我國立體倉庫的發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國立體倉庫的現(xiàn)狀與開展立體倉庫的開展歷程和階段1.1自動倉儲技術(shù)的根本范圍自動倉儲技術(shù)是物流裝備技術(shù)的一局部自動倉儲技術(shù)從狹義上講自動化立體倉庫〔AS/RS〕,從廣義上講包括自動輸送系統(tǒng)〔含各種輸送機(jī)、穿梭車、AGV等〕。自動揀選與分揀系統(tǒng)，自動識別系統(tǒng)等。本論文主要以自動化立體倉庫為研究對象，兼顧輸送系統(tǒng)，分揀系統(tǒng)等。1.2我國自動化立體倉庫的開展歷史與現(xiàn)狀自動化立體倉庫也稱高架庫或高架倉庫，一般是指采用幾層、十幾層及至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。自動化立體倉庫〔AS/RS〕是物流技術(shù)革命性的成果，它一般由高層貨架，巷道堆垛機(jī)，輸送機(jī)，控制系統(tǒng)和計算機(jī)管理系統(tǒng)〔WMN〕等構(gòu)成，可以在計算機(jī)系統(tǒng)控制下完成單元貨物的自動存取作業(yè)。自動化立體倉庫應(yīng)用最早的是美國〔1953年〕，應(yīng)用最廣的日本。我國在1973年開始研制第一座由計算機(jī)控制的自動化立體倉庫〔高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)〕，該系統(tǒng)1980年投入運(yùn)行。據(jù)粗略統(tǒng)計，到2010年底，我國自動化立體倉庫的保有量超過1000座。我國自動化立體倉庫應(yīng)用范圍廣，幾乎遍布所有行業(yè)。目前已經(jīng)取得應(yīng)用的行業(yè)主要有機(jī)械、冶金、航天航空、電子、醫(yī)藥、圖書、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機(jī)場、港口等。1.3我國立體倉庫的開展歷程我國自動化立體倉庫的研究與應(yīng)用經(jīng)歷了4個主要階段。1973—1985年，屬于起步階段，已經(jīng)完成系統(tǒng)的研制與應(yīng)用，但限于經(jīng)濟(jì)開展的限制，應(yīng)用非常有限。1986—1998年，屬于初步開展階段，通過引進(jìn)吸收，研制了屬于第二代技術(shù)、基于PLC控制的立體倉庫系統(tǒng)。應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到醫(yī)藥、化工、機(jī)械、煙草等行業(yè)，市場應(yīng)用超過了200套。1999—2005年，屬于高速開展階段，以聯(lián)想電腦公司自動化物流系統(tǒng)為起點(diǎn)，基于激光測距的第三代技術(shù)得到全面應(yīng)用。這一時期立體倉庫得到了廣泛的應(yīng)用，市場保有量每年平均以40套左右的快速增長，到達(dá)約500套左右?！泊藭r1990年前建設(shè)的工程已經(jīng)根本撤除〕2006—2010年，已經(jīng)進(jìn)入成熟應(yīng)用階段，每年市場需求平均到達(dá)90套左右，到2010年底市場保有量超過了1000套。1.4自動輸送系統(tǒng)的開展歷程自動輸送機(jī)主要分為托盤和箱式兩大類，各自均有很多種類。托盤輸送機(jī)包括鏈條式、輥筒式、輥?zhàn)邮捷斔蜋C(jī)及提升機(jī)多種形式，在配送中廣泛應(yīng)用，此外，機(jī)場行李系統(tǒng)采用的輸送機(jī)是比擬特殊的一類。我國自動輸送系統(tǒng)的開展要早于自動化立體倉庫。其原因是生產(chǎn)線開展和郵政業(yè)務(wù)開展的需要，這在1980年已經(jīng)開始走向成熟。但是作為重要的物流裝備，尤其隨著大型配送中心的開展，我國自動輸送系統(tǒng)同樣經(jīng)歷了幾個時期。1970—1990年，屬于初級應(yīng)用時期。其托盤輸送機(jī)主要為立體庫配套，而箱式輸送機(jī)主要在郵政領(lǐng)域應(yīng)用，范圍比擬窄，技術(shù)水平比擬落后。機(jī)場的應(yīng)用主要依靠進(jìn)口。1991—2000年，屬于技術(shù)提高期。自動輸送系統(tǒng)的技術(shù)得到了顯著的提高。其主要標(biāo)志是PLC系統(tǒng)的應(yīng)用和總線技術(shù)的應(yīng)用。AGV等產(chǎn)品新技術(shù)得到開展，開始應(yīng)用于市場。2001—2008年，屬于高速開展期。輸送機(jī)技術(shù)水平躍上了新臺階。高速輸送機(jī)、AGV等均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。市場應(yīng)用已經(jīng)滲透到了各行業(yè)。尤其是煙草、零售、醫(yī)藥、圖書、服裝等領(lǐng)域開展迅猛。2009—2010年，技術(shù)成熟期。輸送系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)取得重大進(jìn)展。工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，其市場總量甚至超過了自動立體倉庫的規(guī)模。所缺乏的是主要表現(xiàn)在產(chǎn)品工藝，企業(yè)規(guī)模等方面。1.5高速分揀系統(tǒng)的開展歷程作為重要的物流自動化技術(shù)，高速分揀系統(tǒng)一直扮演著不抹去的作用。目前市場應(yīng)用的高速分揀機(jī)的類型主要有滑塊式、交叉帶式、托盤式等幾種，分揀能力從1000件/小時～10000件/小時不等。高速分揀系統(tǒng)在我國的開展，經(jīng)歷由仿到自制的過程。最早在郵政分揀中得到應(yīng)用。但技術(shù)水平與國外相比差距甚大。主要是工藝水平、可靠性、分揀能力等方面。目前只能生產(chǎn)分揀能力小于5000件的設(shè)備。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括機(jī)場行李分揀，郵政，配送中心分揀等。如國際3號航站樓行李分揀系統(tǒng)總投入到達(dá)約7億人民幣，是市場的主體。然而，隨著2010年B2C電子商務(wù)的蓬勃開展，高速分揀系統(tǒng)的應(yīng)用將進(jìn)入一個高潮。估計市場需求每年將到達(dá)100套左右。2我國立體倉庫的開展現(xiàn)狀2.1我國立體倉庫市場根本特征分析2.1.1按應(yīng)用行業(yè)分布在所有建設(shè)的自動化立體倉庫中，主要分布在煙草〔17%〕、醫(yī)藥〔13%〕、汽車〔10%〕、食品飲料〔8%〕、連鎖零售〔8%〕、軍隊〔8%〕等行業(yè)，由于我國的自動化立體倉庫已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，其他行業(yè)雖然比擬分散，但占據(jù)了大局部。值得注意的是，我國物流實(shí)驗室建設(shè)在過去幾年中得到了快速地開展，相繼有許多單位建成物流實(shí)驗室，充分地說明我國物流也的步伐將進(jìn)入一個新的舞臺。圖1立體倉庫應(yīng)用行業(yè)的分布狀況我國從最早研制和應(yīng)用自動化立體倉庫到目前已經(jīng)出現(xiàn)了翻天覆地地變化，影響到了各行各業(yè)，不管是保有量，還是應(yīng)用技術(shù)都得到了大大地改善和提高，表2是自動化立體倉庫的最早應(yīng)用時間和現(xiàn)在保有量以及2010年的應(yīng)用情況。從表中不難看出，我國的自動化立體倉庫的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)打進(jìn)了我國行業(yè)的每個角落，并且取得了舉世屬目的成就。同時，也不難看出，醫(yī)藥、煙草、機(jī)場的保有量占據(jù)了整個市場的大頭，并且其他行業(yè)的開展也非常迅速，將會為整個市場注入新鮮的血液。表2立體倉庫2010年在各行業(yè)的總體應(yīng)用情況與開展情況序號行業(yè)總體應(yīng)用情況2010年應(yīng)用情況1煙草最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域，約占市場全部應(yīng)用的17%煙草工業(yè)自1995年開始在昆明卷煙廠應(yīng)用，目前保有量為100套紅塔、龍巖、安徽、許昌、貴州等多個工程開工建設(shè)煙草商業(yè)應(yīng)用開始于2000年前后，目前保有量為130套陜西、福建、河北、江蘇、安徽多個工程啟動2醫(yī)藥最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域，約占市場全部應(yīng)用的13%醫(yī)藥工業(yè)最早應(yīng)用開始于1993年，羊城藥業(yè)，目前保有量100套山東華魯制藥、哈爾濱三聯(lián)制藥多個工程啟動醫(yī)藥商業(yè)應(yīng)用開始于2003年，中國醫(yī)藥集團(tuán)，目前保有量為110套國藥、石藥、陜西、遼寧、山東、湖南等20個工程啟動3軍隊?wèi)?yīng)用開始于1990年，目前保有量為65套2010年完成20個建設(shè)工程4機(jī)電、汽車應(yīng)用開始于1980年，目前保有量為100套北汽福田、SEW等多個工程啟動5鐵路、軌道交通應(yīng)用開始于2000年前后，目前保有量為35-40套朔黃鐵路，上海軌道交通等多個工程啟動6煤炭、石油、化工最成熟應(yīng)用領(lǐng)域，目前保有量為55套山東孚日集團(tuán)、中石化、玖龍紙業(yè)等工程啟動7乳品、冷凍應(yīng)用開始于2001年，目前保有量為35套蒙牛，雙匯多個工程啟動8零售、果蔬應(yīng)用開始于2003年，目前保有量為40套物美、農(nóng)工商、?？吐　⒙?lián)華等工程啟動9機(jī)場最早應(yīng)用領(lǐng)，幾乎依靠進(jìn)口，目前保有量100套上海、武漢、長沙、昆明工程啟動10圖書應(yīng)用開始于2003年，目前保有量為22套中國出版集團(tuán)、河北、江西、甘肅等工程的啟動11服裝應(yīng)用開始于2006年，目前保有量為10-15套報喜鳥、李寧等工程的啟動12教學(xué)應(yīng)用開始于2002年，目前保有量為120套天津交通、天津市公共實(shí)訓(xùn)等工程的建設(shè)2.1.2按供給商分布從供給商來看，18個工程采用進(jìn)口堆垛機(jī)，局部工程還采用進(jìn)口輸送機(jī)，占全部工程的23%，但從產(chǎn)值來看，占全部工程的60%左右。2.1.3按貨位數(shù)分布從貨位數(shù)的分布情況來看，有以下結(jié)論：大于15000——59999個貨位的系統(tǒng)為36個，占全部工程的31.2%，貨位數(shù)占70%。大于60000個貨位的系統(tǒng)為51個，占全部工程的62.3%，貨位數(shù)占85.4%。數(shù)據(jù)分析結(jié)果說明我國自動化系統(tǒng)有朝大型化方向開展的趨勢。2.1.42010年我國立體倉庫系統(tǒng)的市場分析根據(jù)中國物流技術(shù)協(xié)會信息中心2010年的調(diào)研報告，我國2010年自動倉儲系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品的總市場約為150億，表4、圖5是分布情況表42010年我國倉儲系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品的比重和市場總份額分類市場總份額〔億元〕比重自動立體倉庫44.729.96%AGV、穿梭車等13.749.21%自動分揀系統(tǒng)20.4213.69%計算機(jī)系統(tǒng)22.615.15%自動輸送機(jī)47.7432.00%合計149.2100.00%圖5我國2010年自動倉儲系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品在總市場的分布情況3我國自動化立體倉庫的生產(chǎn)企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)概況我國自動化立體倉庫系統(tǒng)自上世紀(jì)70年代開始研制以來，一直處于比擬緩慢開展的態(tài)勢。自動化立體倉庫的研究工作主要集中在北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所和北京自動化研究所等少數(shù)單位，高速分揀系統(tǒng)地研究工作那么主要集中在郵電部539廠等少數(shù)單位。1986年在寶鋼工程開始引入德國技術(shù)，自行消化。1995年煙草行業(yè)開始有外企提供系統(tǒng)集成。大局部的企業(yè)興起均在1995—2005年之間。表6根本情況。表6我國自動化立體倉庫的生產(chǎn)企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)概況序號企業(yè)名稱企業(yè)屬性主要角色主要領(lǐng)域1沈陽新松機(jī)器人自動化股份制企業(yè)系統(tǒng)集成商綜合2昆明船舶設(shè)備集團(tuán)國企系統(tǒng)集成商煙草、軍隊、綜合3北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所國企系統(tǒng)集成商煙草、服裝、綜合4普天物流技術(shù)國企系統(tǒng)集成商煙草、圖書、郵政5今天國際物流技術(shù)股份制企業(yè)系統(tǒng)集成商煙草6北京機(jī)械自動化研究所國企立體倉庫集成商化工、軍隊7上海精星倉儲設(shè)備工程股份制企業(yè)貨架制造商綜合8南京音飛貨架股份制企業(yè)貨架制造商綜合9江蘇六維物流設(shè)備實(shí)業(yè)股份制企業(yè)貨架制造商綜合10山東劍藍(lán)物流科技股份制企業(yè)系統(tǒng)集成商煙草11太原剛玉物流工程股份制企業(yè)立體倉庫集成商機(jī)械、冷庫、乳品12北京高科物流研究所股份制企業(yè)立體倉庫集成商機(jī)械、冷庫、軍隊4我國立體倉庫的根本技術(shù)概述4.1設(shè)備局部堆垛機(jī)的速度有了比擬大的提高。2006年前，堆垛機(jī)的行走速度大局部為80—120m/分,2010年大局部為120—160m/分。很少采用120m/分以下的系統(tǒng)。堆垛機(jī)定位采用激光定位方式已普遍為用戶所接受。但日本產(chǎn)品根本還是采用認(rèn)址片等傳統(tǒng)技術(shù)。堆垛機(jī)控制系統(tǒng)主要采用現(xiàn)場總線方式。只有在很小的工程上任然串口通訊方式。外圍設(shè)備方面，值得著重一提的是分揀設(shè)備的研制和推廣使用有了重大進(jìn)展。國產(chǎn)滑塊式分揀設(shè)備已多家企業(yè)研制成功，并且得到了廣泛的應(yīng)用。4.2系統(tǒng)局部WMS系統(tǒng)〔庫存管理系統(tǒng)〕與WCS系統(tǒng)(物流控制系統(tǒng))的集成化在物流中心成功地應(yīng)用。WMS與ERP系統(tǒng)地集成已步入了成熟期?，F(xiàn)場總線控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用。這是進(jìn)幾年來我國物流系統(tǒng)的根本特征。但不容回避的是：標(biāo)準(zhǔn)化問題是制約系統(tǒng)走向成熟的最大障礙。ERP與WMS和CS之間是的通訊協(xié)議的制定成為集成化物流系統(tǒng)的關(guān)鍵。4.3總體設(shè)計2010到2011年的最大變化是系統(tǒng)總體設(shè)計能力的提高。由國內(nèi)自行設(shè)計的大型物流配送中心的技術(shù)水平在此期間有了質(zhì)的飛躍變化。最典型的系統(tǒng)表現(xiàn)在上海國藥物流配送中心和湖南全洲醫(yī)藥物流配送中心的總體設(shè)計。5對未來的展望5.1市場展望根據(jù)中國物流技術(shù)協(xié)會信息中心2010年的調(diào)研報告，未來5年的立體倉儲市場需求將每年有17%的增長，具體如表7、圖8的情況。表7我未來5年的立體倉庫市場值和增加值情況年度市場值〔億〕增長比例增加值備注2010年1492011年17517%252012年20417%552013年23917%902014年28017%130超過日本2015年32717%178表7、圖8反映了我國立體倉庫未來5年的開展保持平穩(wěn)增長，并且由于我國經(jīng)濟(jì)快速騰飛的過程中，開展趨勢將會有上仰的勢頭，突出了今后幾年我國立體倉庫的開展將會得到突破性的飛躍，從而帶動整個物流行業(yè)的開展，進(jìn)而使國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步的開展，將成為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。圖8我國未來5年的立體倉庫市場的開展趨勢5.2技術(shù)開展方向5.2.1傳統(tǒng)產(chǎn)品升級雖然我國在過去的30年間，經(jīng)過幾代人的努力，物流技術(shù)與產(chǎn)品取得了長足的開展。但是從總體來看，產(chǎn)品還存在規(guī)格單一，工藝水平落后，標(biāo)準(zhǔn)化落后，生產(chǎn)規(guī)模缺乏等明顯的劣勢。這一方面將影響我國自動化物流裝備產(chǎn)品市場的競爭力，更為重要的是影響我國國民經(jīng)濟(jì)的開展。因此，提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)含量，開展產(chǎn)業(yè)化水平是未來相當(dāng)長的一段時間的開展方向。5.2.2關(guān)鍵技術(shù)開展立體倉庫主要應(yīng)用現(xiàn)代自動化設(shè)備，自動倉儲技術(shù)主要表現(xiàn)在高速度、高效率和高可靠性等方面，這是我國物流今后的主要開展方向。高速度那么主要集中表達(dá)在堆垛機(jī)、輸送機(jī)、分揀機(jī)等自動化設(shè)備方面。如開發(fā)速度超過300m/分的托盤式堆垛機(jī)，超過400m/分的穿梭車，超過150m/分的分揀機(jī)等。我國在這面的技術(shù)水平與國際水平還有一定的差距。盡管在實(shí)驗室已經(jīng)試驗成功，但距離實(shí)際應(yīng)用還需要相當(dāng)長的一段距離。高效率那么主要表達(dá)物流處理能力方面，包括分揀超過20000件的高速分揀機(jī)，綜合輸送到達(dá)2000件的輸送機(jī)，效率到達(dá)10000件的輸送合流技術(shù)，以及效率大于100托盤/小時的高速堆垛機(jī)等。除此之外，開發(fā)自主研發(fā)的AGV、機(jī)械手等，這都是今后的主要開展方向?？傊?、新、尖技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用將是未來開展的主流。5.2.3信息識別技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的開展自動化倉儲技術(shù)是高新技術(shù)。其中自動識別技術(shù)、自動控制以及傳動技術(shù)是它的關(guān)鍵和核心。遺憾的是，在這方面我國主要采用進(jìn)口，一方面說明這是一個市場競爭的需要，另一方面也說明這是我國自動化倉儲技術(shù)方面的一個缺口，要想填補(bǔ)這個缺口，可能將會需要幾代的努力。5.2.4系統(tǒng)集成化技術(shù)的開展我國自動化倉儲技術(shù)的開展還表達(dá)在系統(tǒng)集成化方面。今天的物流正朝著規(guī)模化、自動化等方面開展。尤其是近年來，超大物流配送中心的建設(shè)迅猛。僅2010年，建設(shè)成功和開啟工程超過5萬平方米的配送中心不低于20項。如北京高等出版社物流中心、北京物美商業(yè)集團(tuán)物流中心、上海農(nóng)工商新物流中心等企業(yè)的建設(shè)。超大物流配送中心的建設(shè)給系統(tǒng)集成化技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)，提出了新的要求。系統(tǒng)集成化技術(shù)涵蓋面十分廣泛，包括了各行各業(yè)，如系統(tǒng)規(guī)劃、流程設(shè)計、設(shè)備選型、土建配合、工程管理、系統(tǒng)接口等各種學(xué)科，各種專