昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司副總工程師 金桂根
自上世紀八十年代開始，中國經(jīng)濟發(fā)展走入了快車道，許多企業(yè)更注重并先完成加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)改造，物流及其裝備一直都處于次要附屬的地位，僅配置一些簡易的貨架、油泵車等，物料的流動基本靠廉價的人力實現(xiàn)。到了九十年代中后期，大規(guī)模大批量的生產(chǎn)模式已將市場從賣方經(jīng)濟轉(zhuǎn)為買方經(jīng)濟，生產(chǎn)趨于個性化、集約化，許多企業(yè)開始加深對物流的認識及其價值的深度挖掘，自動化物流系統(tǒng)在國內(nèi)各生產(chǎn)領域，尤其是一些行業(yè)龍頭企業(yè)得到逐漸應用和發(fā)展，用以解決生產(chǎn)原料、輔料和零部件的自動供應，以及成品的自動配送等，通過流程再造使企業(yè)物料流動與轉(zhuǎn)移更趨合理，生產(chǎn)效率更加提高。近年來隨著物流技術(shù)和市場的逐漸成熟，企業(yè)物流都向著高效、高可靠性、高度自動化方向發(fā)展，向計算機全面集成管理過渡。在以煙草、機電、醫(yī)藥、食品、軍械等眾多領域的眾多企事業(yè)都爭上物流項目，紛紛通過改進物流流程和管理，降低物流成本，提升競爭力。
伴隨物流市場的旺盛需求，國內(nèi)物流系統(tǒng)及裝備供應商通過自主技術(shù)創(chuàng)新、引進消化吸收，從起初低端技術(shù)、國外進口到現(xiàn)在高端創(chuàng)新、與國外廠商同臺競技，現(xiàn)在物流裝備技術(shù)水平已明顯提高，產(chǎn)品門類已非常齊全，可稱之為跨越式發(fā)展。
在國內(nèi)自動化物流技術(shù)發(fā)展的歷程中，昆明船舶設備集團公司（以下簡稱昆船公司）是比較具有代表性的公司之一，下面介紹主要昆船公司自動化物流技術(shù)開發(fā)特點，并談幾點發(fā)展趨勢。
昆船公司從1995年涉足物流產(chǎn)業(yè)以來，本著“高起點、高技術(shù)、集成創(chuàng)新”的戰(zhàn)略思路，系統(tǒng)集成應用了國內(nèi)外多家知名物流企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)，自行設計開發(fā)了巷道堆垛機、自動導引車（AGV）、自動貨柜、自動堆碼機、穿梭車、分揀機、分類機、提升機等型譜齊全的物流裝備，并擁有自主開發(fā)且獲得軟件著作權(quán)的物流管理軟件，可提供一站式自動化物流系統(tǒng)解決方案及裝備。目前，昆船物流已進入煙草工業(yè)、煙草商業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)、圖書發(fā)行、銀行造幣、軍需軍械、汽車制造、科研院校、郵政電力、航空食品等領域，至2006年底，已完成大型自動化物流系統(tǒng)項目130余項，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了由單一化向多元化結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，整體技術(shù)水平處于國內(nèi)先進水平，部分技術(shù)處于國際領先水平。昆船公司物流產(chǎn)品已獲得“云南省名牌”和“中國名牌”榮譽稱號。
一、 自動化物流系統(tǒng)集成
系統(tǒng)集成
集成不是簡單的設備組合，是以系統(tǒng)思維的方式對設備功能的充分應用，并保證軟硬接口的無縫和快捷；集成也是全球經(jīng)濟一體化，專業(yè)高度分工和合作的一種理念，其中充滿著創(chuàng)新。為此，昆船公司采取了國內(nèi)集成、國外配套的合作思路，充分利用合作方在高端產(chǎn)品、關(guān)鍵設備上技術(shù)成熟、工藝先進的優(yōu)勢，迅速實現(xiàn)優(yōu)勢互補，提高整個物流系統(tǒng)的技術(shù)含量，有效地保障了重大項目的成功實施。昆船公司除了與AB、SEW、Siemens等知名器件供應商建立良好的合作關(guān)系外，還先后與NDC、ABB、Okura等物流裝備業(yè)知名公司進行技術(shù)合作，推出了一批具有國際先進水平的主機設備，如與NDC公司技術(shù)合作開發(fā)生產(chǎn)的自動導引運輸車，從1998年開始批量投放市場，已累計開發(fā)出22種車型，滿足了國內(nèi)高端客戶的需求。
工藝創(chuàng)新
系統(tǒng)集成中注重“系統(tǒng)”概念，系統(tǒng)由多個單元組成，單元的有效組合，即流程及工藝的設計，這里面依然充滿著創(chuàng)新，這是一個全局優(yōu)化的復雜過程。工藝設計中最重要的是了解用戶的實際需求，不同的行業(yè)和用戶對物流的需求有著較大的差異，昆船公司認為這是一種個性化的服務，應不斷創(chuàng)新。就煙草行業(yè)來講，在煙草工業(yè)方面，結(jié)合卷煙生產(chǎn)工藝，將物流做寬做深，從煙葉醇化到成品發(fā)貨，從制絲分組加工到儲葉儲絲模塊化精益生產(chǎn)，工藝創(chuàng)新和裝備已融入并實現(xiàn)工程自動化；在煙草商業(yè)方面，結(jié)合商業(yè)配送供應鏈管理，滿足國家煙草專賣局“兩打三掃”（包括成品生產(chǎn)）要求，既有適度自動化的標準分揀線，又有較高自動化的復合分揀線，工藝創(chuàng)新和裝備是對傳統(tǒng)手工模式的一種解放。
技術(shù)全面
自動化物流是是一門光機電信息交叉的學科，技術(shù)外延廣泛。昆船公司通過消化吸收、自主創(chuàng)新，以高技術(shù)為起點，應用了人工智能、圖像識別、紅外通訊、激光定位、計算機模擬仿真、現(xiàn)場總線、數(shù)據(jù)庫等前沿技術(shù)，全面掌握自動化物流系統(tǒng)的設計和實施。昆船物流的最大的特點和優(yōu)勢在于物流產(chǎn)品系列齊全、光機電信息技術(shù)全面、生產(chǎn)安裝服務配套、系統(tǒng)集成和實施經(jīng)驗豐富，以市場導向為原則，實現(xiàn)個性化設計，全面滿足用戶實際需求，完成從規(guī)劃設計到安裝調(diào)試的一條龍交鑰匙工程。
二、自動化物流裝備及技術(shù)
巷道堆垛機
巷道堆垛機是自動化立體倉庫存取物料的主要設備, 也是物流裝備的關(guān)鍵產(chǎn)品。目前，昆船公司自主設計制造并投入運行的堆垛機系列有輕型、重型，單柱、雙柱，單深、雙深，單叉、雙叉、鉤拉，直行、換軌、轉(zhuǎn)軌等，可采用紅外光、無線局域網(wǎng)通訊，編碼器、條形碼、激光測距認址，矢量變頻或侍服調(diào)速，普通重載20m高堆垛機走行速度超過240m/min，升降速度超過60m/min，定位精度均在±3mm之內(nèi)。
秉承“集成創(chuàng)新”的思路，除了自主產(chǎn)權(quán)的巷道堆垛機外，昆船公司還與奧地利ROBOTECH公司合作，以OEM模式生產(chǎn)堆垛機，與歐洲技術(shù)同步，從而進一步提升技術(shù)實力和產(chǎn)品范圍，滿足不同層次的市場需求。
自動導引車（AGV）
AGV是昆船公司最早“高點介入”，不走從零開始的開發(fā)路線，而與世界一流公司合作開發(fā)。該產(chǎn)品的成功開發(fā)，使昆船公司快步趕超國內(nèi)同行，并滿足了市場高端需求。目前，昆船公司AGV主要采用激光導引和電磁導引，其中激光導引是通過激光束掃描地面反射坐標點，根據(jù)三點計算法確定其精確位置與方向，能非常方便地變更走行路徑，具有很高的柔性；電磁導引要在地面開槽埋線，路徑柔性差，但價格便宜。昆船公司AGV有背輥式、背鏈式、推挽式、牽引式、龍門式、前叉式和后叉式等22款車型，可采用酸性、高能酸性或高能堿性電池，其中昆船公司獨有的LGV智能快速充放電技術(shù)，充放電比最大可達到1：12。AGV供電采用無接觸能量傳輸，無需充電時間，這種供電模式將會開發(fā)應用。
穿梭車
穿梭車是在軌道上行駛的AGV，所以國外也稱RGV，但速度比AGV要高許多，從軌道形式上可分為往復直行穿梭車和環(huán)行穿梭車。環(huán)行穿梭車能在同一軌道上運行多輛車體，可大大提高物流搬運能力，是昆船公司自主研發(fā)的主要物流裝備之一，在國內(nèi)同行業(yè)中處于領先地位。昆船公司RGV速度一般為160~200m/min，而在國外機場行李分揀系統(tǒng)中，采用無接觸能量傳輸技術(shù)的穿梭車最高走行速度能到600m/min，當然載重要輕得多。目前，昆船公司已成功開發(fā)并運用無接觸能量傳輸技術(shù)在傳統(tǒng)的穿梭車上，同時正積極研發(fā)高速穿梭小車及相關(guān)行李分揀技術(shù)，改變在該領域外商的壟斷狀態(tài)。
工業(yè)機器人
工業(yè)機器人是一種高端智能設備，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，可分為直角坐標式、極坐標式、關(guān)節(jié)式，其技術(shù)核心是機械手動作控制算法，尤其是六關(guān)節(jié)機器人的算法更為復雜。在物流系統(tǒng)中機器人主要用于對物料進行碼垛、拆碼、翻轉(zhuǎn)，昆船公司集成的帶圖像識別、光電定位、穿梭行走為一體的柔性揀料及拆碼系統(tǒng)是機器人的高技術(shù)應用之一。
昆船公司開發(fā)的工業(yè)機器人（機械手）為直角坐標模式，用于成品件煙的碼垛，以及銀行幣箱的自動碼垛。
自動貨柜
自動貨柜相當于一個裝有外殼的小型立體倉庫，一般分為垂直提升式和垂直回轉(zhuǎn)式，適宜存儲小件物品，操作方便快捷。昆船公司成功推出該項產(chǎn)品已有多年，并在傳統(tǒng)自動貨柜的基礎，結(jié)合巷道堆垛機技術(shù)，突破貨柜在X方向?qū)Υ鎯α康南拗疲O計開發(fā)出一種超長型大存儲量自動貨柜，并已在實際項目中成功實施，這也是昆船公司集成創(chuàng)新的一個典型案例。
自動分類機
自動分類機是將混在一起而去向不同的物品，按設定要求自動進行分發(fā)配送的設備，它主要由輸送裝置、分揀機構(gòu)、控制裝置等組成，當分揀物到達分揀口時，通過推拉機構(gòu)、撥塊、傾倒、輸送等方式，使分揀物滑動或傳輸?shù)椒謷冢蓪崿F(xiàn)多品種、小批量、多批次、短周期的物品分類和配送作業(yè)。自動分揀機的種類很多，有滑靴式、翻盤式、翻板式、交叉帶式等，其中滑靴式應用較多，昆船公司已推出該類型第二代，從分揀能力、設備噪音、可靠性等指標來看，都已達到國內(nèi)領先國際先進水平。
自動分揀機
自動分揀機的功能目的與自動分類機相似，前者可比作摘果式，后者可比作播種式，后者主要分揀件箱類較大尺寸物品，對于香煙、藥品、化妝品等小件規(guī)范物品，昆船公司在國內(nèi)首先成功開發(fā)立式分發(fā)機、通道式分發(fā)機以滿足該類物料的高速分揀需求。在此基礎上昆船公司不斷技術(shù)攻關(guān)，推陳出新，開發(fā)出以臥式分發(fā)機、自動劃箱機、自動開箱機、自動補貨機等為代表的第五代新技術(shù)產(chǎn)品，滿足煙草配送高端需求，推動自動化分揀技術(shù)的進步。
輸送機及其他
輸送機是物料輸送的主要的設備，昆船公司輸送機產(chǎn)品系列有鏈式、輥道、帶式、鏈板、集放、伸縮、升降、合流、分流、升降臺、提升機、連續(xù)升降機等，以及加去蓋機、龍門移位機、布料機等專用設備。
三、物流裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著國民經(jīng)濟又好又快的發(fā)展，自動化物流的應用領域?qū)⒏訌V泛，目前的技術(shù)和水平還不能完全滿足社會發(fā)展的需求。由于行業(yè)及用戶需求的個性化差異，導致相關(guān)物流裝備的多元化、智能化、標準化，物流裝備技術(shù)將進入一個重要的快速發(fā)展期。
多元化
目前國內(nèi)物流裝備技術(shù)雖然已取得長足的進步，但只能滿足較為低端的物流需求，一方面要改進完善自主產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠度，增加產(chǎn)品的型譜范圍，另一方面要開發(fā)專用物流裝備以滿足不同行業(yè)領域個性化需求。比如自動導引車，在物流裝備產(chǎn)品中已算是高端產(chǎn)品，但在陀螺導引、視覺導引等方面的核心技術(shù)成熟度與國外公司還有不少差距，在半導體生產(chǎn)無塵車間等高科技領域的應用還未涉足。
對于行業(yè)領域個性化專用物流裝備，由于物料規(guī)格、工藝流程的差異導致物料處理功能需求的不同，這方面的研究開發(fā)需加速前進，才能滿足市場的需求。例如，目前全國各地煙草公司紛紛建設條煙分揀配送中心，對高速條煙分揀設備、自動開箱補貨設備有著較多和較高的要求。
智能化
科技的進步使物流裝備越來越重視智能化與人性化設計，以降低工人的勞動強度，改善勞動條件，使操作更輕松自如。目前，主要物流裝備基本都是光機電一體的智能化設備，如巷道堆垛機、AGV、分揀機等。許多最新的高新技術(shù)，如現(xiàn)場總線、無線通訊、激光測距、無接觸能量傳輸、矢量變頻控制、互聯(lián)網(wǎng)等，都會優(yōu)先或及時應用于物流裝備，就像所有工業(yè)裝備走過的歷程一樣，物流裝備的性能將越來越先進，自動化、智能化程度越來越高。
物流裝備智能化體現(xiàn)設備性能參數(shù)的先進性，即速度更快、精度更高、可靠性更好。要做到在極短的時間內(nèi)完成揀選、配送任務，只有不斷提高物流裝備的運行速度和處理能力，因此，堆垛機、分揀機、穿梭車等物流裝備總是朝著高速度攀升。除了追求更快的運行速度，更高的精度也是客戶對物流裝備的一致要求。沒有準確性，速度再快也將失去意義。無論是生產(chǎn)供料物流，還是商業(yè)配送物流，對物流系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠運行都有著很高的要求，不能影響生產(chǎn)停機，也不能影響及時配送。
標準化
隨著企業(yè)內(nèi)部物流向供應鏈物流延展，以及物流裝備型譜系列日漸完善，國家物流體系的標準化需求越來越迫切，許多物流協(xié)會、行業(yè)組織正積極推進物流標準化，比如托盤聯(lián)運標準尺寸。對于物流裝備，通過實現(xiàn)標準化，可以輕松地與其他企業(yè)生產(chǎn)的物流裝備或控制系統(tǒng)對接，為客戶提供多種選擇和系統(tǒng)實施的便利性。同時，經(jīng)濟全球化特征日漸明顯，中國企業(yè)的國際化進程越來越快，物流裝備也需要走向全球化，而只有實現(xiàn)了標準化和模塊化，才能與國際更好接軌。因此，標準化、模塊化成為物流裝備發(fā)展的必然趨勢。標準化既包括硬件設備的標準化，又包括軟件接口的標準化。
總之，隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場需求與科技進步將推動物流裝備技術(shù)不斷向前發(fā)展。物流裝備供應商會積極關(guān)注市場需求的變化，采用更加先進的技術(shù)，不斷開發(fā)創(chuàng)新，提供客戶滿意的物流裝備產(chǎn)品，提升自身的競爭能力從而提高物流行業(yè)整體發(fā)展的水平。
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