在電商交易如此發達的今天，每到一個購物的狂熱時間節點，如春節、雙十一、中秋等國內人所認為的重要節點，面對電商推出的多種打折購物信息趨之若鶩，也同時在越來越網絡購物的熱潮中造就了一個新的名詞：爆倉。快遞擁堵，無法及時送達，在很大程度上減弱了人們網購的熱情和對服務滿意度的評價。面對這種情況，馬云在退休了18天之后，忽然投資千億元打造中國智能物流骨干網（CSN）——菜鳥網絡平臺，以期在24小時內實現全國任何一個城市24小時送達的物流服務；與此同時看到這個市場需求與空間還有蘇寧“物流云”項目上的落地，到2015年建成60個物流基地以及12個自動化倉儲物流中心，并最終完成全國2800多個縣（區）以上地區深度輻射……我們往往注意到的是快遞上門的最后一個時間限度，而這希冀快速送達的背后是包裹服務的信息系統、倉儲物流中心、區域調撥、干線運輸、中轉、末端配送等等物流動作，同時在倉儲環節存在儲存、調試、盤點等一系列環節。這些各環節信息準確無誤，高效輸出送達，在當前無論是“菜鳥”還是“物流云”，要提高物流效率依靠還是信息與自動化控制技術的有效融合，才能實現大數據的智能分布調配、管理，信息的有效準確傳輸……

網購平臺逐步成為人們購物的常態選擇之后，物流行業為自動化、信息化的兩化融合開啟了新的市場空間。智能化、自動化、高效化的物流線如何搭建？工業信息化與自動化技術助力現代物流的完美蛻變。

本期專題我們特別邀請了業內相關深耕物流自動化行業的設備提供商，與您一起探討物流自動化的現在與未來！


市場分析——

物流自動化設備發展的現狀與未來

《PLC&FA》編輯部整理

說到國內的物流，我們會想到眾多的快遞品牌，如EMS、順風、申通等，也會想到另一些由快遞引發的事件，如粗暴分撿、快遞危險違禁品、物品掉包等一系列觸目驚心的事……這是發生在中國21世紀的現代物流業還是中國的傳統物流業所暴露出來的問題？隨著電子商務的發展，網絡購物逐漸成為購物主流后，第三方物流業的迅速需求使得在現代與傳統之間，我們對物流質量的要求與物流設備水平是不相匹配的，也是隨著新型的現代物流配送中心的建立而不斷在轉型、進步。那么在信息化與工業自動化技術發達的今天，現代物流的自動化應用發展水平如何？筆者在此整理了一些相關資料，與讀者共同來了解一下物流自動化的發展概況。

物流自動化設備發展現狀

傳統物流分為三種類型：第一種類型是運輸，包括空運、鐵路、公路、海運四種方式；第二類型是倉儲；第三種類型是中轉中心或物流中心。實際上是物流的某種環節或部分功能服務商，只能完成整個一體化物流服務的一個或幾個環節，所以這種服務類型只能算作是傳統的物流或傳統儲運。絕大多數傳統物流企業都是以倉儲、運輸為主要物流業務，并將倉儲和運輸看成是兩個獨立的環節，因而物流功能簡單、系統性差、整體效益低。而所謂的現代物流，不僅指原材料、產品等從生產到消費的全程實物流動，還包括伴隨這一過程的信息流動，而且，現代物流應用計算機網絡和信息技術，將原本分離的商流、物流、信息流和采購、運輸、倉儲、代理、配送等環節緊密聯系起來，形成了一條完整的供應鏈。因此可以講，現代物流又是貨物流、信息流、資金流和人才流的統一。它著重于整個流通的商品運動，以企業整體最優為目的，是一種以信息為中心實需對應型的商品供應體系，是對商品運動的系統化管理。現代物流的發展催生了物流裝備市場快速增長，自動化物流系統在各個行業表現出旺盛的需求。

自動化物流裝備按照功能可以劃分為：自動化倉儲設備、自動化輸送設備、自動化搬運設備、自動化分揀設備等幾大類，自動導引車（AGV）、堆垛機、輸送機、穿梭車（RGV）等是具有代表性的產品。以下通過幾種典型設備的發展水平分析我國物流裝備的技術現狀：

1. AGV產品技術現狀

AGV作為物流裝備中自動化水平最高的產品，幾乎囊括了所有物流裝備的技術內容。AGV在國內的技術發展過程，歷經了引進技術或基于國外技術平臺從事工程開發，到自主開發和掌握核心技術等階段。

2. 堆垛機產品技術現狀

堆垛機是自動化倉儲系統中的核心裝備，目前市場需求的主流堆垛機產品已基本實現國產化，各廠家在堆垛機產品上廣泛采用紅外、激光、無線、伺服驅動、無接觸供電甚至RFID等技術，堆垛機使用的基礎技術、關鍵器件以及配套件與國際知名制造廠商已經十分接近，通用系列的技術規格和技術參數與國外產品相差不大。大多數國內廠家已經基本上具備制造高度在24米以下、承載量1000千克以下、行走速度達到180米/分的堆垛機的能力，單臺設備可以滿足45~50盤/小時的出入庫能力需求，另有少數廠家可以制造30米高、承載4000千克的重載超高的堆垛機，代表堆垛機技術發展前沿的行走速度超過300米/分的高速堆垛機在國內也只有少數廠家完成了技術攻關。

3. 輸送和分揀設備技術現狀

隨著國內物流裝備技術發展進入快速增長階段，技術水平要求不高的輸送設備已經出現了相對專業的制造企業，并形成了規模化生產；但分揀設備技術水平與國外相差較大，國內還沒有出現相對專業的高水平分揀設備供應商。以滑靴式分揀機為例，國內主流分揀機運行速度約為60米/分，分揀能力在5000件/小時以下，設備的噪聲、分揀系統控制技術等方面較國外先進技術仍有較大差距。

自動化物流發展趨勢

目前，中國的物流業發展依然滯后，第三方物流服務規模小、物流基礎設施能力不足等瓶頸使得我國的物流成本遠遠高于美國。通過國際通用的衡量物流成本的指標（物流成本占GDP的比例）對比發現，美國的物流成本占GDP的比重為8%左右，而我國達到18%。作為推動物流中間環節的物流自動化設備，其設備市場改造升級，包括叉車、貨架、托盤等物流裝備產品。裝備制造企業加大市場開發力度，研發高端產品、升級服務模式、開發新興市場。隨著連鎖零售、電子商務、醫藥、煙草、快遞等行業快速發展，物流配送中心數量大幅增加，對立體倉庫、自動分揀系統、自動識別系統、手持終端以及設備系統集成需求旺盛，物流裝備系統化、自動化、智能化、綠色節能、技術專業化、產品產業化趨勢明顯。

就中國的物流產業現狀而言，尚未產生UPS這樣的市場化巨頭。但對于中國小、散、亂的物流公司來說，或許能產生一個“底層體系”。未來，智能物流網將會作為這樣一個“底層體系”而存在，其他的物流公司都可以在此之上，通過系統數據或優化自己的網絡，或提升效率，或調整商業模式。

國家經濟的持續向好和對自動化立體倉庫需求較高的煙草、醫藥、機械等行業的持續快速增長，未來自動化立體倉庫面臨著較大的市場需求。以醫藥行業為例，據國家統計局數據顯示，截至2012年，我國工業總產值在2000萬以上的企業數量為6075家，以10%的需求量計算，醫藥行業對自動化立體倉庫的需求量就有607套，而目前的保有量不足200套，市場前景可觀。自動化立體倉庫的市場總值已經超過170億元，根據中國物流技術協會信息中心調研情況，未來幾年的自動化倉儲市場需求將每年有17%的增長，預計到2015年，自動化立體倉庫的市場規模將超過320億元。

企業觀點——

物流設備更新換代需要物流OEM/系統集成商提供高性價比方案

康耐視物大中華區流行業銷售經理  張德江

    隨著電商業務的持續壯大以及多品類產品的交叉采購，大規模的物流配送中心的建立成為當前國內經濟繁榮發展的一個縮影。在工業科技發展的背景下，信息化、自動化、大數據、云計算等技術都成為現代物流自動化發展的重要技術集成，可以說，物流自動化重要體現在運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、加工配送、信息處理等過程的各個方面，每一個環節自動化水平的提升都會帶來巨大的市場空間。

現代物流是物流、信息流、資金流和人才流的統一，然而在漫長的物流發展史中，在快速增長的物流需求和兩化融合技術的推動下，國內物流業在進行升級改造及設備更新換代中也要經歷一個綜合性的更替發展過程。特別是在倉儲和物流管理環節，舊的物流系統首先升級改造的部分應該是信息化的提高，因為信息化是自動化物流系統的前提和基礎。我認為在這其中的信息化與自動化的兩化融合中，作為自動化機器視覺設備提供商，我們所面臨的挑戰：首先是要提升物流系統和商品包裝的標準化；其次是我國目前的物流自動化水平整體不高，很多物流設備需要更新換代，需要物流OEM/系統集成商依據中國物流的現狀提供高性價比的解決方案。這同時也是難得的機遇，市場空間巨大，也有機會接觸和學習國外的先進技術。

隨著國內物流自動化的發展需求，康耐視集國內外多年的物流項目經驗針對不同客戶需求都提供了成熟的解決方案。值得一提的是，康耐視針對物流自動化分揀應用，推出了創新的視野擴展器Xpand15和Xpand25，針對物流應用中的大視野應用，具有非常高的性價比，可以為客戶節約成本。這也是康耐視視覺讀碼在物流行業的一個明顯的優勢。

隨著物流行業需求的不斷細分，康耐視順應物流業的發展趨勢與應用特點，每年都會投入大量的資金用于新產品的研發，推出定制化產品以滿足客戶的特定應用。根據我個人理解，標準化的硬件，定制化的固件是也康耐視一直投入大量精力在持續進行的工作，也是一貫秉持的方針，也是我們未來的發展方向。

 
          冷鏈物流的機遇與行動

                        北京昆侖海岸傳感技術有限公司總工程師  明代都

    物流是物品從供應地向接收地的實體流動過程中，根據實際需要將運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信號處理等功能有機結合起來，實現用戶要求的過程。

物流技術是指流通技術或物資輸送技術，它和生產技術不同，生產技術是為社會生產某種產品的物質技術；而物流技術是把生產出的物資進行移送、儲存、為社會提供無形服務的技術。也就是說，物流技術的作用是把各種物資從生產者一方轉移給消費者，它包括硬技術和軟技術兩方面。物流技術是與現實物流活動全過程緊密相關的，其水平的高低直接關系到物流活動功能的完善和有效的實現。

物流技術的硬技術是物流設備，它是現代化企業主要物流作業工具之一，是合理組織批量生產和機械化流水作業的基礎。物流設備門類全，型號規格多，品種復雜。一般以設備所完成的物流作業為標準，把設備分為：包裝設備、倉儲設備、集裝單元設備、裝卸搬運設備、流通加工設備及運輸設備。按對物流的不同特殊要求分，還可以分為冷鏈物流、敏捷物流和軍事物流。冷鏈物流是指通過冷鏈運輸將冷藏冷凍類食品、特殊要求的醫藥品、疫苗及血液制品在生產、貯藏、運輸、銷售直到消費前的各個環節始終處于規定的低溫環境下進行。冷鏈運輸質量的好壞直接關系到每個人的生命安全。

1.冷鏈運輸的現狀

美國、日本及西歐國家的食品冷鏈運輸率達80%~90%，東歐國家約50%，而我國只有10%左右。據了解，2012年我國因丟棄腐爛食品造成的浪費達到700億元人民幣，占食品生產總值的20%之多。這種浪費主要是由于缺少冷鏈運輸體系，導致一些食品在運輸過程中因無法長期保鮮而被丟棄造成的。對于藥品而言，溫度偏離將導致藥品質量的劣化，甚至發生毒性變異；多肽、蛋白類藥品凍結會使效價降低，影響療效，疫苗凍結活性喪失，甚至產生有害毒素。對于冷鏈運輸我們必須掌握其溫度情況，傳統的監控方式則是采用溫度記錄儀來測量并記錄整個車廂的溫度，即每臺運輸車輛放一臺或者多臺溫度記錄儀來測量并記錄運輸過程中的溫度，當貨物到達運輸目的地后，將溫度記錄儀與電腦通過有線連接的方式將數據導入計算機，再進行數據統計與分析，例如找出最大值、最小值以及曲線趨勢等。傳統的溫度記錄儀有價格昂貴、體積龐大、無法對單個箱體進行測溫、無法自動識別產品信息以及需要有線連接和人工干預才能導出數據等缺點，無法滿足現代冷鏈運輸行業溫度監控的要求。

除了溫度外，冷鏈運輸行業還面臨一個責任區分問題，有一位冷鏈運輸的負責人曾經發出這樣的感慨：“我們企業的冷藏運輸和冷藏庫都按照食品達標溫度控制”，但從供應商那里接貨的時候，經常發現供應商沒有把貨物按照相應的溫度來操作，遇到這個情況，我們會把貨物重新冷凍，然后運輸到各個門店，但一旦在門店出現問題，客戶就把責任轉嫁到我們頭上。”而另一方面，對于一些責任心不強的企業，為了節省費用，在客戶裝入貨物的時候打開冷機，運輸過程中主觀認為差不多了就關掉制冷設備，快到目的地時再打開冷機，不能做到全程開機，當貨物交付時，貨物雖然表面凍的不錯，實際上已經變質了。所以責任區分問題也是一個急需解決的問題，即當產品到達接收方出現產品質量不符合要求時，必須判斷出是否是由于貨物運輸溫度不符合要求導致的。正是出于這樣的擔心，目前國內一些大的醫藥公司，寧可花大價錢高成本來自建物流也不愿意采用第三方的冷鏈運輸企業，顯然這樣做付出的成本是昂貴的。

2、我們的行動

綜上所述，我們看到物流自動化每個環節的需求，都會給工業自動化行業帶來巨大的市場空間和發展機遇，昆侖海岸經過冷靜的分析和思考，決定將RFID射頻技術與測溫傳感器及記錄溫度的記錄器集于一體，決定研制一種即能識別、又能測溫，過程可全追溯的RFID溫度標簽，并將這一原始創新成果迅速做到產業化生產。目前有兩類產品能滿足市場的需要：一款900M卡片式溫度采集卡（如圖1所示）是將RFID和實時溫度測量結合而研制的一款全新產品，在通過64位ID號完成物資身份識別的同時又對其所處的環境溫度進行周期測量，并用接收端以無線方式實時提取環境溫度值，可直觀地判斷環境溫度是否超出允許范圍，實現全過程溫度監控，從而保證產品品質。本產品采用全密封防水防潮設計，可廣泛應用于冷鏈運輸行業在運輸過程中的溫度監控，如疫苗、血液制品及保鮮食品等，也可用于冷庫溫度監控以及所有對環境溫度測量有特殊要求的不同行業。

【圖1】900M卡片式溫度采集卡

 一款900M 無線多路接收、記錄儀（如圖2所示）是與900M有源采集端配套使用的產品，該無線溫濕度記錄儀具有TFT彩屏和可視按鍵，可以直接完成數據讀取和參數配置，具有SD卡存儲功能，用來保存采集端采集的數值，具有溫度濕度上下限報警功能，超限后通過提供LED給出報警提示。
       

【圖2】900M無線多路接收、記錄儀

    隨著物聯網的發展，新興產業鏈已迅速崛起，同時也引起了從政府到整個行業的高度重視，傳感器作為物聯網的感知層會給傳感與測量領域帶來更多新的商機，市場應用范圍將不斷擴大。未來幾年，物流自動化技術應用到的傳感器技術逐漸聚焦到小型化、低功耗、高精度和快速服務相應的技術創新點上，昆侖海岸一定會緊握時代脈搏，緊跟國家政策指引的方向，不斷樹立可靠、專業、真誠服務的企業形象，為廣大客戶提供高質量的優質產品。

解決方案分享——

DataMan讀碼器幫助消費品公司提高讀取失敗的時間

供稿：康耐視公司

     
    在一家大型首飾直銷公司的倉庫里，拾放機正在將首飾盒放置到兩條輸送帶上，由輸送帶將它們輸送到包裝站。安裝在輸送帶上方的讀碼器讀取每個首飾盒上的一維條碼，然后，根據此識別結果，每個首飾盒將被轉移到相應的包裝站。該首飾公司以前安裝的是激光掃描儀，用于讀取原計劃張貼到首飾盒上的A質量與B質量條碼。然而，該公司無法從其生產商那里獲取A質量與B質量條碼，而其安裝的激光掃描儀又無法讀取C質量與D質量條碼。因此，這些掃描儀僅可讀取96.5%的條碼，該公司需要安排兩名全職工人專門處理讀取失敗的情況。

    系統集成商Cornerstone Automation公司參與了這個項目，其收集了一天內無法讀取的所有首飾盒，要求康耐視提供解決方案。康耐視DataMan讀碼器能夠讀取掃描儀無法讀取的所有條碼。集成有DataMan讀碼器的全新系統將讀取率提高到了99.9%以上，每周節省了75小時處理讀取失敗的時間。

條碼讀取挑戰

    首飾盒的尺寸約為3英寸寬x3英寸深x1.5英寸高（7.62厘米x7.62厘米x3.81厘米）。生產商將尺寸為0.5英寸寬x1英寸長（1.27厘米x2.54厘米）、質量不佳的一維條碼張貼到首飾盒蓋的前端，因此，條碼是面向前方的。裝有體積較大的產品的首飾盒存放在輸送帶任意一側安裝的7英尺高（2.13米）自動訂單選擇配送機的存儲箱里。當系統運行一波訂單時，配送機會自動彈出所需的首飾盒，將首飾盒放置到輸送帶上。而體積較小的產品則存儲到常規貨架上。這部分訂單被傳送給拾放機，其將人工收集這些產品，并將它們放置到輸送帶上。首飾盒的高度略有不同，因此，將它們蓋朝下放置到輸送帶上，以便最大限度地減少輸送帶上方條碼的高度變化。系統不會使條碼朝向任何特定方向。當條碼到達包裝區域時，轉向機會將每個首飾盒推離輸送帶，進入負責該首飾盒訂單的包裝站。

    這套自動化系統非常高效，但在很大程度上依賴讀碼器讀取以每分鐘60個首飾盒的速度從輸送帶上傳輸下來的每個首飾盒上條碼的能力。當條碼被讀取后，貼標機將印刷3英寸x3英寸（7.62厘米x7.62厘米）的較大標簽，并將其張貼到首飾盒底部。激光掃描儀用于控制將首飾盒轉向相應包裝站的轉向機，其可輕松讀取這種尺寸較大的標簽。過去，掃描通道被定位在包裝站的上游。包裝站采用四臺激光掃描儀，每臺指向首飾盒的一個側面，以讀取尺寸較小的標簽。

    然而，激光掃描儀很難讀取質量下降、角度變化、位置不同的條碼，這是因為它們每次只能看到一條掃描線，其讀取非理想形狀的條碼的能力非常有限。結果，這種激光掃描儀無法讀取的條碼達到約3.5%，即每天有2000多個首飾盒上的條碼會讀取失敗。該公司必須安排人工來處理這些無法讀取的條碼，他們需要手動將特別印刷的標簽張貼到每個首飾盒上。即使當激光掃描儀運行非常好時，兩名工人也需要做好處理任何讀取失敗的準備，因為具有不可讀條碼的產品將不會到達包裝站。這會阻止包裝機完成訂單，直到人工處理好讀取失敗。

轉向基于視覺的技術

   

    該首飾公司要求Cornerstone Automation公司幫助提高他們生產線上質量較差條碼的讀取率。康耐視公司的讀碼器提供了經濟實惠的全新解決方案，成功解決了這一挑戰。條碼讀取技術背后的基本原理是，讀碼器采集圖像，并使用一系列算法處理圖像，使其更易于讀取。典型的算法會搜索整個代碼圖像，并確定其位置和方向，以便輕松讀取。其他算法會處理由于材料類型和表面差異而導致的條碼質量下降。另外，基于圖像的讀碼器還可以讀取含有更大量數據的二維碼，如DataMatrix碼，從而提供冗余，這樣，即使在代碼受到損壞的情況下，也能夠讀取代碼。

    “我們找到了康耐視公司，詢問他們是否能夠幫助解決讀取失敗的問題，”Cornerstone Automation公司的一位合作伙伴Michael Doke說道，“康耐視要求我們收集激光掃描儀一天內無法讀取的所有條碼。康耐視提供了基于視覺的讀碼器，設置好之后，它能夠讀取激光掃描儀讀取失敗的每個條碼。”康耐視推薦了一款DataMan固定式讀碼器來解決此應用。這款DataMan讀碼器的分辨率為1280 x 1024像素，并提供可變焦液態鏡頭和自動對焦技術，非常適合這種需要較大景深的應用。該液態鏡頭使用兩種等密度液體，其中，油為絕緣體，水為導電體。液-液界面的電壓變化導致曲率發生變化，其反過來會改變所安裝的光學鏡頭的焦距。即使當相機與代碼的距離出現變化時（出現變化的原因在于，條碼可能張貼在產品上的任意位置），液態鏡頭也能夠將代碼始終保持在焦距內。

    采用基于圖像的技術讀取條碼時，共需四個步驟：采集條碼的圖像；定位圖像中的條碼；生成一個信號；解碼該信號。直到現在，基于圖像的讀碼器一直受到一些因素的限制，包括保真度較差及用于定位條碼和提取一維信號以供解碼的圖像分析方法的速度低下。康耐視DataMan讀碼器中使用的HotbarsTM技術重新定義了讀碼過程的信號生成階段。軟件解碼算法必須向解碼器提供質量良好的“信號”，以確保其能夠被讀取。Hotbars技術專注于信號生成，以使解碼變得效果更佳、速度更快。其提高了信號質量，并極大地提高了信號采集速度。

    Hotbars技術的速度比用于生成信號的傳統方法快約20倍。由于速度提高，解碼算法擁有了更多時間來進行解碼，其反過來又使DataMan能夠快速讀取嚴重損壞的條碼，且無需特殊的硬件技術。當Hotbars技術與成像領域內的一些技術進步相結合時，包括高強度LED、液態鏡頭和百萬像素傳感器，將產生一臺先進的讀碼器，在提供固態數字技術的同時，性能也不亞于光電機械激光掃描儀。

實施解決方案

將四臺康耐視讀碼器設置在四個不同的方向，每臺與首飾盒保持12至16英寸（30.48至40.64厘米）的距離，并與輸送帶呈20o角。將四臺讀碼器配置為群組觸發模式，以確保四臺讀碼器同時采集圖像，然后將它們各自的讀取結果組合在一起，構成一個綜合結果。這四臺讀碼器連續開啟，并配置為自觸發模式，以便一旦它們探測到一個代碼，就能夠自觸發讀取。每當任何讀碼器檢測到一個代碼，主讀碼器就會生成一個讀取結果，并將其傳輸到工業PC，從而簡化了收集和處理多臺讀碼器讀取結果的任務。全新的讀碼器提供99.9%以上的讀取率。讀取率顯著提高后，以前經安排專門手動處理標簽讀取失敗的兩名員工現在可以執行更多其他生產任務了。最終的效果是，該首飾直銷公司順利解決了一大難題，并顯著降低了分銷成本。

 

纖維生產自動化物流系統

供稿：北京機械工業自動化研究所

由北京機械工業自動化研究所提供的纖維生產自動化物流系統,為用戶提供了絲餅從卷繞機落筒、裝車、分揀、包裝及倉儲的全面自動化解決方案。

全自動落筒系統快速、高效，可完全替代人工落絲。目前單套系統最大可以滿足每條線96個位、8個品種，95噸/小時（FDY）150噸/小時（POY）的生產能力。

自動化包裝系統可實現DTY/FDY/POY絲餅從加彈機或卷繞機下線之后，到碼垛完成的全部自動化處理，主要工藝包括：上線段，自動稱重、自動分揀，分類自動裝箱，分類碼垛包裝段。

自動倉儲系統可為用戶提供最優的成品立體存儲方案，減少人工和占地面積，提高出入庫效率及準確性。

我所提供的整體解決方案利用具有國家發明專利和多項自主知識產權的專用的物流輸送設備、控制系統及軟件。實現了絲餅在整個物流系統內部的信息追蹤、品種識別和自動分揀，取代了傳統的人工輸送、分級和包裝作業。

該系統取代了人工分級、揀選、包裝作業，大大節省了勞動力成本，降低了工人的勞動強度，大大提高了效率和靈活性，做到生產過程的可監控和可視化，生產調度有很大的靈活性。