2　現(xiàn)代物流系統(tǒng)技術(shù)研究現(xiàn)狀

我國于80年代末90年代初開始重視、引進(jìn)和消化吸收國外的先進(jìn)物流系統(tǒng)技術(shù)與設(shè)備，并在1994年和1997年先后召開了兩屆物流技術(shù)與裝備國際會議，1999年10月將再次召開物流技術(shù)與裝備國際會議。

下面就分別從物流設(shè)備的規(guī)劃布局、設(shè)計(jì)、仿真以及物料從到貨、倉儲、在線加工以及發(fā)運(yùn)等過程闡述目前國際物流系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀及新的發(fā)展趨勢。

2.1　多維仿真進(jìn)入物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布局規(guī)劃

要實(shí)現(xiàn)對設(shè)備和物流工藝更加有效的布局規(guī)劃，目前一個重要的工具是仿真。仿真軟件將憑經(jīng)驗(yàn)的猜測從物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去除，對設(shè)計(jì)一個復(fù)雜的工藝流程特

仿真軟件的開發(fā)者們也繼續(xù)在提高軟件的水平，最新的軟件通過四維(x、y、z、時間)設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)更加接近現(xiàn)實(shí)世界。更加復(fù)雜的軟件傾向于軟件不但在設(shè)計(jì)時是一個很好的幫助，也成為一個操作控制工具。

惠普公司在俄勒岡的噴墨打印機(jī)工廠在進(jìn)行自動化物流改造時也選擇了AutoMod仿真軟件包。他們力求實(shí)現(xiàn)從裝配線接到一個電子定單開始，最多30 min內(nèi)所有的裝配組件都能送達(dá)裝配工作站的JIT目標(biāo)。為了解決組件輸送的這個瓶頸，他們最后選擇了兩個AS/RS、零件箱傳送線、AGV等自動化物流設(shè)備。他們將實(shí)際的定單數(shù)據(jù)用于仿真模型，逐步細(xì)化物流方案。他們將今天運(yùn)行的流暢的物流很大程度歸功于設(shè)計(jì)時的仿真。

2.2　接貨

接貨要達(dá)到的目標(biāo)是使接收物料更快、更安全、高效和準(zhǔn)確。碼頭充當(dāng)接貨和發(fā)貨雙重任務(wù)，所以碼頭的物流布局又分為結(jié)合型、分離型和直接轉(zhuǎn)發(fā)型。和供應(yīng)商和客戶的及時的信息交流是流暢碼頭物流的關(guān)鍵。Crossdocking是個越加被廣泛應(yīng)用的操作，它就是將接貨的物料直接發(fā)運(yùn)，省去了倉儲等其他內(nèi)部操作。實(shí)現(xiàn)Crossdocking的條件有：

(1) 到貨時這些貨物的發(fā)貨目的地就已經(jīng)知道。

(2) 需要這些到貨的客戶已經(jīng)做好了接受準(zhǔn)備。

(3) 到貨物品是被預(yù)先貼好標(biāo)簽或打好條碼的。

(4) 你的倉庫或配送中心的容量已接近飽和。

(5) 到貨物料的價格是預(yù)先定好的。

應(yīng)用自動數(shù)據(jù)收集(ADC)可以提高接貨的效率和準(zhǔn)確性。

2.3　存儲

從接貨碼頭下一步就到了存儲區(qū)�，F(xiàn)代制造業(yè)的一些新的概念，象JIT、連續(xù)物流和跨碼頭直接發(fā)運(yùn)(Crossdocking)使得庫存量和庫存時間都大大減少。存儲越來越被認(rèn)為是一個物流的過程而不只是一種靜態(tài)的存儲技術(shù)。通過應(yīng)用緩沖站、積累區(qū)以及一些相關(guān)操作，倉儲已不只是一個短暫的物料停留過程。

最近的趨勢包括動態(tài)存儲系統(tǒng)的發(fā)展。例如VLM(Vertical lift modules)的應(yīng)用，Sikorsky’s Stratford Conn飛機(jī)制造廠采用5個VLM存儲30 000可重用的模具和32 000一次性的工具。將原來的存儲區(qū)域減少至原來的1/10，工具的提取時間由原來的3～5min減少至45s庫存控制軟件現(xiàn)在也能跟蹤工具在何時、何地被何人領(lǐng)取，也因此可以將庫存降低到原來的一半。并且操作由原來的人上下移動來取工具，變?yōu)楣ぞ呱舷乱苿拥饺诉m合提取的位置。再比如通過一個振動的氣缸將負(fù)載從流動的巷道中移下，由于不是通過重力，所以不需要有斜坡，負(fù)載是在一個水平面上移動，大大節(jié)省了空間。

全面的庫存控制是高效的倉庫管理的關(guān)鍵，新的WMS(Warehouse management software)倉庫管理軟件，提供了一個基于小型機(jī)、PC機(jī)、服務(wù)器的，對倉儲、分配和制造等操作提供實(shí)時的庫存管理，并將它們集成在一個軟件包內(nèi)。美國的集成化物流系統(tǒng)IMHS軟件是當(dāng)前物流行業(yè)中最完整的一體化解決方案，目前國內(nèi)大長江摩托車集團(tuán)和玉溪(紅塔)煙草集團(tuán)已經(jīng)引進(jìn)了該系統(tǒng)。它的主要特征為：

(1) 開放的、客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。

(2) Oracle、SQL等大型數(shù)據(jù)庫。

(3) 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)。

(4) 擴(kuò)展的倉庫管理功能(包括供應(yīng)商管理、拼盤管理、零部件檢驗(yàn)與質(zhì)量跟蹤、存儲、生產(chǎn)計(jì)劃管理、BOM管理和銷售管理等)。

(5) 具有在線監(jiān)控仿真和離線設(shè)計(jì)仿真，與物流管理系統(tǒng)集成并能夠自動轉(zhuǎn)換。

(7) 大量采用新技術(shù)(支持WEB數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)處理與仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))。

賣主管理庫存(VMI，Vendor managed inven- tory)是制造者和客戶之間一種新型的合作關(guān)系。它允許制造者依據(jù)產(chǎn)品的用途以及用戶所提供的庫存水平信息來對客戶的庫存進(jìn)行補(bǔ)充。電子數(shù)據(jù)交換(EDI，Electronic data interchange)使這項(xiàng)操作成為可能。

2.4　處理和揀選

下一步是在工廠中的制造或裝配，或者直接從成品倉庫中按定單揀選。兩者共同的趨勢包括：

在工廠的車間中輕載的、獨(dú)立的‘工作站’式的起重機(jī)的應(yīng)用有所增加。傳統(tǒng)的在高架上行走的橋式起重機(jī)能覆蓋整個車間的長度，而這種只能服務(wù)于一個特定的工作范圍。它具有重量輕、操作簡單，并更加符合人機(jī)工程的設(shè)計(jì)。比如，在最近應(yīng)用該單元的Becton Dickinson公司，在5條包裝線上去除了背后傷人事件，并提高了生產(chǎn)效率。

在處理和揀選這一領(lǐng)域，很多運(yùn)輸設(shè)備包括叉車、自動導(dǎo)引車(AGV)、以及傳送帶都起到重要作用。聯(lián)邦將頒布新的叉車操作員的訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)。在叉車的設(shè)計(jì)方面，人機(jī)工程學(xué)仍然是重點(diǎn)。人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的好處包括：減少對操作員健康和身體的損壞、降低工人的人身傷害索賠費(fèi)用、提高生產(chǎn)率以及減低崗位缺班和換班的頻率。使操作員更舒服包括：控制界面友好、前視和后視范圍大，腿、腳的空間大等等。有很多對叉車控制部分和座位改造的例子：比如使控制器的輪廓更符合人手的輪廓、增加多功能裝置以及采用高度可調(diào)節(jié)的面板、座椅上的減振裝置等。

在過去的幾年，在美國安裝的AGV系統(tǒng)的車輛數(shù)有所減少。和前幾年復(fù)雜的系統(tǒng)相比，現(xiàn)在的系統(tǒng)趨向車輛數(shù)少，應(yīng)用更集中，平均為6個以下。

2.5　加工處理

越來越多的制造企業(yè)認(rèn)為全盤計(jì)劃、改進(jìn)物料搬運(yùn)和信息處理系統(tǒng)是提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。例如內(nèi)華達(dá)州的游戲機(jī)制造廠，決定將17個分散的制造基地組成一個制造廠，他們對生產(chǎn)

另一顯著趨勢是MES(manufacturing execu- tion system)制造執(zhí)行系統(tǒng)的應(yīng)用，它可以作為生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度和車間物流之間的橋梁。雖然生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度仍然是物料需求計(jì)劃(MRP)和制造資源計(jì)劃(MRPII)管理的范疇。但現(xiàn)在的MES將計(jì)劃和調(diào)度信息作為實(shí)時管理車間物流與工藝，并進(jìn)行補(bǔ)償?shù)幕�礎(chǔ)信息。簡單地說，MES就是來管理包括物料、工作站和物料搬運(yùn)裝置以及人力等車間資源的有效利用。IMHS軟件的成功也許就是它大部分地包含了MES的功能。

MES的功能有：

(1) 對包括物料、生產(chǎn)機(jī)器、人力等資源的管理。

(2) 對由MRP或MRPII制定的調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)先級整理。

(3) 控制機(jī)器間的生產(chǎn)單元的流動。

(4) 自動記錄控制文檔。

(5) 提供質(zhì)量、工藝和維護(hù)管理。

(6) 管理人力資源分配。

2.6　定單揀選

在所有的倉庫操作中定單揀選是一項(xiàng)勞動密集型過程。既提高揀選的效率又不犧牲準(zhǔn)確度的策略包括：

揀選策略：三種流行的揀選策略為：嚴(yán)格揀選、批量揀選和區(qū)域揀選。通過對定單的分析來選擇合適的揀選策略。嚴(yán)格揀選是一次完成一個定單的揀選，當(dāng)每一定單涉及的產(chǎn)品項(xiàng)目不多時，這種策略是理想的。好處是它保持了定單的完整性，并不需要再有其他分類工作。批量揀選是指操作者同時揀選多個定單，主要好處是操作者在倉庫中走一趟就可完成多個定單的揀選。如果定單物品小，操作者可以將不同的定單放在不同的箱中，或者增加后續(xù)分離定單的操作。區(qū)域揀選類似批量揀選，只是每個操作者固定負(fù)責(zé)一定區(qū)域，好處是大大減少了行走距離。除此之外，揀選次序也會影響揀選的效率。

倉庫管理系統(tǒng)(WMS)：大多數(shù)公司都安裝了倉庫管理系統(tǒng)來幫助實(shí)時地管理倉庫。WMS跟蹤和控制庫存的變化和定單的流動，自動將定單組合或分離、優(yōu)先處理緊急的定單、提醒及時的庫存補(bǔ)充、并發(fā)出提前發(fā)運(yùn)通知(ASN)等。

2.7　信息的作用

從到貨到發(fā)運(yùn)整個過程中起粘合作用的是高效的信息流。自動數(shù)據(jù)收集(ADC)是一項(xiàng)在需要時自動采集信息的作用。在這一領(lǐng)域有一明顯的傾向：那就是將盡可能多的數(shù)據(jù)源相互連接，然后使信息的發(fā)送和傳輸標(biāo)準(zhǔn)化，以便提供給盡可能多的需要該信息的人。一般是將自動數(shù)據(jù)收集連接到既服務(wù)于客戶又服務(wù)于供應(yīng)商的中央數(shù)據(jù)庫。

典型的途徑是通過條碼掃描或射頻標(biāo)簽識別，并將得到的信息輸入倉庫管理系統(tǒng)(WMS)或制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。當(dāng)定單完成后，定單的狀態(tài)被送到信息系統(tǒng)的最高層-企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)。ERP又將這一信息發(fā)布給供應(yīng)鏈軟件和電子數(shù)據(jù)交換(EDI)，以便向客戶發(fā)貨。目前通過因特網(wǎng)進(jìn)行EDI已成為現(xiàn)實(shí)，一些人預(yù)測用因特網(wǎng)完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的EDI電話連接只是時間問題。

2.8　包裝和發(fā)運(yùn)

很多公司意識到包裝是制造過程的一個延伸，所以關(guān)鍵是將包裝設(shè)備集成于制造和定單完成過程，使得從定單到貨物發(fā)運(yùn)碼頭形成自然的流動。簡短地說，就是要將正確的產(chǎn)品在正確的時間發(fā)送給正確的客戶。包括包裝完好、產(chǎn)品識別清晰、避免瓶頸、縮短送貨周期、避免發(fā)運(yùn)錯誤等。紙箱樹立機(jī)、標(biāo)簽打印機(jī)、電子稱、自動分配機(jī)和碼垛機(jī)等一些包裝設(shè)備的集成應(yīng)用，使包裝物流更加流暢。工業(yè)包裝的發(fā)展著重于兩個區(qū)域：集裝箱和貨盤。

(1) 庫存周轉(zhuǎn)快。

(2) 貿(mào)易伙伴數(shù)量少。

(3) 集裝箱可以被標(biāo)準(zhǔn)化。

(4) 集裝箱的尺寸種類較少。

(5) 產(chǎn)品破損成本較高。

(6) 有存放空箱的位置。

維吉尼亞理工大學(xué)的懷特博士通過數(shù)月的工廠調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室研究，對貨盤的性能提出了一個新的應(yīng)用在自動搬運(yùn)系統(tǒng)中的性能規(guī)格。塑料、木頭、紙和金屬的貨盤都可以依據(jù)這一規(guī)格來設(shè)計(jì)。

EDI在發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)也得到了廣泛的應(yīng)用，制造者可以通過應(yīng)用EDI，即通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來完成標(biāo)準(zhǔn)的商務(wù)交易，使得在同一天能夠向其所有零售地發(fā)送貨物。產(chǎn)品經(jīng)過生產(chǎn)后自動被碼垛、解包并暫放在輸送機(jī)巷道上，其中的信息完全由EDI提供并控制。

3　現(xiàn)代物流系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1　集成化物流系統(tǒng)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用加速

在國內(nèi)，隨著立體倉庫數(shù)量的增加，立體倉庫技術(shù)的普及，很多企業(yè)已經(jīng)開始考慮如何使自動存儲系統(tǒng)與整個企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)集成在一起，形成企業(yè)完整的合理化物流體系。國外這種集成的趨勢表現(xiàn)在將企業(yè)內(nèi)部的物流系統(tǒng)向前與供應(yīng)商的物流系統(tǒng)連接，向后與銷售體系的物流集成在一起，使社會物流(宏觀物流)與生產(chǎn)物流(微觀物流)融合在一起。

3.2　物流系統(tǒng)更加柔性化

隨著市場變化的加快，產(chǎn)品壽命周期正在逐步縮短，小批量多品種的生產(chǎn)已經(jīng)成為企業(yè)生存的關(guān)鍵。目前，國外許多適用于大批量制造的剛性生產(chǎn)線正在逐步改造為小批量多品種的柔性生產(chǎn)線。

(1) 工裝夾具設(shè)計(jì)的柔性化。

(2) 托盤與包裝箱設(shè)計(jì)的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化。

(3) 生產(chǎn)線節(jié)拍的無級變化，輸送系統(tǒng)調(diào)度的靈活性。

(4) 柔性拼盤管理。

3.3　物流系統(tǒng)軟件的開發(fā)與研究成為新的熱點(diǎn)

從前面的對制造執(zhí)行系統(tǒng)的分析可以看出，企業(yè)對儲運(yùn)系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)的集成的要求越來越高，由于兩個系統(tǒng)的集成主要取決于軟件系統(tǒng)的完善與發(fā)展，因此目前物流系統(tǒng)的軟件開發(fā)與研究有以下幾個趨勢。

(2) 物流仿真系統(tǒng)軟件已經(jīng)成為虛擬制造系統(tǒng)的重要組成部分。

(3) 制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件與物流系統(tǒng)軟件合二為一，并與ERP系統(tǒng)集成。

3.4　虛擬物流系統(tǒng)走向應(yīng)用

隨著全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的應(yīng)用，社會大物流系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)度、動態(tài)儲存和動態(tài)運(yùn)輸將逐漸代替企業(yè)的靜態(tài)固定倉庫。由于物流系統(tǒng)的優(yōu)化目的是減少庫存直到零庫存，這種動態(tài)倉儲運(yùn)輸體系借助于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了未來宏觀物流系統(tǒng)的發(fā)展趨勢；隨著虛擬企業(yè)、虛擬制造技術(shù)不斷深入，虛擬物流系統(tǒng)已經(jīng)成為企業(yè)內(nèi)部虛擬制造系統(tǒng)一個重要的組成部分。英國一家公司采用三維仿真系統(tǒng)對擬建的一條汽車裝配線及其相關(guān)的倉儲輸送系統(tǒng)進(jìn)行了虛擬仿真，經(jīng)過不斷完善和修改，最終的系統(tǒng)降低了成本，提高了效率。

3.5　綠色物流

隨著環(huán)境資源惡化程度的加深，人類生存和發(fā)展的威脅越大，因此人們對資源的利用和環(huán)境的保護(hù)越來越重視，對于物流系統(tǒng)中的托盤、包裝箱、貨架等資源消耗大的環(huán)節(jié)出現(xiàn)了以下幾個方面的趨勢。

(1) 包裝箱材料采用可降解材料。

(2) 托盤的標(biāo)準(zhǔn)化使得可重用性提高。

(3) 供應(yīng)鏈管理的不斷完善大大地降低了托盤和包裝箱的使用。

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