历史机遇成就物流工程跨越式发展

历史机遇成就物流工程技术跨越式发展 中国机械工程学会物流工程分会 周云

前言 现代经济的高速发展和全球化进程、以及市场需求的多样化，企业在资源、生产率以外寻求新的利润来源，促进了物流快速朝着现代化方向迈进。物流管理学和现代工程技术的高度融合，以及信息技术的广泛应用，催生了现代物流工程。现代物流工程跨越了许多传统的和新兴的科技领域，其重要特点便是这些领域的综合运用、系统组合，在更大范围内将不同门类的科学技术予以新的应用和有效组合，是集系统理论和现代管理理论与方法、物流技术与装备于一体的系统工程，它综合运用现代工程技术、现代机电技术、电子信息技术与通信技术、数据库技术、条形码技术、射频技术、物流跟踪定位技术、自动化和智能技术、运输技术、仓储技术、包装技术、分拣与加工技术、建模与仿真技术等现代技术，并依托现代化的物流技术装备与设施，进行物流系统与网络的规划设计、物流运营与控制及经营管理。

1. 中国物流工程的兴起 1.1 中国物流工程的历程回顾 物流工程起源于早期的工厂设计，通过生产过程中的专业分工来提高效率。进入本世纪初所开展的生产过程中的动作分析和流程分析，已带有物流系统分析的含义。 中国物流工程的研究伴随物流的发展而发展。20世纪80年代初，国内已开始对物流系统的研究，主要是在企业特别是在制造业内，对物料搬运从系统、物资流的角度进行布局，从物料的流动、储存、上线以及在制品、成品的管理等与生产工艺相结合，以提高生产效率和尽可能的降低成本。但物料搬运系统只是生产工艺的从属，又由于当时更多的企业是计划生产，物料搬运系统与生产工艺结合都是按照相对固定的计划安排，缺少柔性，而且与上游的采购供应及下游的分拨配送缺乏有机结合与联动。当市场从卖方转向买方，经济全球化、订单生产、快速响应对企业的核心竞争力提出了挑战。 20世纪90年代后期，得益于物流管理水平的提高和信息技术及工程技术的发展，物流工程的概念开始提出，已经不是局限于企业内部的物料搬运和物流系统，而是向上游与下游延伸，从大的系统进行全面的规划与设计，并通过现代工程技术、信息技术、物流装备来实现，从企业内部的车间配送到复杂的配送中心、物流中心，无不贯彻了物流工程的思想。2000年中国机械工程学会物料搬运分会与时俱进更名为中国机械工程学会物流工程分会，无疑推动了物流工程在中国的发展历程。 1.2 物流工程分会在推动物流工程技术进步中的贡献 中国机械工程学会物流工程分会成立于1980年，当时名称为中国机械工程学会物料搬运分会，2000年改名为物流工程分会，是全国从事物流工程和物料搬运专业科研、设计、生产、教学以及使用部门的科技工作者的学术性群众团体。学会一直致力于推动我国物料搬运系统和物流工程技术进步，从20世纪80年代起，就在国内相继召开多次学术会议，推动企业内物料搬运合理化、系统化、自动化，推进物料搬运设备现代化。在1984年学会召开的学术年会上，就明确提出了物流系统分析的概念，学会还与中国机械工程学会共同召开物流技术与装备国际学术会议，将国际先进的物流系统分析经验介绍给国内。通过学术交流及各种培训，提高社会各个行业特别是制造业对物流系统的认识。 中国经济的高速发展对物流提出了更高的要求，物流管理、信息技术和工程技术都有了极大的进步。学会意识到，局限于对物料搬运以及内部物流系统的一般研究已经不能完全满足社会经济发展的要求，需要站在更高的层面来认识和研究，2000年学会正式更名为物流工程分会，开展物流系统和网络的规划与设计、物流系统的运营控制与管理以及物流技术与装备的应用研究。学会组织近300名专家学者编撰的《中国现代物流大全》于2004年出版发行，学会相继召开了十二次物流工程相关学术会议，推广物流工程、宣传物流工程，并在物流工程人才培养方面开展了物流工程师技术资格认证工作。10年过去了，今天来看，物流工程的概念已深入人心，正是从学会更名为物流工程分会、大力推广物流工程以来，我国高等院校纷纷设立了物流工程专业，为社会各界培养了大量的具有工程背景的物流工程人才。国内用了10年的时间，完成了从单纯的企业内物料搬运系统的研究与应用向更为广泛、满足企业物流需求的物流工程研究与应用的转变。学会在这一过程中做出了自己应有的贡献。

2. 现代物流技术的发展 2.1 物流软科学的研究 2.1.1物流预测受到高度重视 物流预测已受到越来越多的物流决策者的重视，通过科学的预测，了解未来的各种变化，并做出承担适当风险的决策。目前采用的预测方法有相关回归预测法、时间序列预测法、人工神经网络预测法等，并向多种方法的综合与集成发展。 2.1.2第三方物流（3PL）服务商选择的多指标决策 现代生产企业为了集中力量不断研发具有市场竞争力的新产品，以提高自身的核心竞争力，已越来越多的把物流委托给3PL。如何选择3PL服务商是企业十分关注的重要问题。近年来对3PL服务商选择的多指标决策问题进行了许多的研究，其研究成果对合理选择3PL具有很现实的指导意义。 2.1.3物流仿真进入物流系统的设计与布局规划 物流仿真是针对物流系统进行系统建模，并在计算机上编制相应应用程序，模拟实际物流系统运行状况，并统计和分析模拟结果，用以指导实际物流系统的规划设计与运作管理。仿真软件代替了以往的凭经验的猜测，在屏幕上，操作者可以观察到不同的场景，通过不同的生产能力对各种物流方案进行评价。 2.1.4物流管理技术日臻成熟 物流管理水平不断提高，管理技术日臻成熟，如： ■ 最佳协调物流量、时间节点与生产资源（人员、设备等）的利用； ■ 采用在线动态仿真系统研究各种决策方案，预防瓶颈现象； ■ 自动采集作业数据，监测不同物流环节上的效率； ■ 显示与分析作业状态、趋势和各种统计数据； ■ 全程监控，具有物件查询与追踪功能； ■ 客户意见管理，为客户提供最佳服务； ■ JIT配送、JIT采购等等。 2.2 信息技术的广泛应用 物流技术最主要的发展趋势是向信息化发展。通过对信息技术的开发与广泛应用，实现对物流全过程进行跟踪、识别、认证、控制和反馈。 2.2.1自动识别与数据采集技术 自动识别和数据采集(AIDC)技术包括：条形码技术、射频识别技术(RFID)、磁识别技术、声音识别技术、图形识别技术、光字符识别技术和生物识别技术、空间数据传输技术。 2.2.1.1条形码技术 条形码技术已经非常广泛地应用于物流领域中的物品识别与跟踪、危险废料跟踪、包裹跟踪和车辆控制与识别。通常采用的条码标准主要有三种：通用商品条码、储运单元条码和贸易单元128条码。通用商品条码用于单个商品的包装箱上；储运单元条码用于储运单元的包装箱；贸易单元128条码用于标识贸易单元的信息，如产品批号、数量、规格、生产日期、有效期、交货地等。 2.2.1.2射频识别技术(RFID) 近年来，由于射频识别技术最突出的特点是可以非接触识读(识读距离可以从几厘米至几十米)、可识别高速运动物体、抗恶劣环境、保密性强、可同时识别多个识别对象等，因而广泛应用于制造业及其他不适宜条码标签存在的环境中。在供应链过程控制中，它被广泛应用于运输工具的自动识别(AVI)、物品的跟踪与监视、店铺防盗系统、高速公路收费及智能交通系统(ITS)、生产线的自动化及过程控制等方面。 2.2.1.3 图像和机器视觉识别技术 图像和机器觉识别技术主要是对物品的色彩、尺寸大小进行自动识别。图像和机器视觉识别技术应用于物流分拣系统中，采用自动化生产方式，将物品送入检测系统，对色彩、尺寸大小自动识别并进行数字化图像信息处理，通过计算机网络识别系统，对货物的外形质量，色彩进行分拣检测、分类，并通过机械系统将不同类型的物品分配出来。 2.2.2 自动跟踪与定位技术 GIS是一个以地理坐标为基础的信息系统，具有强大的处理空间数据的能力。它以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。GIS技术应用在物流分析上，即利用GIS强大的地理数据分析功能来完善物流分析技术。一般GIS物流分析软件集成了车辆路线模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等功能。 GPS已经广泛的运用在物流领域，给车辆、轮船、火车等交通工具的导航与跟踪提供了准确、实时的定位能力。GPS可以提供自动规划和人工设计的路线，也能提供信息查询，查询资料可以文字，语言及图像的形式显示，并在电子地图上显示其位置。通过车载GPS，驾驶员通过显示屏及时查看车辆的有关信息，如经度、维度、速度、航向等，同时车载电台将定位信息发送给车辆监控中心。若车辆出现紧急情况，司机启动报警装置，在监控中心即可显示出车辆情况、出事地点、车辆人员等信息。从而实现对重要车辆和货物进行跟踪运输，也可以帮助追踪失窃的车辆。 2.3物流系统自动化、集成化技术 近几年来全自动化、集成化的物流系统正在逐步发展，并受到重视。 2.3.1 自动化物流中心、配送中心 近几年，各地建设了一批自动化程度较高的物流基地和物流中心，如森马集团上海有限公司物流配送中心，由两座相邻建筑组成：一座为自动化立体仓库,设计16个巷道21.55米高立体库,库容量38688个托盘货位,由立体库货架、巷道堆垛机、托盘输送机、钢结构平台及一套自动化控制系统构成，支持立体库托盘在线拣选作业；另一座建筑为拣选楼，为两层楼库，具有小件货位33696个，支持11232个品种的拣选，由货架系统、箱式输送线、箱式包装台、箱式自动分拣机、垂直提升机、电子标签系统及一套自动化控制系统构成，具有摘果式拣选和播种式拣选两种拣选方式。立体库系统与拣选库系统通过空中走廊相连，每天可处理入库10000箱、出库10000箱，其中自动分拣线每小时可分拣3000箱以上。配送中心由一套计算机管理系统管理控制，实现了订单的波次运行、任务下发、拣选、包装、自动分拣、补货等功能，该物流系统成为森马集团满足年进出1.2亿件成衣、3000家门店分拣业务的重要平台。

天津港保税区内兴建的以自动化立体仓库为主体的现代化的物流中心，占地面积33798平方米，立体仓库内存货架28排×64列×13层，一次可存放托盘23296个，有14台有轨巷道堆垛机，行走速度4－120m/min，升降速度3－18m/min，叉动速度5－25m/min，升降高度21m，货架前有自动分拣系统，整个仓库实现了计算机信息管理和自动化控制，库前有近万平方米的堆场，可供存放集装箱用。计算机管理信息系统分为内部应用系统和外部信息系统，前者采用客户机/服务器两层结构，后者采用浏览器/Web服务器/数据库服务器三层结构。 2.3.2全自动集装箱物流系统的研究 在国外如德国汉堡CTA码头2003年建成了一个全自动的集装箱物流系统之后，根据中国港口集装箱发展的未来趋势，上海振华重工（集团）公司创新研制的环保、安全、高效全自动化集装箱码头装卸系统为世界首创，建立了全自动化集装箱码头示范区。该系统取消了传统码头用内燃机驱动的地面水平运输，将码头完全置于立体式的轨道上用电驱动来实现。该系统可一次性处理两只40英尺箱，使码头装卸效率得到极大的提高。经测算，同一泊位采用该方案的生产效率至少提高50%，堆场的存箱量提高25%，且运营费用大大降低；投资少，场地利用充分；可用于老码头技术改造。 2.4 物流系统运行安全技术的研究 物流系统的安全运行是物流畅通、货物无损害和人机安全的重要保证，物流系统运行的安全技术越来越得到人们的高度重视，如物流装备的抗震、防火、防爆等。 2.4.1防碰撞技术 为了防止撞翻集装箱事故的发生，上海港研发了一种集装箱轮胎吊小车运行的报警安全装置以有效避免了撞箱事故的发生。起重机、AGV等设备的防碰撞要求越来越高，如何保证类似设备安全运行，其中防碰撞技术引起了越来越多的重视。 2.4.2物流设备结构裂纹诊断技术 物流设备特别是装卸机械承载结构产生宏观裂纹是物流机械安全生产的重大隐患，如：巡检部位的确定，临界裂纹长度的确定，由初始裂纹长度扩展到临界裂纹长度的速度（时间）