现代企业物流的理念和技术发展趋势

    新世纪，市场的全球化、多样性和不确定性使竞争的重发展到时间和柔性的竞争。现代物流是企业的重要核心竞争力。信息化是现代物流技术的主要特征。物流技术发展趋势主要是信息化和集成化。企业物流技术的集成创新。
    1 新世纪、新理念
    新的世纪，我国将实行以信息化带动工业化，以工业化促进信息化的方针，走新型工业化道路。要把握时代的特征，树立适应新世纪并具有前瞻性又适合我国总体上仍处于发展中国家国情的物流理念。用前瞻性、信息化、系统工程的思路来思考企业的技术改造、自动化和物流系统，充分理解现代物流、信息流、商流（资金流）的相互关系，理解自动化物流系统在企业的地位、内涵、作用和价值。过去，企业自动化以底层的制造和生产线自动化为代表；如今，信息技术已经渗入进而统率了自动化技术，企业自动化应当是集成了信息技术的集成自动化。企业集成自动化是企业单机自动化、过程自动化、物流自动化、企业信息化的集成；它比传统工业自动化有着更深更广的内涵，将实现从市场需求、决策、设计、制造、资源管理、售后服务的全过程、多角度、长时间的管理；它的目标和作用是提高效益、提高质量、增强创新能力、增强快速反应能力、增强竞争能力，而绝非单纯节省人力。我国是一个人口最多的发展中国家，就业压力很大。如果单纯从节省人力的视角，现代物流技术的应用难于得到大的发展。物流技术从肩担背扛、牛拉马驮、蒸气电气进入了电子信息时代。犹如汽车代步、电邮代函、收割机代人，其投资效益要从抢占商机、先发制胜、龙口夺食等时间、効率上来考量。应当实行以信息化带动物流自动化，以物流自动化促进信息化。对有条件的企业,物流系统的建设要实行高度的信息化、适度的自动化。
    在新世纪企业面临了新的日益激烈的市场竞争环境，市场的全球化、多样性和不确定性，使竞争具有全面性，即：T Q C S F S R的全面竞争。（Time时间 、Quality质量、Cost成本、Service服务、Flexibility 柔性、Safety安全性、Reliability可靠性）。但竞争的重心已经从产量竞争、质量竞争、成本竞争、服务竞争发展到时间和柔性的竞争。信息化的现代物流以其快速反应和柔性化强的能力适应,适应了巿场竞争重心的转移。现代物流是企业的重要核心竞争力己成为不少成功企业家的共识。海尔的张瑞敏认为，新经济时代对企业来讲，制胜的武器就是速度。物流给了我们能够在市场竞争取胜的核心竞争力。戴尔公司的核心竞争能力是建立在直销模式上的戴尔的供应链管理系统。美国联邦快递董事长弗雷德里克·史密斯一再对客户保证：“只要耽误60秒，公司就退款”。这些在世界同行中领先的企业都把现代物流看作企业的核心竞争力。
    美国物流管理协会（The Council of Logistics Management，CLM）2002年1月CLM推出的最新物流定义：“物流是供应链运作的一部分，是以满足客户要求为目的，对货物、服务和相关信息在产出地和消费地之间实现高效且经济的正向和反向的流动和储存所进行的计划、执行和控制的过程。”这一定义紧贴时代的特征，反映了新世纪企业竞争力的理念：美国物流进入了供应链管理的时代；企业管理中心的变化，由以质量为中心转向以市场为中心，再转向以客户为中心；对客户提供的不仅是货物（产品）而且包括服务和相关信息。
    新世纪的自动化物流系统具有全球化、信息化、数字化、网络化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、节能化、绿色化、集约化、微型化等特征。以高速、宽带、综合、智能、安全、可靠的数字技术、网络技术为基础的信息化是现代物流技术的主要特征。基于电子商务、网上交易的商流，促进物流供应链的全球化。
    新世纪企业自动化物流系统是信息化的物流系统，是能够适应三流（信息流、物流、商流）的集成和分离，适应电子商务，适应企业四个自动化（单机自动化、过程自动化、物流自动化、信息自动化），体现信息化带动物流自动化的系统。
    近几年，出现了电子物流、数子物流、网络物流、信息物流、虚拟物流等概念，特别是OECD（经济合作与发展组织）运用了Advanced Logistics（可译为高级物流或先进物流）、Integrated Advanced Logistics（可译为集成化的高级物流）等术语这些都可用信息物流来概括。即：运用信息、网络技术将企业内部物流与ERP、CRM、SCM、EC等有机、实时、无缝集成，调动全球全国资源，减少库存占用，实现销售信息、生产计划、物流管理、采购供应的企业内外物流过程、供应链管理的信息化集成管理，尽可能实现物流过程的全方位、多角度、全过程的跟踪、管理和优化。使企业物流能更准确、快速、有效地为企业精益管理、提质降耗，降低库存，节约资金，快速反应、提高效益服务。
    2 物流技术发展趋势
    物流技术最主要的发展趋势是向信息化发展。物流信息经过了口头信息、文字单据信息、条码信息等历程，现在发展到物料、商品的多元信息技术。物料、商品在生产、流通过程中不断改变形态、不断增值、不断产生新的信息。物料、商品在流动、加工重组的动态过程中产生的品种、规格、数量、重量、成份、批次、日期、等级、质量、厂商代码、商品代码等。对物流全过程进行跟踪、识别、认证、控制和反馈，可以做到：1、与电子商务接轨，提高营销水平；2、有效实现质量管理、控制、反馈；3、促进物流合理化、物料需求和供应的科学化，减少资金占用，实现精益生产；4、为新品开发、精确配方、控制、质量跟踪、消费评估、创新决策等提供快速、科学、准确的数据信息；5、实现商品的加密、防伪、打假.从技术手段上，将从条码发展到二维码、IC卡、电子标签、无线标识、数字加密、数字水印等技术。高档商品的管理和上位管理将引入指纹、声纹、视网膜等识别技术。已将可重复使用的电子标签用于企业内部物料流程，从而将物料的品种、成份配方、加工、批次等信息录入包装或托盘，为精细配方、准确控制、开发新品、质量跟踪等提供准确的信息依据。将指纹IC卡、指纹鼠标用于信息流和物流的上位控制。视觉识别、GIS、GPS技术正在在物流系统中得到应用。
    企业自动化物流系统是集光机电信息技术为一体的系统工程，比仓储系统有更深刻的内涵，由于信息技术的发展，它也具有更广阔的外延，与企业信息化、过程自动化相互交融，它主要包括：自动化立体仓储系统、自动输送系统、自动导引车系统AGVS、机器人作业系统、自动控制系统、消防自动报警喷水灭火系统、多媒体实时监控系统、计算机模拟仿真系统及计算机集成管理系统等。它可使各种物料最合理、经济、有效的流动，并使物流、信息流、商流在计算机的集成控制管理下，实现物流的自动化、智能化、快捷化、网络化、信息化。它是一项高技术的系统工程，涉及到的领域有巷道堆垛机技术、条码技术、无线标识、模拟仿真、图像识别、网络通讯、数据库系统、数据采集、实时监控、无线通讯、红外通讯、激光定位、激光导引、电磁导引、惯性导航、机器人技术等。
    物流自动化技术的发展方向是通过研究各行业中各种物流在流动过程中如何合理、经济、有效的流动，通过应用系统集成的方法，在系统中集成应用各种高新技术和产品，实现物流的自动化、合理化、智能化、快捷化、网络化、信息化和集成化。
    自动化物流系统的主要产品有：无人导引自动车及其系统、巷道堆垛机、立体仓库、工业机器人、有轨（空中、地面）自动车、自动输送系统、自动分拣系统、自动控制系统、计算机监控信息系统等。
    目前，国际企业物流装备技术发展的趋势是：
    1） 单机产品方面
    采用最新的红外、激光、无线、编码、认址、识别、调速、定位、PLC、现场总线、光纤、数据库等光、机、电、信息技术，提高设备的运行速度和停位精度，通过提高作业能力，减少机台数量，并提高设备的可靠性。例如，巷道堆垛机为了提高出、入库能力，需要进一步提高水平运行速度和垂直提升速度，研究更好的调速、定位、控制技术，引入激光定位技术，提高控制精度；自动输送车（AGV和有轨自动车），为了提高输送能力，需要提高行走速度，改进交通调度管理控制和策略等；AGV的导引方式由有线导引向激光导引、惯性导航等无线可柔性化的方向发展。在单机产品的设计方面向着高速化、轻量化、多品种、系列化、标准化和模块化的方向发展。
    2） 系统方面
    进一步向信息化、自动化、网络化、智能化方向发展，并将生产线的工业过程自动化、物流自动化、信息自动化相互渗透有机结合形成智能网络。在控制上，由继电逻辑控制向PLC并再向FCS（现场总线）技术发展。为实现动态图象网络传输和实时监控，将采用千兆位宽带网络；采用三层或多层客户机/服务器B/S体系结构；Internet/Intranet网络；广泛采用条码、二维码、IC卡、POS、电子标签、视觉自动识别等技术，实现高速准确地分拣、堆码、出入库、数据采集和管理。与EDI、ECR、SCM、CRM、ERP、EC等集成，在高度信息化、自动化的基础上实现物流对内与ERP,对外与供应链管理、客户关系管理、配送管理、电子商务、虚拟物流等的集成。
    3） 立体库自动化物流系统建设动向
    虽然追求JIT的生产环境在制造业已经逐步成为潮流，虽然许多第三方物流公司声称要取消仓库，但是，美国2000年的仓库面积达65亿平方英尺，约6亿平方米，比1999年增长了6.6%。配送中心是越建越大，企业所管理的仓库的面积也越来越大。美国Hallmkk公司建立了多达120个巷道的立体仓库。美国拥有最大仓库的50家企业中，有18家公司拥有1000万平方英尺，约93万以上的仓库。日本的企业自动化物流系统在世界上发展最快，其销售的自动立体仓库在经历了1991年1814座的高峰后，尽管近年来日本经济低迷，在2000年仍销售1032座，其中91%在日本国内。AGV销售1990年为1699辆，91年为1048辆，2000年为567辆，65%在日本国内。2000年生产各类输送机18万台，机器人9万台。
    4）　巷道堆垛机的技术
    高速化，水平方向最大可达400米/分，垂直速度达100米/分，选用时要根据库长、库高，选用经济实用、速度及加速度值匹配的设备。复合作业循环时间由15-20次/时，提高到50-70次/时。自重轻，采用CAD/CAE、新材料等技术，自重减轻；超高层，最高达50米；准确化，由认址片加旋转编码器定位，到部份采用旋转码器加激光定位，使停位精度从+10毫米，降为+3毫米。驱动由传统的调速技术发展为内置嵌入式计算机的矢量变频调速技术，从而获得更佳启动停止曲线图，减少循环时间，获得更佳启动扭矩。通信方式从无线、有线，电磁感应已过渡到红外通信。货位虚实探测技术已开始应用无线摄象传输。机上控制技术已开始采用现场总线技术代替了专用硬软件，便于与上位机兼容联网。从结构上，单柱在轻、中重量级日趋普及，双叉、双伸有所应用；三叉、三伸已出现。但出于出、入库效率及小批量取货、柔性化的考虑，并且双伸、三伸要增加货格高度，单伸、单叉仍是主流。载质量己达5000kg，航空集装箱专用堆垛机已达16.5t。
    ５）　自动导引车（AGV）技术
    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1:1.2，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1.2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0.6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0.4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2.3m/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；
    　　3 企业物流技术的集成创新
    昆船与红河卷烟厂联合开发了辅料、配方、成品、备件四个自动化物流系统，于1999年11月1日正式验收，它是世界烟草行业最先投入运行且型式最多（推挽式、驶入式、侧辊式、牵引式）的激光导引系统、储存模式最多样（高架式、驶入式、空中轨道式）的系统、视觉识别移动式机器人辅料自动搭配系统；LGV轻巧灵活效率高居国际领先；工业现场总线、数字视频、磁盘阵列等技术对物流现场实施多媒体监控，数十万条程序行的集成软件实现了对1135台物流单机和物流信息化的无缝集成。2002经过三年的可靠运行，江河自动化物流系统获2002年囯家科技进步二等奖，这是企业物流项目首次获得如此级别的奖励。这标誌着我国企业物流技术在部份领域实现了跨越式发展。笔者作为红河项目成果的第一完成人对美国同行记者说，红河物流项目在世界烟草行业的领先地位将保持五年以上。
    这条跨越式发展之路是怎样走过来的呢？
    首先是国家的支持。红河项目列入了国家九五技术创新计划，现在又在囯家高技术产业化示范工程---企业集成自动化专项内继续进行红河物流项目的扩展。第二是把握并实施了囯家技术创新工程的三亇要奌，即：技术创新要以企业为主体；技术创新要与市场紧密结合；技术创新要实行系统工程的思路和方法。第三是推进了集成创新。笔者在1998年杭州国际技术大会上首次提出了集成创新的概念，这就是全球化信息化的集成并进行系统创新达到新的功能和新的水平。在集成创新的思路指导下，不搞从零起步的闭门攻关，不片面追求国产化率，而是基于全球化的囯产化。中国制造又是全球制造。IBM、HP、ORACLE、SIMENS、ROCKWELL、ABB、NDC、MURATEC等知名公司都是战略或长期合作伙伴，使关键的单机、器件处于不断升级的世界先进水平。而自己则侧重掌握系统设计、系统集成、集成软件、应用软件、核心单机的研发制造能力，从而获得了核心竞争力。这些，同全球采购、业务外包、横向一体化等基于全球共应链的思路是一致的。全球化的集成不是单纯的加工、组装而是为创新提供了更高的平台。例如，激光导引自动车的硬件80%是进口，而系统设计、机型设计和系统软件掌握在自己手中，从而使创新的多型单机部份指标处于国际领先水平。