解决的问题。
二、我国仓储物流自动化技术的发展历程
文献中普遍认为,我国物流自动化技术的发展始于70年代中期,具有一定的现实意义。最典型的例子是第一个建自动立体仓库以及第一个自动分拣机。虽然此后20多年来,我国对仓储物流自动化技术的研究从未停歇,而且在标志性产品——自动立体切料技术、运输分拣技术等方面有了很大进展,但不论产品类型,无论是产品质量,还是新产品的创新方面,都不尽如人意。我国的基础产业发展滞后,不能完全依靠自己的力量来提供自动化产品,另一方面,我国国民经济发展滞后,人力成本很低,导致市场需求不足。只有少数几个行业,如化工、汽车、航空等,要求自动化仓库系统。
1998年左右,联想、海尔、昆明卷烟厂等企业开始建立自动化物流系统,使我国物流技术的发展走上了快车道,以自动化立体库为标志的仓储物流技术得到了质的飞跃。21世纪,随着改革开放的深入,我国顺利加入WTO,国民经济取得了飞速发展,自动化仓库技术也迎来了春天。
总的来说,我国仓储物流自动化技术已经走过了“从无到有”、“从低端到高端”、“从简单到复杂”、“从单一到多样”、“从局部到整体”的发展历程。
始终如一:最早的研究开发选择了堆垛机和分拣产品,后来延伸至AGV、miniload、kiva等许多产品。由引入模仿到自主研发,逐步解决了“有无”问题,并发展到如今的百花齐放。
以堆垛机为例,最早使用双速电机、单板机控制,逐渐进步到用变频电机、PLC控制,直到现在高速堆垛机都采用伺服电机。码垛机械的行走速度也由最初的20m/min逐渐发展到60、80、120、160、200、240m/min,将来还可能更高。码垛机械的定位技术也经历了几次变革,包括:打孔认址、认址、雷射器认址、条形码认址等。堆垛性能参数、可靠性参数大幅提高。其他产品,如输送机、分拣机、AGV等,没有一个不是这样的。
由简单到复杂:所谓简单,一是产品形式简单,性能简单,结构简单;另一方面是系统简单,操作流程简单。这同样适用于物流系统。之前的设计可能只是一个单独的立体图书馆,而现在,国内自主设计的十万多平方米大型自动化物流中心已不复存在,规划整合大型物流中心的能力日益增强,甚至与国际一流企业相比也不逊色,具有较强的竞争力,那是以前无法想像的。
产品由单一化到多元化:不仅产品简单,而且形式和规格单一,适应性差。商品的丰富程度实际上是反映了工业技术发展水平。迄今为止,我国所生产的仓储物流自动化设备,几乎覆盖了整个产品系列,这是我国仓储物流技术发展水平的最好例证。
由局部到整体:物流自动化技术的应用,并不是一开始就牵涉所有环节。最初的研究应用,是在储藏环节和运输环节,因为这是最基本的环节,逐步发展到了拣选、配送、装运、包装等环节。目前,基于3D技术的自动码垛、自动组装和自动装载技术已受到业界的关注。
对于目前我国仓储物流自动化行业来说,最合适的评价就是市场需求旺盛,行业人才众多。从2015年开始,伴随着资金的大举介入,我国仓储物流自动化行业的发展呈现出前所未有的繁荣景象,大量高素质人才涌入,一大批新兴企业迅速崛起,物流技术水平得到了快速提高。
三、与世界先进水平的差距
虽然国内仓储物流技术的研究和应用有了很大的发展,而且在各个行业,例如电子商务.烟草,已经走在世界的前列。通过物流人的努力,我国的仓储物流技术水平是与国际先进水平差距较小的行业之一。第二,全行业竞争激烈,缺乏垄断是造成仓储物流市场需求持续增长的重要原因。
但是,从客观性的角度分析,我国的仓储物流技术与世界先进水平仍有较大的差距,而且在短时间内难以彻底改观。总体来看,存在以下一些差距。
1.基础研究和核心部件。
电动机减速机是物流设备中的关键部件之一,尽管国内的电机减速器20多年前就已投入使用,但效果并不理想,至今,其关键设备上的电机减速机仍以德国产品为主。这种现状将会持续很长一段时间。相关的还有轴承、滑触线、扁电缆、齿形带及其它配套产品。
PLC和控制性元件在应用上主要是以SIEMENS等品牌为主,国内品牌在中国几乎是可以忽略的,差距也很难用时间衡量。
本发明提供了一种自动识别设备,其中包括激光测距设备、激光导航仪、条码扫描设备、光学透镜、光开关、照相机、RFID系统、3D相机等。这类产品和技术在物流系统中的应用日益重要,欧美日产品仍处于绝对控制力,国产品牌短期看不出希望。越来越多地将机器人应用于物流系统,而对机器人本体的研究仍处于起步阶段,ABB、库卡、安川等品牌占有绝对优势。
另外,我们应该看到,除了产品表现之外,产业的惯性和竞争态势,会使这些差距在短期内无法缩小,从而进入恶性循环。
2.关键设备的绩效指标。
AS/RS(自动立体仓库)、分拣、AGV等关键技术装备,虽然有全面的国产替代可能性,但差距仍然很大。差距主要表现在诸如设备成熟、多样化等方面。造成这一结果的根本原因是,许多国内企业的设备生产周期普遍过短,研发资金不足,缺乏专业人才,产品也没有经过严格的试验和实际应用测试。时机、研究与开发方法成为制约技术进步的重要因素。
在分拣机上,国产交叉带分拣虽然已有几十年的历史,但其产品的关键性能——可靠性、稳定性、噪音等,始终无法与进口设备媲美。因此,大型机场行李系统和包裹分拣系统几乎为国外产品所垄断。
四、仓储物流技术发展趋势
就产业应用来看,我国仓储物流技术的发展,已由“适度自动化+高度信息化”阶段过渡到“高度自动化+高度信息化”阶段,并开始向智能化演进,这个方向很重要。
在技术开发层面上,较大的规模、较高的灵活性、较高的自动化程度、较高的效率、较低的成本,无疑是发展方向。自动、无人、智能成为大势所趋。
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