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现代物流系统技术的研究现状及发展趋势
发布者:admin  发布时间:2012/3/13 15:55:03  点击:1331

    物流系统技术是先进制造技术中的重要组成部分,从其广义内涵分析可以看出它已从以前简单的物料搬运发展到今天的集机械设计、计算机科学、管理学和自动化控制技术等于一身的综合技术。 
    进入90年代末,全世界的制造者和分销商继续承受着各种压力,其中包括:产品定单更小、更频繁,产品需求不断变化且更加用户化和服务价值升高等。经营者们必须使工厂的运行适应定单的混合、更短的定单周转时间和更高的生产能力。必须采取一定的策略来适应不断提高要求的库存管理、运行的柔性以及各种过程集成的程度。在供应链中集中对一些过程进行转移、结合或消除,使得工厂以及仓库的物流和信息流更加有效。在这些变化的要求下现代物流技术从各个方面显示出一些新的发展趋势。 
    1现代物流系统的广义内涵 
   从广义上讲,物流泛指物质实体及其载体的场所(或位置)的转移和时间占用,即指物质实体的物理流动过程。它是在生产和消费从时间和空间上被分离并日益扩大的形势下为有机地衔接“供”和“需”,保证社会生产顺利地进行,并取得良好的经济效益而发展起来的一门科学。物流所要解决的问题是物流活动的机械化、自动化和合理化,以实现物流系统的时间和空间效益。 
    物流系统是指在一定的时间和空间里,由所需输送的物料和包括有关设备、输送工具、仓储设备、人员以及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的具有特定功能的有机整体。随着计算机科学和自动化技术的发展,物流管理系统也从简单的方式迅速向自动化管理演变,其主要标志是自动物流设备,如自动导引车(AGV-Automated guided vehicle)、自动存储、提取系统(AS/RS-Automated storage/retrieve s y s t e m)、空中单轨自动车(SKY-RAV-Rail automated vehicle)、堆垛机(Stacker crane)等,及物流计算机管理与控制系统的出现。 
    发展至今,物流系统是典型的现代机械电子相结合的系统。现代物流系统由半自动化、自动化以至具有一定智能的物流设备和计算机物流管理和控制系统组成。任何一种物流设备都必须接受物流系统计算机的管理控制,接受计算机发出的指令,完成其规定的动作,反馈动作执行的情况或当前所处的状况。智能程度较高的物流设备具有一定的自主性,能更好地识别路径和环境,本身带有一定的数据处理功能。 
    现代物流设备是在计算机科学和电子技术的基础上,结合传统的机械学科发展来的机电一体化的设备。从物流系统的管理和控制来看,计算机网络和数据库技术的采用是整个系统得以正常运行的前提。仿真技术的应用使物流系统设计处于更高的水平。物流已经成为并行工程的基础和CIMS的组成部分[1~5]。 
    2现代物流系统技术研究现状 
    我国于80年代末90年代初开始重视、引进和消化吸收国外的先进物流系统技术与设备,并在1994年和1997年先后召开了两届物流技术与装备国际会议,1999年10月将再次召开物流技术与装备国际会议。 
    下面就分别从物流设备的规划布局、设计、仿真以及物料从到货、仓储、在线加工以及发运等过程阐述目前国际物流系统技术的现状及新的发展趋势。 
    2.1多维仿真进入物流系统的设计与布局规划 
    要实现对设备和物流工艺更加有效的布局规划,目前一个重要的工具是仿真。仿真软件将凭经验的猜测从物流系统设计中去除,对设计一个复杂的工艺流程特别有效。在屏幕上,操作者可以观察不同的场景,通过不同的生产能力对各种物流方案进行评价,并可以假设一些条件,比如一个子系统暂时停止工作后,观察可能发生的情况。 
    仿真软件的开发者们也继续在提高软件的水平,最新的软件通过四维(x、y、z、时间)设计,使得系统更加接近现实世界。更加复杂的软件倾向于软件不但在设计时是一个很好的帮助,也成为一个操作控制工具。 
    惠普公司在俄勒冈的喷墨打印机工厂在进行自动化物流改造时也选择了AutoMod仿真软件包。他们力求实现从装配线接到一个电子定单开始,最多30 min内所有的装配组件都能送达装配工作站的JIT目标。为了解决组件输送的这个瓶颈,他们最后选择了两个AS/RS、零件箱传送线、AGV等自动化物流设备。他们将实际的定单数据用于仿真模型,逐步细化物流方案。他们将今天运行的流畅的物流很大程度归功于设计时的仿真。 
    2.2接货 
    接货要达到的目标是使接收物料更快、更安全、高效和准确。码头充当接货和发货双重任务,所以码头的物流布局又分为结合型、分离型和直接转发型。和供应商和客户的及时的信息交流是流畅码头物流的关键。Crossdocking是个越加被广泛应用的操作,它就是将接货的物料直接发运,省去了仓储等其他内部操作。实现Crossdocking的条件有: 
    (1) 到货时这些货物的发货目的地就已经知道。 
    (2) 需要这些到货的客户已经做好了接受准备。 
    (3) 到货物品是被预先贴好标签或打好条码的。 
    (4) 你的仓库或配送中心的容量已接近饱和。 
    (5) 到货物料的价格是预先定好的。 
    应用自动数据收集(ADC)可以提高接货的效率和准确性。 
    2.3存储 
    从接货码头下一步就到了存储区。现代制造业的一些新的概念,象JIT、连续物流和跨码头直接发运(Crossdocking)使得库存量和库存时间都大大减少。存储越来越被认为是一个物流的过程而不只是一种静态的存储技术。通过应用缓冲站、积累区以及一些相关操作,仓储已不只是一个短暂的物料停留过程。 
    最近的趋势包括动态存储系统的发展。例如VLM(Vertical lift modules)的应用,Sikorsky’s Stratford Conn飞机制造厂采用5个VLM存储30 000可重用的模具和32 000一次性的工具。将原来的存储区域减少至原来的1/10,工具的提取时间由原来的3~5min减少至45s库存控制软件现在也能跟踪工具在何时、何地被何人领取,也因此可以将库存降低到原来的一半。并且操作由原来的人上下移动来取工具,变为工具上下移动到人适合提取的位置。再比如通过一个振动的气缸将负载从流动的巷道中移下,由于不是通过重力,所以不需要有斜坡,负载是在一个水平面上移动,大大节省了空间。 
    全面的库存控制是高效的仓库管理的关键,新的WMS(Warehousem a n a g ementsoftware)仓库管理软件,提供了一个基于小型机、PC机、服务器的,对仓储、分配和制造等操作提供实时的库存管理,并将它们集成在一个软件包内。美国的集成化物流系统IMHS软件是当前物流行业中最完整的一体化解决方案,目前国内大长江摩托车集团和玉溪(红塔)烟草集团已经引进了该系统。它的主要特征为: 
    (1) 开放的、客户机/服务器结构。 
    (2) Oracle、SQL等大型数据库。 
    (3) 面向对象的设计。 
    (4) 扩展的仓库管理功能(包括供应商管理、拼盘管理、零部件检验与质量跟踪、存储、生产计划管理、BOM管理和销售管理等)。 
    5) 具有在线监控仿真和离线设计仿真,与物流管理系统集成并能够自动转换。 
    (6) 投资成本估算。 
    (7) 大量采用新技术(支持WEB数据库、并行数据处理与仿真和虚拟现实技术)。 
    卖主管理库存(VMI,Vendor m a n a g ed inven- tory)是制造者和客户之间一种新型的合作关系。它允许制造者依据产品的用途以及用户所提供的库存水平信息来对客户的库存进行补充。电子数据交换(EDI,Electronic data interc h ange)使这项操作成为可能。


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