文/王建新

蘇州羅伯特木牛流馬物流技術(shù)有限公司

作為供應(yīng)鏈活動(dòng)的一部分，物流涉及環(huán)節(jié)眾多、形式多樣，要想完全掌握物流全貌并非易事。因此，我們不妨以全新視角切入，對(duì)于供應(yīng)鏈與物流過程中的特點(diǎn)與變化進(jìn)行總結(jié)梳理，或可帶來一些不同的收獲與啟示。

作為“物流新語”系列連載的第三篇，我們不妨以“三”為切入點(diǎn)，以全新角度透視物流特點(diǎn)與發(fā)展變化。例如，供應(yīng)鏈中有“三流”：物流、信息流和資金流；物流活動(dòng)有“三大場(chǎng)景”：采購物流、生產(chǎn)物流和銷售物流；用戶需求有“三化”：高效化、節(jié)能化和無人化；自動(dòng)化物流設(shè)備有“三要素”：機(jī)械、電控和軟件；物流設(shè)備運(yùn)動(dòng)有“三種形式”：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)和環(huán)線運(yùn)動(dòng)；物流方案規(guī)劃有“三流”：流程、流量和流向；物流方案規(guī)劃有“三維”：平面、空間和時(shí)間；我國物流發(fā)展有“三個(gè)階段”：跟跑、并跑和領(lǐng)跑。

供應(yīng)鏈“三流”：物流、信息流、資金流

供應(yīng)鏈?zhǔn)菍⑸唐飞a(chǎn)和流通過程中涉及的上下游企業(yè)，如供應(yīng)商，生產(chǎn)商，分銷商和零售商等等，連結(jié)在一起的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中包含信息流、物流、資金流。這是商業(yè)活動(dòng)的三個(gè)基本組成要素。

在由原材料供應(yīng)商、零部件供應(yīng)商、生產(chǎn)商、分銷商、零售商等一系列企業(yè)組成的供應(yīng)鏈中，物流從上游的供應(yīng)商往下游的零售商流動(dòng)，資金流從下游往上游流動(dòng)，而信息流則是雙向流動(dòng)在電子商務(wù)信息、物流、資金流中，信息流是核心，物流是保障，資金流則是實(shí)現(xiàn)的手段。三者之間有效互動(dòng)，構(gòu)成了一個(gè)完整的電子商務(wù)模型，即“商流”，如圖1。

圖1 物流、信息流、資金流三者之間有效互動(dòng)

物流活動(dòng)“三大場(chǎng)景”：采購物流、生產(chǎn)物流、銷售物流

作為供應(yīng)鏈體系的一部分，物流貫穿于原料采購、生產(chǎn)加工、成品倉儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)热鞒讨?，可大致歸為“三大場(chǎng)景”。其中，采購物流是企業(yè)為了滿足生產(chǎn)和經(jīng)營的需要，向供應(yīng)商購買產(chǎn)品或服務(wù)作為企業(yè)資源的行為，包含采購、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和供應(yīng)等活動(dòng)。生產(chǎn)物流是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的物料流轉(zhuǎn)，從原材料入庫、出庫到生產(chǎn)線配送，到加工過程中間的半成品和原輔料搬運(yùn)配送，再到成品檢驗(yàn)、包裝、緩存、入庫和出庫所發(fā)生的所有物流活動(dòng)。銷售物流就則包括裝卸搬運(yùn)、儲(chǔ)存、包裝、流通加工、運(yùn)輸配送和逆向物流等一系列物流活動(dòng)。

用戶需求“三化”：高效化、節(jié)能化、無人化

來自市場(chǎng)用戶的需求，是物流技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力。經(jīng)過多年的積累與發(fā)展，用戶企業(yè)對(duì)于物流技術(shù)的認(rèn)知水平明顯提升，并且更多希望能在保證日常生產(chǎn)經(jīng)營的前提下，獲得最高的投入產(chǎn)出回報(bào)，也就是最短的投資回收期，實(shí)現(xiàn)的手段是“高產(chǎn)”、“降耗”和“減人”。

圖2 物流活動(dòng)“三大場(chǎng)景”

圖3 用戶企業(yè)的“三化”需求

圖4 自動(dòng)化物流設(shè)備“三要素”

其中，“高產(chǎn)”對(duì)應(yīng)的就是提高單位面積的物流效率，包括搬運(yùn)效率、輸送效率、分揀效率、揀選效率、存儲(chǔ)效率、裝卸效率等；“降耗”對(duì)應(yīng)的是使用更加綠色節(jié)能的技術(shù)、設(shè)備來降低整個(gè)物流系統(tǒng)的能源消耗，比如堆垛機(jī)的能量回收技術(shù)、穿梭車的超級(jí)電容技術(shù)、電控方面的變頻和伺服技術(shù)，以及物流系統(tǒng)方案優(yōu)化、路徑優(yōu)化和節(jié)拍控制等等；“無人化”就是用機(jī)器來取代人工，目前除裝卸車還需要大量的叉車工人和裝卸工人外，搬運(yùn)、輸送、分揀、揀選、存取、拆碼垛等環(huán)節(jié)基本可以實(shí)現(xiàn)無人化。

自動(dòng)化物流設(shè)備“三要素”：機(jī)械、電控、軟件

在通常情況下，大多數(shù)自動(dòng)化物流設(shè)備由機(jī)械、電控和軟件三部分組成，機(jī)械是軀體，電控是神經(jīng)，軟件是大腦。

1.機(jī)械部分由結(jié)構(gòu)單元、驅(qū)動(dòng)單元、傳動(dòng)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

根據(jù)不同的物流動(dòng)作和功能，機(jī)械機(jī)構(gòu)擁有多種形態(tài)，有框架式機(jī)構(gòu)，比如堆垛機(jī)、龍門機(jī)器人、提升機(jī)、輸送機(jī)、分揀機(jī)等；有關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，比如關(guān)節(jié)機(jī)器人、伸縮皮帶機(jī)等；有連續(xù)單元式，比如交叉帶分揀機(jī)、懸掛鏈、滑塊分揀機(jī)等。

其中，驅(qū)動(dòng)單元有電磁驅(qū)動(dòng)和流體驅(qū)動(dòng)之分，電磁驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括普通電機(jī)、變頻電機(jī)和伺服電機(jī)，而電機(jī)有直流和交流之分，交流電機(jī)有同步和異步之分。

傳動(dòng)單元?jiǎng)t包括齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鋼索傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)、鍵傳動(dòng)等，齒輪傳動(dòng)扭矩大、精度高、速度高，比如堆垛機(jī)貨叉的伸縮機(jī)構(gòu)和AGV驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等；鏈傳動(dòng)扭矩大、精度低、速度低，比如提升機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)和重載輸送機(jī)等；帶傳動(dòng)扭矩適中、精度中、速度中，常用于皮帶機(jī)、提升機(jī)、分揀機(jī)、移載機(jī)、擺輪、高速M(fèi)iniload等；鋼索傳動(dòng)主要用于堆垛機(jī)的提升機(jī)構(gòu)。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是直接與物料接觸的機(jī)構(gòu)，比如氣動(dòng)吸盤、夾爪、貨叉、滾筒、皮帶、鏈條等。

2.電氣控制包含內(nèi)容較多，并且自動(dòng)化程度越高的物流設(shè)備，其電控裝置和控制邏輯越復(fù)雜。

通常電氣控制包括控制單元、供電單元、網(wǎng)絡(luò)通訊、檢測(cè)系統(tǒng)、識(shí)別系統(tǒng)、避障系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)等。

控制單元主要是位于單機(jī)的控制組件，包括PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻驅(qū)動(dòng)器、變壓器、低壓元器件等，大多被安裝在電器柜中或設(shè)備內(nèi)部；供電單元主要為物流設(shè)備提供電力，主要的供電方式有柔性電纜、滑觸線和非接觸式供電；網(wǎng)絡(luò)通信有以太網(wǎng)通訊、遠(yuǎn)紅外通訊、WiFi、5G等，主要的通訊協(xié)議有TCP/IP、Profinet、Profibus、Ethernet等；要的檢測(cè)系統(tǒng)有外形檢測(cè)、重量檢測(cè)、距離檢測(cè)、位置檢測(cè)、有無檢測(cè)等；主要的識(shí)別系統(tǒng)有條碼識(shí)別、二維碼識(shí)別、聲光識(shí)別和3D視覺等；常用的避障系統(tǒng)多采用光電電路或者超聲波，實(shí)現(xiàn)在短距離和小范圍內(nèi)判斷前方是否有障礙物，然后進(jìn)行停車處理。

常用的定位系統(tǒng)有限位開關(guān)、接近開關(guān)、尋址片定位、激光定位和二維碼定位等，常用的導(dǎo)航系統(tǒng)有慣性導(dǎo)航、磁性導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航和Slam導(dǎo)航，目前以激光Slam導(dǎo)航和視覺Slam導(dǎo)航最為先進(jìn)。

3.軟件控制主要有MES、WMS/WCS、RCS和TMS等等。

其中，MES系統(tǒng)是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊。

WMS倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，綜合入庫管理、出庫管理、物料對(duì)應(yīng)、庫存盤點(diǎn)、虛倉管理、庫存統(tǒng)計(jì)等諸多功能，有效控制并跟蹤倉庫的物流，實(shí)現(xiàn)完善的企業(yè)倉儲(chǔ)信息管理，并可以與ERP、MRP、WCS等多種軟件系統(tǒng)對(duì)接，更好地提高企業(yè)管理的深度和廣度。

WCS倉庫控制系統(tǒng)是介于WMS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)之間的管理控制系統(tǒng)。一方面，WCS系統(tǒng)與WMS系統(tǒng)進(jìn)行交互信息，接受WMS系統(tǒng)指令，并將其發(fā)送給PLC系統(tǒng)，從而驅(qū)動(dòng)產(chǎn)線產(chǎn)生相應(yīng)操作。另一方面，它將PLC系統(tǒng)的狀態(tài)及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反映，并提供對(duì)PLC系統(tǒng)和產(chǎn)線的接口調(diào)試。

RCS機(jī)器人控制系統(tǒng)，通常是由設(shè)備供應(yīng)商直接提供，一般自動(dòng)化項(xiàng)目中的設(shè)備調(diào)度、路徑規(guī)劃等都受控于該系統(tǒng)。

TMS運(yùn)輸管理系統(tǒng)，包括訂單管理、配載作業(yè)、調(diào)度分配、行車管理、GPS車輛定位系統(tǒng)、車輛管理、人員管理、數(shù)據(jù)報(bào)表、基本信息維護(hù)、系統(tǒng)管理等模塊。該系統(tǒng)對(duì)車輛、駕駛員、線路等進(jìn)行全面詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)考核，能大大提高運(yùn)作效率，降低運(yùn)輸成本。

物流設(shè)備運(yùn)動(dòng)“三種形式”：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)、環(huán)線運(yùn)動(dòng)

物流設(shè)備的種類和功能多種多樣，但其運(yùn)行形式主要有三種：旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)和環(huán)線運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)指的是物流設(shè)備自身環(huán)繞著一個(gè)中心的運(yùn)動(dòng)，比如電動(dòng)滾筒的旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)換向設(shè)備和擺輪分揀機(jī)等，作為動(dòng)力來源轉(zhuǎn)化成物料的直線運(yùn)動(dòng)和環(huán)線運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)指的是將物料從A點(diǎn)到B點(diǎn)的搬運(yùn)或輸送，“兩點(diǎn)之間的距離直線為最短”，比如堆垛機(jī)在XYZ三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都是直線運(yùn)動(dòng)，直線穿梭車也是在一條直線軌道上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，提升機(jī)在一條或兩條導(dǎo)軌上上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)等等。環(huán)線運(yùn)動(dòng)指的的物流設(shè)備組成一個(gè)封閉的環(huán)形，帶動(dòng)物料進(jìn)行環(huán)形運(yùn)動(dòng)，比如交叉帶分揀機(jī)、環(huán)形穿梭車、懸掛鏈、OHT、連續(xù)式提升機(jī)等。

物流方案規(guī)劃“三流”：流程、流量、流向

要做到真正的“物暢其流”，在物流方案規(guī)劃中需要重點(diǎn)關(guān)注流程、流量和流向。流程決定物料的處理順序和邏輯關(guān)系，包括裝卸、收發(fā)、搬運(yùn)、輸送、分揀、存儲(chǔ)、揀選、配送等。以立庫為例，流程包含整托入庫、整托出庫、揀選出庫、揀選入庫、空托出庫、空托入庫等，與立庫的日常作業(yè)密切相關(guān)。

流量決定物料的在單位時(shí)間內(nèi)的處理數(shù)量，通常以小時(shí)為計(jì)時(shí)單位，比如托/小時(shí)、箱/小時(shí)、件/小時(shí)等，流量決定物流的產(chǎn)能和物流設(shè)備的選型及配置，需要特別關(guān)注整個(gè)系統(tǒng)的“瓶頸”。

圖5 物流設(shè)備運(yùn)動(dòng)“三種形式”

圖6 我國物流業(yè)發(fā)展的“三階段”

流向是物料流動(dòng)的方向，包括前后左右上下六個(gè)方向，為避開建筑物或者其他設(shè)備設(shè)施的干涉，物料的流向會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。在做物流方案設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量避免三個(gè)問題：“單個(gè)動(dòng)作的長途奔襲”、“多個(gè)動(dòng)作的狹路相逢”和“同一物料走回頭路”，前兩者會(huì)浪費(fèi)太多時(shí)間來進(jìn)行搬運(yùn)，占用較多資源，降低整個(gè)系統(tǒng)的物流效率，后者則把物流流程變得復(fù)雜，加大控制難度，降低系統(tǒng)的可用性。將不良設(shè)計(jì)消滅在方案階段，遠(yuǎn)比在項(xiàng)目安裝現(xiàn)場(chǎng)再進(jìn)行切割、焊接、噴漆等補(bǔ)救，要省事、省力和省心。

我國物流行業(yè)起步較晚，隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，物流行業(yè)也保持著較快增長速度，物流體系不斷完善，行業(yè)運(yùn)行日益成熟和規(guī)范。在筆者看來，主要經(jīng)歷了跟跑、并跑、領(lǐng)跑三個(gè)典型階段。

物流方案規(guī)劃“三維”：平面、空間、時(shí)間

物流方案規(guī)劃是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，要求規(guī)劃人員必須掌握全面的物流知識(shí)，包括現(xiàn)場(chǎng)實(shí)勘、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、工藝流程、功能區(qū)劃分、設(shè)備參數(shù)、設(shè)備選型、效率計(jì)算、土建需求、消防知識(shí)、操作人員、標(biāo)識(shí)標(biāo)志、技術(shù)文檔編寫等等。在做物流方案時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到硬性條件的限制，不得不采用變通手段，通常的做法是向平面要密度，向空間要容量，向時(shí)間要效率。

地面的搬運(yùn)和輸送，基本是在二維平面上進(jìn)行，一條通道無法滿足兩臺(tái)車同行，可以采用兩條通道；當(dāng)通道不夠時(shí)，可以通過錯(cuò)位或避讓來實(shí)現(xiàn)，單層輸送線或交叉帶分揀機(jī)可以在同一條通道上再安裝第二層、第三層、第四層等。如果單一平面無法滿足，可以向空間拓展，通過采用懸掛輸送來釋放地面的操作空間，通過搭建鋼平臺(tái)來拓展Z方向上的空間，通過提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)和爬坡皮帶機(jī)輸送到更高的樓層等，從而實(shí)現(xiàn)跨樓層作業(yè)。通過有效的控制節(jié)拍和作業(yè)時(shí)間，削峰填谷，錯(cuò)峰出入，人機(jī)協(xié)同，可以使得整個(gè)物流系統(tǒng)的可用性得到完全發(fā)揮。

我國物流發(fā)展“三個(gè)階段”：跟跑、并跑、領(lǐng)跑

我國物流行業(yè)起步較晚，隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，物流行業(yè)也保持著較快增長速度，物流體系不斷完善，行業(yè)運(yùn)行日益成熟和規(guī)范。在筆者看來，主要經(jīng)歷了跟跑、并跑、領(lǐng)跑三個(gè)典型階段。

1980年至2000年之間，我國物流行業(yè)處于跟跑階段，包括跟著市場(chǎng)跑，跟著客戶跑，跟著國外競(jìng)爭對(duì)手跑。在這期間，政府逐步開放市場(chǎng)，但市場(chǎng)成熟度低，進(jìn)入門檻較低，國內(nèi)技術(shù)水平較為落后，國內(nèi)企業(yè)只能花高價(jià)從國外購買先進(jìn)的物流設(shè)備和技術(shù)，本土物流設(shè)備制造商通過學(xué)習(xí)、消化和吸收，開始模仿、研發(fā)制造各種物流設(shè)備。同時(shí)，國外公司也在國內(nèi)招聘并培養(yǎng)了首批本土物流技術(shù)人才。

2000年至2015年之間，我國物流行業(yè)處于并跑階段，此時(shí)市場(chǎng)集中度增加，行業(yè)朝著規(guī)?；?、專業(yè)化、精細(xì)化方向發(fā)展，競(jìng)爭逐步加劇。這一階段，國內(nèi)較早掌握先進(jìn)物流設(shè)備和技術(shù)的人才開始組建公司，不僅要與國外公司競(jìng)爭，而且國內(nèi)同行間也展開了市場(chǎng)、技術(shù)和人才的競(jìng)爭。伴隨各種物流系統(tǒng)集成商、物流設(shè)備制造商和零部件供應(yīng)商的全方位競(jìng)爭，物流項(xiàng)目成熟度得以上升，物流設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性也穩(wěn)步提高，但項(xiàng)目整體價(jià)格卻不斷地下降，供應(yīng)商的利潤空間在慢慢減少。

2015年至今，行業(yè)領(lǐng)頭羊借助資本力量開始形成絕對(duì)競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，搶占資本市場(chǎng)和人才資源，保持創(chuàng)新引領(lǐng)。隨著AGV技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)物流設(shè)備市場(chǎng)逐漸被更先進(jìn)、更柔性的AGV所替代，土地、材料和人工等經(jīng)營成本不斷攀升，客戶也在不斷詢價(jià)、比價(jià)、議價(jià)，物流系統(tǒng)集成商和設(shè)備供應(yīng)商的日子愈加艱難。有些提前進(jìn)入資本市場(chǎng)的上市公司和國資背景的公司吸引了大量優(yōu)秀行業(yè)人才，借助規(guī)?；瘍?yōu)勢(shì)和資本優(yōu)勢(shì)，搶占了國內(nèi)外大部分的市場(chǎng)份額，并逐漸向全球化方向發(fā)展。我們相信，未來會(huì)有多家中資背景企業(yè)躋身全球排名TOP10的物流系統(tǒng)集成商名單中。與此同時(shí)，對(duì)于眾多小而散的物流系統(tǒng)集成商和設(shè)備供應(yīng)商而言，其市場(chǎng)空間將進(jìn)一步受到擠壓。