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自动化物流设备的技术发展趋势

近年来,自动化物流设备的技术发展呈现出智能化、网络化、柔性化、轻型化、节能化和绿色环保等趋势。在产品设计方面强调模块化、系列化和通用化,以提高产品质量、降低制造成本,缩短生产时间。下面通过自动化物流中心常用的几种技术设备来分析物流技术的发展趋势。


  1.自动装卸系统


  装卸系统作为物流中心的咽喉要道,近年来得到更高的关注。卡车快速自动装卸系统成为热门技术。卡车自动装卸系统由两部分组成,一部分安装在卡车内部,另一部分集成在装卸货平台上(图1)。通过集成在卡车和装卸货平台的输送设备的协同运作,完成卡车的自动化装卸。


  自动装卸系统通常用于生产基地和物流配送中心之间的往返运输。装卸时间可从半小时缩短到几分钟。和传统的叉车装卸模式相比,自动装卸系统具有以下优势:

  √ 装卸过程自动化,从而可以减少物流作业人员和叉车的使用;

  √ 装卸平台吞吐量大幅增加,从而可以减少装卸平台数量;

  √ 搬运效率大幅提高,卡车、拖车和司机的数量也随之减少;

  √ 货物进出站台更加迅速,从而

  可以减少对缓冲区域面积的需求;

  √ 卡车周转更加快速,可以减少卡车在停车场的等待时间和停车场的面积;

  √ 控制有序的装卸程序,可以减少货物和设备的损坏;

  √ 作业人员工作环境更安全。


  2.码垛机器人


  码垛机器人可以取代码垛工人完成繁重的托盘拆码垛作业,它既可以提高拆码垛作业效率,又可以减少超高强度劳动导致的码垛工人的职业病,在个别恶劣的工 作环境下还能对工人的人身安全起到有效的保障。近年来码垛机器人在我国烟草、饮料等行业得到普遍应用。直角坐标码垛机器人具有机构简单、作业半径大等优 点,适用于物流中心和自动化生产线的作业环境,其主要特点如下:


  √ 结构简单、零部件少,因此故障率低、性能可靠、保养维修简单、所需库存零部件少;

  √ 便于安装,容易集成到自动化生产线和物流中心布置中;

  √ 适应性强,能满足多种产品的尺寸、重量和托盘外形尺寸的自动化作业;

  √ 能耗低,操作简单。


  3.穿梭车技术


  2003年德国物流研究院(IML)研制出全球首台轻型高速穿梭车MultiShuttle。经过10多年的技术创新与升级,穿梭车技术已成为物流领 域不可或缺的自动化仓储与搬运技术。知名厂商如DEMATIC、TGW、Vanderlande、SSI Schaefer、KNAPP、Savoye等公司都已推出了自己的穿梭车技术。穿梭车系统克服了传统自动立体库中堆垛机自重大(是有效载荷的几倍甚至几 十倍)、柔性差等缺点,具有下列特点与技术优势:

  √ 出入库能力强,是传统自动立体库10倍以上;

  √ 支持高效拣选作业,可向拣选工作站高速喂货,减少拣选员等待时间,提高拣选效率;

  √ 布局柔性高,适合各种厂房结构,可以利用厂房内任何空置的面积,

  可以最大程度利用厂内空闲空间;

  √ 实现更高存储密度:支持货物多深位存储和操作,提升机能连接上下工位确保最大化存储密度和空间利用率;

  √ 实现精确排序,以准确的排序将货物输送给拣选站或生产线工位,实现无转运自动补货;

  √ 能力冗余,物流中心内可以准备几台备用的穿梭车,以满足峰值作业需求,也才采用租赁模式满足企业季节性需求波动。

  √ 可拓展性:在任何层面可轻松加入更多穿梭车,进一步提高出入库能力;

  √ 能够处理多种包装形态,如料箱和纸箱;

  √ 克服了传统自动立体库的缺点,能够为需求和货物品规波动大的行业,如零售、电商提供自动化解决方案。


  穿梭车技术的面世,打破了物流中心自动化解决方案多年的沉闷局面,引领着物流技术装备行业高调迈入21世纪。德国物流研究院作为物流技术领域的领导 者,2011年又研发出可以在货架和地面行走的两栖穿梭车“魔浮”MultiShuttle Move。在今年的汉诺威物流博览会上,德国物流研究院又推出了可以自行攀爬的蜘蛛车RackRacer,克服了穿梭车依赖提升机变换层高的局限,打破了 穿梭车技术中的最后一个瓶颈——提升机对流量的限制。高效、灵活和智能是未来穿梭车技术的发展方向。相信在不久的将来,新型穿梭车技术将能逐步代替传统的 自动立体库和连续输送设备,大量应用到企业内部物流各个领域,完成各种物流作业,实现各功能区域的无缝自动衔接。


  4.智能拣选车


  随着供应链管理理念的推广和电子商务行业飞速发展,订单微型化趋势十分明显。物流中心的作业已经从过去的“整进整出”转变成“整进零出”的作业模式, 今天混合托盘入、单件物品出的作业模式已经成为常态。因此拣选作业已经成为现代物流中心的核心业务,拣选技术也成为近年来物流技术研究的重要方向。其中智 能拣选车具备巨大的发展潜力和良好的应用前景。


  智能拣选车通常配备无线局域网和RFID技术,与仓储管理系统保持实时对接。智能拣选车具有自动导航功能,可以随时接受仓储管理系统发出的拣选订单, 并在完成每步作业后自动上报作业状态。智能拣选车配置的操作面板和条码扫描系统可以帮助拣选员简捷准确地完成拣选作业。拣选车上配备的电子标签系统 (Put-to-Light)支持同时拣选多个订单的作业,而自动称重系统会对拣选货物进行重量上的核对,确保拣选作业的准确无误。智能拣选车具备以下特 点:智能、高效、准确、实时、操作简单。


  5.自动化包装线


  电子商务的发展给包装技术提供了新的用武之地。每天数以千万的客户订单需要专业的发货包装,而传统的手工包装作业已经无法满足电商的需求。自动化包装 线采用了“机-电-光-控”一体化技术,由多个机械机构完成纸箱包装的作业。而光学成像系统完成对货物的识别,根据纸箱内货物的高度确定纸箱的高度,通过 控制系统完成对包装过程的智能控制。这种高效环保的自动包装系统,既能够提高包装效率,又能够有效降低包装体积,是未来物流中心自动化解决方案的必备技 术。


  6.高速分拣系统


  现代物流中心要求实现入库、拣选、包装、分拣到装卸的全流程高效动态系统,高速分拣系统是现代物流中心不可或缺的组成部分。尤其是电商、快速消费品、 服装等行业对高速分拣系统的需求强劲,为此国际知名分拣设备供应商均推出了分拣能力超过10000件/小时的高速分拣系统,反转盘系统的分拣效率甚至可以 达到35000件/小时。


  以滑块分拣系统为例,作为高速自动分拣系统,滑块分拣系统可完成中型货物(如包袋、纸箱)的自动分拣。操作速度超过160米/分,每小时可以处理 13000多件长度为450毫米的货物。双向滑块设计方案可将货物从分拣机两侧推下,提高了空间利用率,增大了布局规划的灵活性。


  过去我国主流分拣系统运行速度一般在60米/分,分拣能力很难超过5000件/小时的门槛,而且在设备噪声和分拣系统控制技术方面与国际先进水平相比 仍有很大差距。近年来国内一些物流装备企业开始通过技术引进与合作,不断推出具有国际先进水平的高速分拣系统。如德马集团研发生产的EuroSort高速 分拣机能够满足多行业的高效率分拣配送需求。


  7.基于新型感知技术的物流中心安保与监控系统


  计算机技术、网络技术及多媒体技术的不断成熟与发展,为仓储管理、安全防范自动化提供了强有力的技术支持。目前来说,仓库安保系统一般由闭路电视监控 系统、门禁系统、周界监控系统、考勤管理系统、报警控制系统以及数据处理系统结合在一起,使其能通过音频、视频以及红外线等传感器对所有仓库的开门、取 物、检修及人员移动等进行实时监控,又能对防区内的警报信号立即处理或自动上报。


  通常情况下,仓库安保系统利用信息控制与处理、人工智能及多媒体技术,通过集成智能视频监控、电子巡查及出入口管控、哨位监管、入侵探测、身份识别与认证、电子地图、显示与报警等技术,形成一套数字化、智能化、网络化的安全技术防范系统,以满足仓库安保的需要。


  兼顾目前实用的视频监控和传统的各类传感器应用,可以引入一种新型的光纤微振动传感器作为安保的检测手段,同时设计可互为备份的有线和无线两种传输方式。还可以通过RFID和WSN的融合组建RFID无线传感网,提升物流中心安保系统智能化水平。