一、城市物流配送技術裝備類別及發展趨勢
物流技術裝備是完成物流各項作業活動的工具與技術手段,主要是指在貨物運輸、倉儲保管、裝卸搬運、流通加工、包裝與信息處理等物流作業中所使用的技術裝備,包裝器物、工具與設施、自動化系統、通訊系統、計算機系統以及及各類信息系統軟件等。
物流技術裝備,按照不同的標準可以有不同的分類,我們結合城市物流配送特點,可以把城市物流配送的技術與裝備分成三大類:
①配送中心的技術與裝備:倉儲保管設備、輸送分揀設備、裝卸搬運設備、流通加工設備、物流包裝設備、AGV、物流機器人等;
②配送過程的貨運技術與裝備:主要是配送車輛、終端智能貨柜、配送電動三輪車、摩托車、無人配送小車、車輛裝卸設備及零部件;
③城市配送的信息系統與信息產品:主要是配送軟件、信息平臺、自動識別產品、GPS產品、手持終端產品等。
近年來,現代物流配送中心繼續向信息化、數字化、網絡化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可視化、節能化、綠色化方向發展。由于土地的增值和勞動力成本上升,配送中心的自動化水平逐年提升,智能管理的應用越來越多。通過應用系統集成的方法,借助于叉車、托盤、貨架、輸送分揀系統設備、信息處理系統等技術裝備,建成的大型現代使商貿物流中心越來越多。隨著電子商務物流快速發展,各類新型的貨人然揀選技術、自動輸送分揀集輸、機器人分揀技術發展很快。
根據商貿物流發展規劃,我國應初步建立一套與商貿服務業發展相適應的高效通暢、協調配套、綠色環保的現代商貿物流服務體系,其中果蔬、肉類、水產品冷鏈運輸率需要大幅提升;立體倉庫的總面積占倉庫總面積的40%;物流企業機械化、自動化、標準化、信息化水平顯著提高;商品庫存周轉速度明顯加快,流通環節物流費用占商品流通費用的比率顯著下降,城鄉高效配送網絡全面完善。
在城市配送裝備領域,隨著國家新GB1589車輛標準出臺,隨著各大城市對城市物流用車技術規范和對進城車輛加強管理,城市配送車輛性能及排放標準要求越來越高、新能源配送車輛越來越多,適應城市配送的中小型專用配送車、即時配送電動摩托車和快遞三輪車也越來越規范。此外,車輛的裝車與卸車技術與裝備得到快速發展,具有較大市場需求。建立在物聯網基礎上的城市最后一公里的無人配送小車、智能的自提柜、社區智能配送塔、無人駕駛技術等新興技術正處在研發和突破階段,在全世界都得到重視。
在城市配送信息系統領域,智慧車聯網系統、貨物追蹤追溯系統、配送終端的手持終端等訂單自動處理和收貨自動處理設備,越來越得到普及應用。
二、城市物流配送技術應用原則
1、先進適用原則
發展共同配送,促進物流技術應用首先要遵守先進適用性原則。先進性首先體現在技術路線上,是以物流作業適用為前提,以獲得較大經濟效益為目的,不是不顧現實條件和脫離物流作業的實際需要而片面地追求技術上地先進。適用性是物流技術裝備滿足使用要求的能力,它基本包括適應性和實用性。
先進適用性的原則核心在于專業性。我們看到,今年以來歐盟推廣的citylog項目,其技術裝備采納了智能終端貨柜、配送箱系統、小集裝箱系統等,看起來沒什么高深技術,但符合現代物流機械化、自動化和智慧化方向,與城市物流技術需求相適應。
2、系統性原則
現代物流與傳統的運輸、搬運、儲存的根本區別就在于現代物流的系統性原則,這是現代物流的核心。體現在物流技術與裝備方面,就是要用系統觀點和方法去推動和解決物流技術裝備問題,滿足物流系統化作業需求,做到性價比更優。物流系統整體效益更優,不僅要求物流技術裝備與整個系統相適應,各物流技術裝備之間相匹配,而且還要求全面、系統分析物流技術裝備單機的性能,從而進行綜合品評價,做出決策。采用系統性原則進行物流設備選型與系統規劃設計,要本著模塊化、單元化、先進適用等技術思路,采用先進的技術手段進行分析與設計。
3、節能降耗原則
現代城市發展,環保是較重要的考慮因素,因此面向城市物流配送的技術發展路線,首先也要求綠色環保,有利于降低成本。降低成本也要遵循系統性原則,如有的物流技術裝備可能一次性購置成本低,但維護成本高;也有的可能是技術性能不能滿足需求;也有的可能是質量不好;這樣的低成本購置帶來的可能是高成本維護或高成本更新,得不償失,不屬于低成本原則。
低成本是衡量技術裝備重要的技術可行性的重要標志和依據。在多數情況下,物流技術裝備技術先進性與低成本可能會發生矛盾。但在滿足使用的前提下應對技術先進與經濟上的耗費進行全面考慮和權衡,做出合理的判斷。
關于綠色環保,與低成本原則也并不矛盾。我們發展城市物流配送的技術與裝備,優先選擇對環境污染小的綠色產品和節能產品是必然的要求。裝卸、搬運與運輸都要求盡量采用綠色環保機械設備,在物流系統規劃中,更要消除無效搬運,提高搬運的活性,合理利用現代化機械,保持物流的均衡順暢。
倉儲系統是促進綠色物流運轉的物資集散中心,綠色倉儲要求倉庫布局合理。綠色包裝要醒目環保,還應符合4R要求,即少耗材(Reduction)、可再用(Reuse)、可回收(Reclaim)和可再循環( Recycle)。在物流包裝上,要選擇可回收的綠色產品,如塑料物流容器等。
三、城市物流配送中心技術與應用
配送中心在整個城市物流配送中心重要作用已日益突顯,優質的倉儲物流配送系統不僅提高物流效率、降低物流成本,更是企業與客戶關系的重要紐帶,企業對物流配送中心的自動化程度需求也日益提高。
物流配送中心建設是非常復雜的系統工程,涉及項目的整體規劃設計、機械電控設備設計與制造、軟件開發與實施、安裝與系統集成、驗收與售后服務等諸多方面。
復雜的物流配送中心由多種不同功能的子系統組成,例如存儲系統、輸送系統、分揀系統、揀選系統、碼垛系統、倉庫管理及控制系統等,這些子系統由不同的設備或軟件構成,在整個物流系統中起到不同的作用,同時又相互聯系、緊密配合,不僅要完成物料的準確遞送,更要實現信息的準確管理與實時更新。
物流配送中心從區域上看,一般應具有收貨區、存儲區、揀貨區、發貨區。從功能上實現收貨、儲存、加工、理貨、配送等功能,是城市物流配送網絡節點,是城市物流配送設施的核心。城市物流配送中心是現代物流技術與裝備集成應用的區域,一般根據作業要求的不同,不同的作業區或不同的作業需要配備不同的物流技術裝備。
收貨區與發貨區主要是收發貨作業。商品經過確認一般需要碼放在托盤上。如果不需要托盤存放,則相應商品會被貼上標簽。收貨區驗貨后,商品被送入存貨區域或者直接送往分揀區域。有越庫發貨的需求的收到的貨物被直接送出。發貨則對揀選好的商品經包裝后裝車發貨。因此收發貨區常用的有:托盤、周轉箱、倉庫籠等單元容器;叉車等各類搬運設備、驗貨與統計設備等。存儲區主要是用于貨物存儲,主要設備有:叉車、揀貨車、貨架等,對自動化立體倉庫系統配備是貨架與堆垛機;揀貨作業常采用摘果實或播種式揀貨。設備有:揀貨小車、語音揀選設備、電子揀貨標簽產品、手持終端揀貨產品等。先進的物流中心往往配備全自動化或半自動化輸送分揀系統,分揀效率高,速度快,適合于大批量的分揀作業,在大型電商物流和商貿物流中心常常應用。
四、城市物流配送系統的貨架技術與應用
工業貨架是現代化倉庫不可或缺的組成部分,是物流中心得主要存儲設備,主要分類及其相關特點如下:
1.貨架可分固定式或是移動型
(1)固定型貨架:固定型貨架可細分為擱板式、托盤式、貫通式、重力式、壓入式、閣樓式、鋼結構平臺、懸臂式、流動式、抽屜式和牛腿式貨架等?! ?/p>
(2)移動型貨架:移動型貨架可細分為移動式貨架和旋轉式貨架,其中移動式貨架又可細分為輕中型移動式貨架(又稱密集架,分為手動和電動)、重型托盤式移動貨架,旋轉式貨架又可細分為水平旋轉式、重直旋轉式貨架兩種?! ?/p>
2.按貨架整體結構分焊接式或組裝式,目前國內大多使用組裝式貨架。
3.按貨架系統與倉庫建筑結構的聯接可分為:(1)庫架合一式。(2)分離結構式貨架。
4.按貨架的高度分為:
(1)低位貨架:高度5m以下。
(2)高位貨架:高度5~12m?! ?/p>
(3)超高位貨架:12m以上。
5、按貨架系統結構可分為:擱板式貨架、托盤式貨架 、貫通式貨架 、重力式貨架 、壓入式貨架 、閣樓式貨架、鋼結構平臺 、懸臂式貨架 、流動式貨架 、抽屜式貨架 、旋轉式貨架、料盒式貨架等。
普通的物流中心常用低位、固定式貨架,一般均為組裝式貨架,個別的也采用焊接式貨架,貨架高度一般在5米以下。對于一些存儲量大,先進先出的庫,也有采用密集式流動貨架;由于存儲要求,也有采用移動式或旋轉式貨架。
城市配送中心的貨架系統結構主要是隔板式、托盤式、閣樓式、料盒式貨架為主。與高架叉車相配套,高架庫常采用高位固定式貨架,一般為組裝式貨架,貨架高度5-12米。自動化立體庫往往采用超高位貨架,貨架有的魚倉庫建筑結構為一體式的,大部分為分離結構。
配送中心主要貨架類型:
擱板式貨架:通常均為人工存取貨方式,組裝式結構,層間距均勻可調,貨物也常為散件或不是很重的已包裝物品,貨架高度通常在2.5m以下,單元貨架跨度(即長度)不宜過長,單元貨架深度(即寬度)不宜過深,按載重量可分為輕、中、重型擱板式貨架,層板主要為鋼層板、木層板兩種
托盤式貨架:俗稱橫梁式貨架,或稱貨位式貨架,在國內的各種倉儲貨架系統中很是常見。托盤式貨架與叉車配合,中,低、高位倉庫大多用前移式電瓶叉車、平衡重電瓶叉車、三向叉車進行存取作業,貨架較矮時也可用電動堆高機,超高位倉庫用堆垛機進行存取作業。此種貨架系統空間利用率高,存取靈活方便,既適用于多品種小批量物品,又適用于少品種大批量物品。
重力式貨架:由托盤式貨架演變而成,采用輥子式軌道或底輪式托盤,軌道呈一定坡度(3°左右),利用貨物的自重,實現貨物的先進先出,一邊進另一邊出,適用于大批量、同類貨物的先進先出存儲作業,空間利用率很高,尤其適用于有一定質保期、不宜長期積壓的貨物。
閣樓式貨架:系統是在已有的工作場地或貨架上建一個中間閣樓,以增加存儲空間,可做二、三層閣樓,宜存取一些輕泡及中小件貨物,適于多品種大批量或多品種小批量貨物,人工存取貨物,貨物通常由叉車、液壓升降臺或貨梯送至二樓、三樓,再由輕型小車或液壓托盤車送至某一位置。
流利式貨架:通常由中型橫梁式貨架演變而成,貨架每層前后橫梁之間設置滾輪式鋁合金或鈑金流力條,呈一定坡度(3°左右)放置。貨物通常為紙包裝或將貨物放于塑料周轉箱內,利用其自重實現貨物的流動和先進先出,貨物由小車進行運送,人工存取,存取方便,適于配送中心的揀選作業等場所,可配以電子標簽實現貨物的信息化管理。
移動式貨架(也稱密集架):由輕、中型擱板式貨架演變而成,密集式結構,僅需設一個通道(1m寬左右),是空間利用率較高的一種貨架,分手動和電動兩種類型。導軌可嵌入地面或安裝于地面之上,貨架底座沿導軌運行,貨架安裝于底座之上,通過鏈輪傳動系統使每排貨架輕松、貨架平穩移動,貨物由人工進行存取。
五、城市物流配送叉車技術與應用
叉車在企業的物流系統中扮演著非常重要的角色,是物料搬運設備中的主力軍。目前市場上可供選擇的叉車品牌眾多,車型復雜,每種叉車都有其典型的運用工況。有動力的叉車通??梢苑譃槿箢悾?/p>
內燃叉車、電動叉車和倉儲叉車。普通內燃叉車一般采用柴油、汽油、液化石油氣或天然氣發動機作為動力,載荷能力 1.2~8.0噸,作業通道寬度一般為3.5~5.0米,考慮到尾氣排放和噪音問題,通常用在室外、車間或其他對尾氣排放和噪音沒有特殊要求的場所。由于燃料補充方便,因此可實現長時間的連續作業,而且能勝任在惡劣的環境下(如雨天)工作。
電動叉車:以電動機為動力,蓄電池為能源。承載能力 1.0~4.8噸,作業通道寬度一般為3.5~5.0米。由于沒有污染、噪音小,因此廣泛應用于對環境要求較高的工況,如醫藥、食品等行業。由于每個電池一般在工作約8小時后需要充電,因此對于多班制的工況需要配備備用電池。
倉儲叉車:主要是為倉庫內貨物搬運而設計的叉車。除了少數倉儲叉車(如手動托盤叉車)是采用人力驅動的,其他都是以電動機驅動的,因其車體緊湊、移動靈活、自重輕和環保性能好而在倉儲業得到普遍應用。在多班作業時,電機驅動的倉儲叉車需要有備用電池。在城市物流配送中還常用大量的手動輕小型搬運叉車。
在現代化城市物流配送中心,叉車正向智能化和無人化方向發展。無人叉車集成了叉車技術和AGV技術,通過自主導航和自動搬運,實現了叉車無人化作業。無人叉車技術的關鍵在于導航技術的升級,機器視覺的應用,自動控制系的的智能。
叉車的基本作業功能分為水平搬運、堆垛 /取貨、裝貨/卸貨、揀選。根據企業所要達到的作業功能可以從上面介紹的車型中初步確定。另外,特殊的作業功能會影響到叉車的具體配置,如搬運的是紙卷、鐵水等,需要叉車安裝屬具來完成特殊功能。叉車應用中對托盤或貨物規格、提升高度、作業通道寬度、爬坡度等有一定要求,同時還有作業效率(不同的車型其效率不同)、作業習慣(如習慣坐駕還是站駕)等方面的要求。倉庫環境對噪音或尾氣排放等環保方面有要求,一般選擇倉儲叉車,在冷庫或有防爆要求的環境中,叉車的配置也應該是冷庫型或防爆型的。高質量的叉車其優越的性能往往體現在高效率、低成本、高可靠性、人機工效設計好以及服務便利等諸多方面。高效率并不只意味著高速度(行駛、提升、下降速度),它還意味著操作者在完成一個工作循環所需的時間短,并且能在整個工作時間始終保持這個效率。低成本指企業購買和使用叉車時,每年所需花費的總成本更低。
叉車使用成本包括:①采購成本;② 維護成本,③ 能耗成本;④ 人工成本。高安全性,便于操作,舒適型好,維護方便也是叉車使用中較重要的指標。企業需要根據叉車作業環境、所搬運物品重量、作業頻次、儲存方式等多種因素,遵循經濟性和高效率的要求選購叉車。
六、城市物流配送輸送與分揀技術應用
自動分揀設備的技術和形式會根據應用條件及功能要求的不同而不同,其客戶多樣性決定了設備的多樣性。按分揀機輸送類型可分為:鏈式分揀機:翻盤式/翻板式/翼盤式/三維翻轉式翻盤/帶皮帶的臺式;鋼帶分揀機:是在鋼帶輸送機上裝有若干橫向推出裝置。膠帶分揀機:橫向推出式/斜行膠帶式/斜置輥輪式/轉臺式/底翻式;輥道分揀機:橫向膠帶式/橫向推出式;滑塊橫向推出式:板式/輥道式;懸掛式分揀機:以懸掛輸送機為主體,配以相應的物品識別、分揀機構;專用分揀機:信函自動分揀系統/電子稱重分揀系統;
按分揀技術的不同區分有小車翻盤(斗)式、交叉帶式、推塊式 、推式懸掛式、鋼帶式、斜導輪分離式等。按主輸送線場地布局可有多種方式,常見的有直線形、 L 形或環形布置。將物件導入分支輸送線也有多種方式,如:橫向推出式、重力跌落式及在線導向式等。按照主輸送線布局和物件導入方式也有多種形式,如:有動力或無動力分支輸送線、滑槽式分揀格口、袋架式分揀格口等,也有干脆將集裝籠車作分揀格口。
分揀設備是進行物件自動快速分揀作業的設備,其技術水平是物料配送作業現代化的重要標志之一。
設備需求是以行業發展為前提,當前,我國物流領域涉及分揀設備的主要有郵政、煙草、圖書、醫藥、百貨配送等行業。郵政行業通過前段時期的規劃建設和步入市場運作后,各級郵政局分揀設備的配備已趨合理,在未拓展新業務之前,不會有大的需求。而煙草、圖書、醫藥、百貨配送等行業正處發展時期,全國同行業競爭日趨激烈,為求得市場份額,企業在整合資源擴大規模同時,必將通過運用現代物流技術來提高市場反應速度,以贏得市場競爭力,從而適應各行業小批量、多品種、多客戶端的各種高速自動分揀。
近年來,隨著中國電子商務的發展,中國快遞包裹的增速以超常規的速度發展,對快速分揀提出了更高要求。電子商務網絡購物的物流特點具有明顯的季節特征,在每年雙十一和一些節假日,由于電商企業促銷,快遞包裹往往出現爆發式增長,快遞公司因此常常出現爆倉,這也大大地推動了自動分揀技術在電商物流領域的應用。在電子商務領域是中國分揀技術裝備應用廣,技術迭代升級快,黑科技多的領域,近年來滑塊式分揀、擺臂式分揀、交叉到分揀、機器人貨到人分揀、機器人搬運貨物到機器人分揀、模組帶分揀機、機器人播種式翻蓋分揀等新技術不斷涌現,分揀機與物流數據系統不斷融合創新,正向柔性化、模塊化、智能化方向進化。
隨著中國人工成本的上升,過去依靠人工分揀的一些零擔快運企業,越來越面對成本上升的壓力,面對不是十分規則的重大件物品,如何實現快速分揀,實現機械化分揀作業,也對很多零擔快運企業提出了要求,目前一些零擔快運企業正在探討利用單元化技術和自動分揀技術,取代人工分揀,降低勞動成本。
輸送分揀是現代物流的一個重要環節,他既有全自動分揀的需求,也有半自動分揀,更有特種物品的分揀需求,市場發展潛力巨大。
七、城市物流配送對車輛的技術需求
城市物流雖然基建物資物流量很大,但城市物流配送主體還是商超配送、快遞包裹、居民生活物流等城市輕物流。城市輕物流,是為城市終端需求服務的,以輕型快捷運輸為特征的現代化道路貨運物流模式,也就是專業化、高效率的輕型城市物流。
城市輕物流在城市生活發展、城市環境、城市美觀及運輸安全性及生活便利性等各方面都具有重要的意義,是融合道路管理、經濟實用性、靈活操控性、節能提效性于一體,讓消費者享受到更加方便快捷的“最后一公里”的物流服務。其具備如下特點: 1、輕型便捷;2、機動靈活;3、專業化程度高;4、低碳環保;5、美觀實用。
城市配送物流是指為城市終端需求服務的道路貨物運輸。城市配送物流一般有商業配送、快件運輸、冷藏運輸、貨運出租、搬場運輸等經營業態。城市配送物流車是指主要為商業配送、快件運輸服務的營運車輛??煞譃檩p型封閉式貨車和廂式貨;城市物流用車首先必須一般物流運輸用車國家標準相關規定,滿足交通部相關頒布的相關技術規定。
城市物流用車除需要滿足物流運輸用車國家標準規范與交通部相關規定外,還需要根據城市物流特點,滿足城市物流配送的需求。主要有:1、環保要求,要滿足當地城市中心區排放標準,這在不同地區可能要求不同;2、車輛技術等級比一般運輸要求要高,至少應該達到營運技術二級以上水平;3、一定要求全封閉貨車,一般為廂式貨車或輕型封閉式貨車。即使施工工程物流車,也要覆蓋封閉才好;4、根據城市交通與路況,城市貨車一般以輕型或者為主,一般車輛噸位不宜超過8噸;5、此外,考慮城市配送路況,立交橋高度、路網密度及道路寬度等現實條件,對車輛的尺寸、轉彎半徑、爬坡能力、制動能力、車體密封性、車廂材料等均需有特定要求。
八、城市物流配送的信息技術需求
做好城市物流配送,信息平臺非常重要,鑒于在本報告前面已有詳細分析,在此不再展開。此外,城市物流配送的信息技術需求主要體現在車聯網技術、智能追溯技術和數據采集終端信息技術三類。
物流行業車聯網技術應用:GPS/GIS技術體系是主線,也是應用較早的車聯網技術體系;早期GPS/GIS技術應用與物流業,主要是用于車輛導航與在線監控,之后借助于物流信息系統,建立起車輛與配送貨物的聯系,可實現配送貨物的實時追蹤與可視化管理;現在,借助于其他應用技術的集成應用和車聯網信息系統平臺,還可以實現智能配貨、在線調度、可視化管理、物品監控、配送線路優化。數萬輛車可同時聯網在線,更多的應用持續開發中………
貨運聯網的智能終端系統發展很快,物流業特殊的智能車載終端可以記錄車輛行駛的、加速、剎車、行駛持續時間、行駛路徑軌跡、油耗分析、司機提醒與監管等功能,具備車隊管理、調度與統計分析系統,借助于這一技術系統對車輛聯網管理,可以實現對車輛與司機的在線智能化管理,可以輔助司機提升駕駛技術,可以為物流公司提供司機與車輛管理的分析數據等。
物流業,車聯網技術系統越來越出現集成化,應用邊界在延伸,如導航技術與溫度傳感器技術結合可以實現冷鏈車聯網,對特殊物品配送實現溫度控制與質量保證;車聯網與貨運車輛配貨物聯網結合實現貨物追蹤與在線智能配貨;車聯網駕駛管理系統可協助司機提升駕駛技術;車聯網與物流信息系統對接可實現物流配送智能管理等等;現在車輛無人駕駛技術在快速發展,如果這一技術今后在物流業應用,則可以組建無人駕駛的配送車隊,配送車輛在與搬運機器人、碼垛機器人、全自動化倉庫系統結合,一個全智能化的物流系統將呈現在我們眼前。
關于物流的智能追溯系統,目前,在醫藥、農產品、食品、煙草等行業領域,產品追溯體系發揮著貨物追蹤、識別、查詢、信息采集與管理等方面的巨大作用,已有很多成功應用。
關于數據采集終端,收貨員通過掃描快件條碼的方式,將運單信息通過3G模塊直接傳輸到后臺服務器,通過追蹤追溯信息系統,即可可實現相關業務信息的查詢等功能,方便總部對運單數據的實時處理。
借助于物聯網技術和車聯網技術,實現訂單處理的全程雙向可追溯,實現對貨物在城市配送過程中移動定位和追蹤,在送貨終端所需,送貨員借助手持終端的掃描條碼方式,將貨物送達與交接信息通過3G模塊直接傳輸到后臺服務器,實現了對貨物在系統中全過程的跟蹤與監控,實現物流配送的可視化。
目前,基于傳感、RFID、聲、光、機、電、移動計算等各項先進技術,建立的全自動化的物流配送中心。借助配送中心智能控制、自動化操作的網絡,可實現商流、物流、信息流、資金流的全面協同。目前一些先進的自動化物流中心,基本實現了機器人堆碼垛,無人搬運車搬運物料,分揀線上開展自動分揀,計算機控制堆垛機自動完成出入庫,整個物流作業與生產制造實現了自動化、智能化與網絡化系統。在配送階段,借助于GPS等感知技術,可以實現對配送車輛跟蹤定位,借助于智能追溯技術,可以實現對貨物配送的全程和雙向追溯,借助與手持終端,可以實現數據自動采集與訂單自動處理。應該說,先進的城市物流配送中心具有各類先進技術的應用,但實際使用中,還要本著先進適用的基本原則進行技術與設備選型。