物流自动化技术绪论.ppt

LogisticsAutomation2013年10月 物流自动化 物流自动化知识结构 学分 2教学目标通过学习物流自动化的基本概念和物流自动化系统的系统架构 系统构成 原理 关键技术 设计方法 探讨物流自动化系统的建模 分析 设计 优化和控制决策等问题 重点学习自动化立体仓库系统和自动分拣系统 掌握物流自动化系统的系统构造方法 包括系统集成和装备选择方法等 掌握监控系统设计与开发方法集成就是创造 教学目标 教学 实验内容与学时安排 教材及参考书 朱卫锋 物流自动化技术及应用 华中科技大学出版社 2013 4朱宏辉 物流自动化系统设计及应用 化学工业出版社 2005 3西门子 中国 有限公司自动化与驱动集团 深入浅出西门子WinCCV6 第二版 北京航空航天大学出版社 2005 4姜大立 张剑芳 王丰 杨西龙 现代物流装备 首都经济贸易大学出版社 2004 1魏国辰 物流机械设备的运用与管理 中国物资出版社 2002 1聂军 物流技术与设备 对外经济贸易大学出版社 2004孟初阳 物流设施与设备 机械工业出版社物流师实务手册 机械工业出版社 2007 1 第一章绪论 物流自动化的意义和由来 订单特点 小 混合 频率快 个性化 服务价值高 策略要求 库存管理 运行柔性 过程集成 有效的物流和信息流 物流发展动向 供应链管理 供应链全球化 虚拟企业 电子商务 绿色物流 战略合作伙伴 新型管理原则 现代物流 实现物流活动的机械化 信息化 自动化和合理化 自动物流设备 物流计算机管理与控制系统 物流自动化学科 物流工程学科的一个重要研究方向 以系统论 信息论和控制论为理论基础 以物流系统为研究对象 以计算机 网络和集成技术为工具 以提高物流系统运行效率和可靠性为目标 第一节 自动化与物流自动化系统的基本概念第二节 物流自动化系统结构及其特点第三节 物流自动化发展趋势及其先进技术 第一节 自动化与物流自动化系统的基本概念 自动化科学技术 根据人类面临的系统构造中的各种复杂性的挑战 研究对象日益增长的复杂性周围环境的不确定性和复杂性信息技术工具本身的复杂性人类自身行为及其和系统间的相互作用关系的复杂性研究运用各种信息技术延伸人的信息获取 处理和决策控制的能力 是建立自动化系统的各种理论和技术的综合 用来处理人类 客观物理对象 信息系统工具三大因素间的关系 其基础是系统论 控制论 信息论 决策和博弈论 以及通信 计算和信息处理等技术手段和相关的交叉学科 物流自动化系统 具有现代自动化学科显著特点的 集机 光 电 液为一体的大型复杂系统 包括所需输送的物料和相关设备 输送工具 仓储设施 人员及通讯联系等若干相互制约的动态要素 能够实现物料运输 识别 分拣 堆码 仓储 检索 发售等各个环节的全过程自动化作业 是现代物流装备 计算机及其网络系统 信息识别和信息管理系统 智能控制系统的有机集成 主要包括自动化高架立体仓库 自动存储和分发系统 AS RS 自动化输送机运输系统 自动导引车系统 AGV 可编程逻辑控制系统 PLC 和计算机集成管理系统等 物流自动化技术 现代自动化学科技术的一个分支 研究物流自动化系统的建模 分析 设计 优化和控制决策等问题 近20年来在欧美 日本 及韩国发展迅猛 第二节 物流自动化系统结构及其特点 一 物流自动化系统的基本组成仓储 中转 物流自动化系统 社会物流 存储物料 协调供需关系 流通领域的 调节阀 包括货架 自动识别设备 自动搬运设备 输送设备 码垛设备 信息管理和控制系统等 生产物流自动化系统 生产物流 生产中实现不同场地 不同工序或不同设备之间的物料或工具的自动传送 物流自动化系统的结构 信息管理系统 计算机网络局 域网广域网 控制系统 前端执行系统 信息采集系统 条 码 扫 描 自 动 输 送 系 统 传 感 器 语 音 识 别 图 像 识 别 标 签 识 别 A G V 自 动 分 拣 系 统 A S R S 搬 运 机 器 人 运 输 设 备 1前提信息流 自动化 3基础信息流 信息化MRP MRPII ERP MES EDI 2核心物流 自动化 5通信内外网有线 无线 4指令监控 智能化 人 二 物流自动化系统的主要特点系统化 优化系统结构和参数 合理定义系统功能 科学配置系统参数集成化 管理集成和技术集成自动化 物流作业 过程的设备和设施 自动化 机械化 智能化 物流管理 库存管理 成本控制 各种决策 自动化 计算机化 电子化 网络化 电子网络 运输 业务 配送网络信息化 电子商务时代的要求 包括信息收集的数据库化和代码化 信息处理的电子化和计算机化 信息传递的标准化和实时化 信息存储的数字化 第三节 物流自动化系统研究现状和发展动向 一 物流系统技术研究现状和发展趋势多维仿真技术 微观物流仿真 指导物流系统的设计与规划集成化物流系统技术 供应 生产 销售物流集成 仓储集成 柔性化物流 小批量多品种的柔性生产线物流系统软件的开发和研究 集成化物流管理软件虚拟物流系统 宏观物流仿真 绿色物流 托盘 包装箱 货架等消耗大的资源 材料可降解 标准化可重用 降低投入数量 信息集成和共享技术 供应商 制造商 批发商 代理商 零售商之间物流信息格式标准化并共享电子商务物流业的发展趋势多功能化 仓储 运输 配货 配送 流通加工 供应链 一流的服务 客户服务 长距离 多项目 配延供需 5R 信息化 提供最佳服务的前提全球化 原材料 生产 销售全球化 物流范围扩大 仿真目标 根据给定的物流自动化系统的需求和工艺流程 在物流仿真软件上进行物流自动化系统的设计和实验 给出系统配置方案 并通过仿真给出运行性能指标 采用的物流仿真软件有 Flexsim Witness 和Em plant 仿真步骤 建立仿真模型根据某个自动化物流系统的需求和工艺流程建立系统的计算机仿真模型 并确立系统基本设备的运行参数 编写逻辑控制程序根据系统的工艺流程和系统的逻辑控制关系 以及物料流动过程中 设备处理该物科所需的时间等编写逻辑控制程序 运行仿真系统根据物流系统的需求流量 计算出物料出现的时间频率 把这个频率值输入系统 运行此仿真系统 仿真运行时间可以相据实际物流系统的生产班次 也可按照最大物流量进行模拟 对仿真结果进行分析和优化根据流程运行结果 进行分析 系统是否存在 瓶颈 流程是否畅通 物流量能否满足需求 根据最后的数据统计结果 分析物流量能否满足需求 如果系统运行后 结果有不理想之处 要根据相应的原因 调整方案或者改变参数 直至满足物流系统的生产需求 生成三维动画输出结果及仿真报告 返回 二 物流自动化系统中的先进技术自动标识与数据采集条形码及其应用射频标签系统销售时点信息系统EDI技术及其应用GIS GPS原理与应用PLC编程技术现场总线控制系统技术监控组态软件开发技术 自动标识与数据采集自动标识与数据采集指的是不用键盘直接将数据输入到计算机系统或其他微处理器中 主要包括条形码 射频标识与射频数据通讯 磁条 语音和视觉系统 光学字符识别等 条形码及其应用 条形码符号是利用光电扫描阅读设备来实现数据输入计算机的一种代码 它由一组规则排列 黑白相间的线条组成 每条线条的宽窄不同 代表不同的数据 字母信息和某些符号 条形码概念 条形码系统是现代物流系统中基础信息系统的一个重要组成部分 它可以满足大量 快速采集信息的要求 能适应物流大量化和高速化要求 从而大幅度提高物流效率 条形码系统 销售点中打上条码的商品经光笔扫描 自动计价 并同时做销售记录 公司可利用这些记录作统计分析 预测未来需求和制订进货计划 条形码应用 销售点的应用 在加工制造业中 物料监控人员能够准确跟踪带有条码信息的原材料或产成品的搬运 存储 装卸和入库 条形码应用 加工制造业的应用 商品出入仓库的查验处理和在库保管 均可采用条码技术进行识别 标签 定位入格等 在物流配送加工中心 采用条码技术进行识别分拣 出货检验等 条形码应用 流通流域的应用 射频标签系统 射频标签系统概念 射频标签识别系统 RadioFrequency 的主要功能是对运动的或静止的标签进行不接触的识别 它对贴置在物流对象上的标签用射频技术进行电磁波射频扫描 把物流对象的相关信息从标签上识别并进行直接读写 或经过计算机网络将信息传输 射频标签系统的优点 射频标签识别系统的最重要优点是非接触作业 它穿透雪 雾 冰 尘垢和在条形码无法使用的恶劣环境阅读标签 阅读速度非常快 大多数情况下 可用于流程跟踪或者维修跟踪等交互式业务 销售时点信息系统 销售时点信息系统 PointofSale 是指通过能够自动读取信息的设备 在销售商品时 直接读取和采集商品销售的各种信息 然后通过通信网络或计算机系统将读取的信息传输至管理中心进行数据的处理和使用 概述 一般来讲 该系统应用最多的自动读取设备是商店在结算时所用的收银机 又称POS机 按照经营管理者的要求 所读取的数据可以事先指定 并且将数据压缩在条形码中 通过该系统 商品基础信息可以不遗漏地全面收集 并有不失真的特点 POS应用 EDI技术及其应用 电子数据交换系统 EDI 是对信息进行交换和处理的网络自动化系统 是将远程通讯 计算机及数据库三者有机结合在一个系统中 实现数据交换和共享一种信息系统 EDI系统概述 EDI系统功能 EDI系统主要功能是利用计算机广域网 进行远程 快速的数据交换和自动处理 对于物流领域而言 通过该系统很容易对远程的物流数据及时得到认知 从而推动物流管理水平的提升 在物流国际化趋势下 这个系统成为支撑经济全球化和物流国际化的重要手段 提高内部生产率改善物流渠道关系提高外部生产率提高国际竞争力降低作业成本 EDI的直接利益 降低与印刷 邮寄以及处理书面交易有关的劳动和物料成本 减少电话 传真等通信费用 减少抄写成本 EDI对物流作业成本的影响 案例 NIKE公司的EDI NIKE公司采用EDI方式与其供应商联系 直接将成衣的款式 颜色和数量等条件以EDI方式下单 并将交货期缩短至3 4个月 它同时要求供应布料的织布厂先给美国总公司上报新开发的布样 由设计师选择合适的布料设计为成衣款式后 再下单给成衣厂商生产 这样 NIKE公司给予成衣厂商订布的时间缩短 成衣厂商的交货期也就越来越短 从以往的180天缩短为120天甚至90天 EDI在国外的发展应用情况 美国是世界上最早运用EDI的国家 其最初的应用系统都是基于ANSIX 12标准开发的 目前在美国国内商贸业务中有相当大的一部分实际商务单证 文件和票据都是通过EDI在网络上进行的 据美国海关统计 EDI电子商贸系统处理的业务量占海关申报货物的93 占放行货物的92 电子资金托收占日均托收的49 美国海关规定对于用EDI方式的报关者将给予优先处理 对未采用EDI方式的海关手续将被推迟处理 加拿大也是世界上使用EDI较早的国家之一 最初其EDI采用美国标准 90年代以后开始参照EDIFACT标准重新规划和开发系统 系统业务范围包括申报 检验 通关放行 承运 货物数据分类 信息统计 资金转账 关税和国内税的电子支付等 目前加拿大每年进出口交易中经由该系统的业务量达50 以上 日本 新加坡和韩国是亚洲最早开发利用EDI的国家 韩国从1991年开始开发和逐步推广应用其贸易网络系统 该系统包括 海关 银行 保险公司 运输 大型工业集团等 约41个部门的主要单证交换业务 功能首先从单一的单证报文数据交换开始 并逐步向预申报处理 仓单编排 货物分类 电子资金转账 统计分析等领域发展 EDI在我国的应用现状 1990年国家技术监督局与经贸部计算中心合作 翻译整理了联合国 贸易数据元目录 和 用于行政管理 商业 运输领域的电子数据交换规则 两本EDI标准的基本文献 并在此基础上拟定 经贸部EDI标准化体系表 1991年8月 由原国务院电子信息系统推广应用办公室牵头 成立了有国家科委 经贸部 海关总署 国家技术监督局 中国人民银行 保险公司 交通部 国家商检局 中国贸促会等部门参加的 促进EDI应用协调小组 CEC 并以该组织的名义加入了 亚洲EDIFACT理事会 随后成立了中国EDIFACT理事会秘书组和EDI标准化组 1992年5月又召开了 中国EDI发展战略与标准化 研讨会 草拟了 中国EDI发展战略总体规划建议 同时决定建立国家EDI试验系统 海关总署 中国远洋运输集团公司 地区EDI试验系统 广东 山东 江苏 上海 福建 和行业EDI试验系统 山东抽纱企业集团公司 中国电子工业总公司行业EDI试点工程 等 1993年 我国提出了 四金工程 从整体上确立了我国的信息化框架 目前 EDI已在我国远洋运输 海关和外贸企业中得到一定程度的应用 EDI的功能模型 双向数据流 1 联系模块 联系模块是EDI系统和本部门内的其他信息系统和数据库的接口 同时通过联系模块与EDI用户接口 为用户提供友好的接口和良好的人机界面 电子数据处理 EDP 系统是一个企业自身业务的计算机化系统 它是EDI应用的前提 使用企业内的其他信息系统或数据库 一方面可向EDI系统提供数据元 报文和各类资料 另一方面可将EDI系统的有关结果通知信息系统 EDI系统不是将贸易单证直接传递或简单印出 而是通过单证审核 生产组织 货运安排 海关手续办理等业务的EDI处理后 将有关结果传送给企业内部的EDP系统 或输出必要的文件进行物理归档 2 报文生成及处理模块 该模块是将来自用户或其他信息系统的命令与信息 按EDI标准方式 产生订单 发票或其他EDI报文 递交给 通信模块 而发送给其他EDI用户 或将其他EDI系统经通信模块转来的EDI报文 按其不同类型的要求进行处理 以适应本单位内其他系统处理要求 据统计 不同公司或企业交换的商业文件 约有70 的内容需经二次处理 3 格式转换模块 该模块将各种EDI报文 按照EDI结构化的要求进行结构化处理 根据EDI语法规则进行压缩 重复和嵌套 以及代码转换和语法控制后 提交给 通信模块 发送给其他EDI用户系统 对经过通信模块接收到的结构化的EDI报文进行非结构化的处理 以便本单位内部的信息管理系统做进一步处理 使之成为日常工作文件 4 通信模块 该模块这是EDI系统与EDI通信网的接口 其作用为扫描呼叫 自动转发 地址转换 差错检测和报文传送等 接收EDI用户的报文后 进行审核和确认 EDI的应用 金融 保险和商检 实现对外经贸的快速循环和可靠的支付 降低银行间转帐所需的时间 增加可用资金的比例 加快资金的流动 简化手续 降低作业成本 外贸 通关和报关 加速货物通关 提高对外服务能力 减轻海关业务的压力 防止人为弊端 实现货物通关自动化和国际贸易的无纸化 税务 利用EDI开发电子报税系统 实现纳税申报的自动化 即方便快竭 又节省人力物力 制造业 运输业和仓储业 制造业利用EDI能充分理解并满足客户的需要 制订出供应计划 达到降低库存 加快资金流动的目的 运输业采用EDI能实现货运单证的电子数据传输 充分利用运输设备 仓位 为客户提供高层次和快竭的服务 对仓储业 可加速货物的提取及周转 减缓仓储空间紧张的矛盾 从而提高利用率 EDI应用流程 传统 买方向卖方提出订单 卖方得到订单后 就进行它内部的纸张文字票据处理 准备发货 纸张票据中包括发货票等 买方在收到货和发货票之后 开出支票 寄给卖方 卖方持支票至银行兑现 银行再开出一个票据 确认这笔款项的汇兑 生产企业的EDI 把上述买卖双方在贸易处理过程中的所有纸面单证由EDI通信网来传送 并由计算机自动完成全部 或大部分 处理过程 企业收到一份EDI订单 则系统自动处理该订单 检查订单是否符合要求 然后通知企业内部管理系统安排生产 向零配件供销商订购零配件等 有关部门申请进出口许可证 通知银行并给订货方开出EDI发票 向保险公司申请保险单等 从而使整个商贸活动过程在最短时间内准确地完成 一个真正的EDI系统是将订单 发货 报关 商检和银行结算合成一体 从而大大加速了贸易的全过程 因此 EDI对企业文化 业务流程和组织机构的影响是巨大的 GIS GPS原理与应用 地理信息系统 GeographicInformationSystem GIS 是面向空间相关信息 采集 存储 检查 操作 分析和显示地理数据的系统 其主要功能是将表格型数据转换为地理图形显示 即时提供多种空间的和动态的地理信息 地理信息系统