物流處理新技術

        概述

        電子商務的(Of)興起，對物流倉儲設備提出(Out)了全新的(Of)要(Want)求，這(This)種要(Want)求分布在(Exist)供應鏈的(Of)各個(Indivual)環節。電子商務的(Of)基本特征，包括訂單數量的(Of)龐大(Big)和(And)訂購品種的(Of)不(No)可預見、海量的(Of)SKU、苛刻的(Of)時(Hour)效性需求以(By)及小訂單行的(Of)特點等，決定了其對設備的(Of)要(Want)求與傳統業務有很大(Big)的(Of)不(No)同。而大(Big)量的(Of)拆零作(Do)業催生(Born)出(Out)了“貨到(Arrive)人(People)”多層穿梭車技術。此外，密集儲存技術的(Of)發展與冷鏈物流的(Of)需求密切相關。

多穿系統

        物流技術追求的(Of)更快速度和(And)更高效率，将極大(Big)的(Of)改變物流的(Of)訂單處理水平。現在(Exist)的(Of)情形是：配送中心的(Of)規模變得越來(Come)越大(Big)，日處理的(Of)訂單量越來(Come)越大(Big)，各種快速輸送技術、揀選技術和(And)分揀技術則應運而生(Born)。很多新技術，如氣墊輸送技術、磁懸浮輸送技術、高速堆垛機技術、高速分揀機技術等，已經從研究室走向實用(Use)。

        人(People)們對于(At)生(Born)活品質的(Of)要(Want)求将越來(Come)越高，将要(Want)求有與之配套的(Of)物流支持，如維持産品新鮮的(Of)冷鏈物流将是一(One)個(Indivual)大(Big)的(Of)方向，包裝的(Of)規範化也是未來(Come)追求的(Of)目标之一(One)，個(Indivual)性化服務将走向兩個(Indivual)極端：一(One)方面是産品規格的(Of)标準化将減少同質化SKU的(Of)數量，另一(One)方面則是個(Indivual)體采購的(Of)多樣化将加劇SKU的(Of)多樣性并減少每個(Indivual)SKU的(Of)配送量。

        未來(Come)配送的(Of)商品的(Of)形式可能也會有某種不(No)确定性的(Of)變化，從傳統的(Of)成品配送可能變成原材料的(Of)配送（比如3D打印用(Use)的(Of)粉末），從傳統的(Of)紙箱包裝等變化爲(For)管道的(Of)粉末運輸等。未來(Come)的(Of)物流處理技術可能從關注存儲和(And)分揀轉向如何高效的(Of)進行管道運輸控制等領域。

        關鍵技術

        （一(One)）自動導引技術的(Of)全面應用(Use)

        ❖  1. 現狀

        自動導引的(Of)搬運設備（如AGV）由于(At)其靈活性和(And)柔性，其應用(Use)場合非常廣泛。長期以(By)來(Come)，由于(At)受成本的(Of)影響，其應用(Use)僅限于(At)高端應用(Use)場合，如卷煙生(Born)産等。随着社會綜合成本的(Of)上升，自動化設備的(Of)成本相對價格下降，自動導航設備将迎來(Come)廣泛的(Of)應用(Use)機會。

        ❖  2. 挑戰

        （1）智能化自動導引系統存在(Exist)成本居高不(No)下，對環境要(Want)求較高等問題，是限制其應用(Use)的(Of)關鍵問題；

        （2）苛刻的(Of)使用(Use)環境（如低溫、高熱、輻射、黑暗）對設備應用(Use)場景的(Of)局限；

        （3）多機調度、協同作(Do)業的(Of)等複雜業務需求模式和(And)設備的(Of)自主适應能力之間的(Of)矛盾；

        （4）基于(At)突發事件的(Of)設備應急響應系統的(Of)缺失。

AGV系統

        （1）短期（2020）特殊環境下的(Of)低成本導引系統開發，如圖像導引、電磁波導引系統等；

        （2）短期（2020）新型導引系統開發（比如基于(At)室内無線信号定位的(Of)導引系統、基于(At)電子羅盤及慣導模塊的(Of)導引系統等）；

        （3）遠期（2030）基于(At)多機協調和(And)多維信息融合的(Of)導引調度系統；

        （4）遠期（2030）基于(At)突發故障的(Of)自适應導引系統和(And)自修複導引裝備。

        （二）人(People)機交互式智能設備的(Of)全面應用(Use)

        ❖  1 現狀

        計算機和(And)網絡技術的(Of)發展，促進了控制、計算機、網絡三者的(Of)結合和(And)滲透，使得機器人(People)遙操作(Do)技術成爲(For)工業控制、航空航天、軍事和(And)遙外科醫療等衆多領域的(Of)研究熱點。近年來(Come)，随着Internet傳輸技術和(And)接入技術的(Of)發展，各種智能終端均可接入Internet進行通訊，使得基于(At)Internet的(Of)遙操作(Do)技術有了更廣闊的(Of)應用(Use)前景。尤其是在(Exist)虛拟現實、圖像編碼、力覺臨場感等方面的(Of)應用(Use)研究。

        ❖  2 挑戰

        （1）已有的(Of)Internet遙操作(Do)系統對Internet引入的(Of)複雜時(Hour)延考慮不(No)夠，對于(At)網絡延時(Hour)、丢包、誤碼導緻的(Of)控制性能、操作(Do)安全性乃至系統穩定性方面的(Of)問題沒有很好的(Of)解決辦法。

        （2）人(People)工遠程控制和(And)設備自主控制的(Of)自由轉換難以(By)實現無縫銜接，對于(At)最終的(Of)精細操作(Do)實現存在(Exist)障礙。

        ❖  3 目标

        （1）短期（2020）大(Big)時(Hour)延的(Of)遙操作(Do)技術的(Of)開發。比如AGV在(Exist)信号盲區的(Of)遙操作(Do)技術實現。

        （2）遠期（2030）虛拟現實和(And)遙感應系統的(Of)無縫銜接技術，實現虛拟控制。

        （3）遠期（2030）基于(At)圖像識别的(Of)自主控制和(And)遠程控制結合的(Of)高精确遙操作(Do)系統。

        （三）快速輸送設備

        ❖  1 現狀

        托盤輸送設備是物流倉儲系統的(Of)關鍵設備之一(One)，廣泛應用(Use)于(At)自動化立體庫、機場行李系統、配送中心以(By)及多層倉庫，傳統的(Of)托盤輸送系統由于(At)速度低（一(One)般在(Exist)0.2-0.3m/s），輸送能力一(One)般維持在(Exist)200托盤/小時(Hour)以(By)内，在(Exist)很多場合下，其輸送能力成爲(For)設計的(Of)難點。

        箱式輸送設備的(Of)情況與之類似，速度一(One)般爲(For)0.5-2.0m/s之間，輸送能力約爲(For)1500件-3000件/小時(Hour)左右。箱式輸送設備不(No)僅應用(Use)于(At)物流中心，而且也應用(Use)于(At)生(Born)産企業，市場應用(Use)非常廣泛。

箱式輸送系統

        大(Big)幅度提高輸送能力是客觀的(Of)需要(Want)，但目前的(Of)控制技術和(And)設備原理均無法滿足要(Want)求。尤其是目前電子商務配送中心，日處理20-30萬件的(Of)能力，對輸送設備提出(Out)了很高要(Want)求。

        ❖  2 挑戰

        （1）新型快速托盤輸送系統，僅靠提升速度是不(No)夠的(Of)，應有新的(Of)思路。一(One)方面要(Want)改變控制原理，讓輸送更加快捷和(And)平穩；另一(One)方面要(Want)改變目前的(Of)輸送原理，以(By)便大(Big)幅度提升輸送能力。不(No)排除托盤式AGV搬運系統颠覆傳統的(Of)托盤輸送系統的(Of)可能性。

        （2）箱式輸送系統能力的(Of)提升主要(Want)取決于(At)控制和(And)制造水平，期望快速輸送系統可以(By)完成5000件/小時(Hour)的(Of)輸送。但噪音的(Of)控制和(And)成本的(Of)降低是重點。不(No)排除采用(Use)小型的(Of)AGV系統改變箱式輸送的(Of)整個(Indivual)模式。

        （3）存在(Exist)于(At)輸送系統中的(Of)最大(Big)問題是場地的(Of)幹涉，因此研究移動式輸送系統有十分重要(Want)的(Of)意義（成模塊化和(And)單元化的(Of)輸送設備，可自由組合），如變形AGV系統等。

        ❖  3 目标

        （1）預計到(Arrive)2020年開發出(Out)新型的(Of)快速氣墊式輸送系統，輸送速度可以(By)達到(Arrive)15m/s，完全改變過去輸送的(Of)基本概念，有望得到(Arrive)應用(Use)；

        （2）預計到(Arrive)2030年移動式組合式輸送系統（AGV）有望在(Exist)未來(Come)大(Big)型配送中心中得到(Arrive)應用(Use)，颠覆了整個(Indivual)輸送模式；

        （3）預計到(Arrive)2030年新技術如磁懸浮技術将有望引入到(Arrive)輸送系統之中，尤其在(Exist)AS/RS系統、AGV系統等可望率先得到(Arrive)應用(Use)。

        （四）快速分揀設備

        現有高速分揀設備種類繁多，主要(Want)有擺臂式分揀系統、滑塊式分揀系統、交叉帶式分揀系統、托盤式分揀系統、落袋式分揀系統等，但這(This)些分揀系統的(Of)分揀能力均有限，占地面積大(Big)且價格昂貴，主要(Want)依靠進口。解決國(Country)産問題和(And)研究新型分揀系統勢在(Exist)必行。

滑塊式自動分揀系統

        ❖  2 挑戰

        （1）現有國(Country)産分揀效率較低，穩定性差，短期内難以(By)撼動進口優勢；

        （2）新型分揀系統研究有很大(Big)技術難度。

        ❖  3 目标

        （1）預計到(Arrive)2020年有望實現分揀能力超過2萬件/小時(Hour)的(Of)高速分揀設備國(Country)産化并得到(Arrive)應用(Use)；

        （2）預計到(Arrive)2030年年看，高速分揀設備的(Of)關鍵技術有望取得突破，國(Country)産設備将部份取代進口設備；

        （3）預計到(Arrive)2030年年新型高速分揀系統有望出(Out)台，具體形式會出(Out)乎意料。比如AGV系統取代高速分揀系統滿足物品分揀的(Of)柔性化和(And)高速化的(Of)需求。

        （五）電子商務有關的(Of)物流新技術

        ❖  1 現狀

        電子商務模式下，傳統物流難以(By)滿足新需求的(Of)變化。銷售扁平化導緻的(Of)訂單總數的(Of)海量化、單張訂單的(Of)小型化将直接沖擊現有物流的(Of)大(Big)批大(Big)量作(Do)業模式、存儲方式、包裝方式和(And)配送模式。

某電商行業物流中心

        ❖  2 挑戰

        （1）如何實現海量訂單快速處理；

        （2）如何實現高頻率小批量商品的(Of)高密度高效率存儲；

        （3）如何實現高頻率小批量的(Of)商品分揀配送和(And)包裝複核。

        ❖  3 目标

        （1）預計到(Arrive)2020年基于(At)成本、服務時(Hour)限的(Of)要(Want)求，适合于(At)電子商務需求的(Of)儲存、揀選、分揀、配送等新技術，包括訂單處理新技術有根本性突破。

        （2）預計到(Arrive)2020年城市終端配送新模式和(And)新技術出(Out)現。比如無人(People)機進行城市終端配送的(Of)最終實現。新型的(Of)氣動輸送系統直接實現配送中心的(Of)訂單揀選點至終端客戶接收端的(Of)聯接。

        （3）預計到(Arrive)2030年智能揀選系統将取得突破，基于(At)制造難度和(And)成本的(Of)降低，機器人(People)作(Do)業将在(Exist)多方面取代人(People)工作(Do)業。

        （六）新型包裝技術

        ❖  1 現狀

        随着經濟發展和(And)人(People)們生(Born)活水平的(Of)提高，商品的(Of)包裝技術對産品的(Of)影響尤顯重要(Want)，此外，綠色包裝的(Of)需求日漸迫切。對包裝材料的(Of)環保降解、保鮮等需求日益增加。電子商務和(And)城市配送的(Of)興起，對各種産品的(Of)配送提出(Out)了特定需求（比如低溫、高強度、可回收利用(Use)等）。

        ❖  2 挑戰

        （1）環保等傳統要(Want)求對包裝材料的(Of)影響，如何低成本的(Of)實現可降解的(Of)包裝材料。

        （2）特殊需求（比如低溫配送）對包裝材料的(Of)要(Want)求，現在(Exist)的(Of)保溫盒、幹冰盒、制冷芯片等都無法确保配送産品的(Of)品質。

        （3）日益增長的(Of)品質要(Want)求和(And)包裝材料、保溫材料的(Of)落後水平之間的(Of)矛盾。

        ❖  3 目标

        （1）近期（2020）食品包裝将脫離傳統束縛，采用(Use)新的(Of)技術成果，使食品保存技術同包裝和(And)流通技術相結合，突破傳統經驗和(And)知識範圍，建立新理念和(And)新模式。

        （2）近期（2020）新型電子技術、化工技術、流通技術等引發的(Of)包裝方式的(Of)變革。

        （3）遠期（2030）高效的(Of)自動化和(And)智能化物流設備和(And)包裝材料之間的(Of)無縫銜接，通用(Use)型自動包裝設備和(And)高效的(Of)專用(Use)設備出(Out)現。