物流信息管理设施与设备.ppt

第四章物流信息管理设施与设备,物流设备概论物流自动化和信息系统化自动识别和采集技术与设备自动存取和分拣系统案例：沃尔玛RFID试点店应用研究报告,本章学习目标,熟悉物流设备的界定和类型了解我国物流设备发展的现状了解我国物流设备发展存在的主要问题和发展趋势熟悉物流自动化的内容理解物流自动化和信息系统化的关系了解主要的自动识别和采集技术了解条码技术和相关的设备了解自动存取和分拣系统,范例,在沃尔玛、麦德龙等国外零售业巨头和美国国防部等政府机构的推动之下，RFID（射频识别技术）成为舆论关注的热点，这种热潮也辐射到作为制造大国的中国。不同背景的RFID应用中心在深圳、上海和北京等地相继启动，目前RFID在中国已经有制造业、供应链以及全国网络等多种形式的探索式应用。,第一节物流设备概论,物流设备的界定及类型我国物流设备发展现状我国物流设备发展存在的主要问题我国物流设备发展趋势,物流设备领域中许多新的设备不断涌现，如四向托盘、高架叉车、自动分拣机、自动引导搬运车（AGV）、集装箱等，极大地减轻了人们的劳动强度，提高了物流运作效率和服务质量，降低了物流成本，在物流作业中起着重要作用，促进了物流的快速发展。,四向托盘（图）,高架叉车（图）,自动引导搬运车（图）,一、物流设备的界定及类型所谓物流设备是指进行各项物流活动所必需的成套建筑和器物，组织实物物流所涉及的各种机械设备、运输工具、仓储设施、站场、电子计算机、通讯设备等。1、按照设备所特有的功能可以分为运输设备、仓储保管设备、装卸搬运设备、流通加工设备、信息处理设备等；2、按照设备在物流活动中的相对位置，可分为固定设备和活动设备；3、按照设备在物流活动中的服务范围，可分为企业物流设备和社会物流设备。,二、我国物流设备发展现状1、物流设备总体数量迅速增加。2、物流设备的自动化水平和信息化程度得到了一定的提高。3、基本上形成了物流设备生产、销售和消费系统。4、物流设备在物流的各个环节都得到了一定的应用。5、专业化的新型物流设备和新技术设备不断涌现。（这些设备多是专门为某一物流环节的物流作业，或某一专门商品、某一专门顾客提供的设备，专业化程度很高。）,三、我国物流设备发展存在的主要问题1、物流基础设施建设投入太少，自动化立体仓库等高端的仓储货架系统还不多见，使用了计算机信息化管理的现代化仓库较少。（为什么？）2、我国尚处于物流设备发展的起步阶段，既缺少行业标准，又没有行业组织，致使各种物流设备标准不统一，相互衔接配套差。3、物流设备供应商数量众多，但普遍规模偏小，发展不规范。,三、我国物流设备发展存在的主要问题4、物流企业只重视单一设备的质量与选型，没有通盘考虑整个系统如何达到最优化。（为什么？）5、绝大多数物流企业仍将价格作为选择物流设备的首要因素，而忽视了对内在品质和安全指标的考察。6、部分物流企业对物流设备缺乏足够的认识，在系统规划、设计时带有盲目性，造成使用上的不便或资源的浪费。7、物流设备的管理并没有被广泛纳入物流管理的内容，物流设备使用率不高，设备闲置时间较长。,四、我国物流设备发展趋势1、大型化和高速化。大型化指设备的容量、规模、能力越来越大。大型化是实现物流规模效应的基本手段。一是为了弥补自身速度很难提高的缺陷而逐渐大型化，包括海运、铁路运输、公路运输，这些运输方式的大型化基本满足了基础性物流需求量大、连续、平稳的特点；二是航空货机的大型化。高速化指设备的运转速度、运行速度、识别速度、运算速度大大加快。提高运输速度一直是各种运输方式努力的方向，主要体现在对“常速”极限的突破。（高速公路、高速铁路）,四、我国物流设备发展趋势2、实用化和轻型化,四、我国物流设备发展趋势3、专门化和通用化物流设备专门化是提高物流效率的基础，主要体现在两个方面：一是物流设备专门化；二是物流方式专门化。通用化主要以集装箱运输的发展为代表。通用化的运输工具为物流系统供应链保持高效率提供了基本保证，通用化设备还可以实现物流作业的快速转换，可极大提高物流作业效率。,四、我国物流设备发展趋势4、自动化和智能化实现物流设备的自动化和智能化将是今后的发展方向。如自动化仓库中的送取货小车、智能搬运车AHV、公路运输智能交通系统（ITS）,四、我国物流设备发展趋势5、成套化和系统化只有当组成物流系统的设备成套、匹配时，物流系统才是最有效、最经济的。在物流设备单机自动化的基础上，通过计算机把各种物流设备组成一个集成系统，通过中央控制室的控制，与物流系统协调配合，形成不同机种的最佳匹配和组合，将会取长补短，发货最佳效用。（工厂生产搬运自动化系统；货物配送集散系统；集装箱装卸搬运系统；货物自动分拣与搬运系统）,四、我国物流设备发展趋势6、“绿色化”,第二节物流自动化,物流自动化的内容物流自动化和信息系统的关系,物流自动化是充分利用各种机械和运输设备、计算机系统和综合作业协调等技术手段，通过对物流系统的整体规划及技术应用，使物流的相关作业和内容省力化、效率化、合理化，快速、准确、可靠地完成物流的过程。哪一环节自动化？用什么样的方法进行自动化？,一、物流自动化的内容1、机械的自动化由于物流的主要内容涉及货物的装卸、运输、存储、加工、包装等作业环节，采用机械化的手段进行物流作业的自动化是物流自动化的主要内容。在货物的流转过程中，能够使用各式各样的自动搬运设备、自动存取系统和自动分拣传送设备。,一、物流自动化的内容2、信息的自动化物流信息的自动化是指在物流的过程中，对所发生的各种信息，利用信息技术快速、准确和及时地进行收集、存储、加工、分析和检索等处理，为作业的效率化和管理的科学化提供服务的手段。,一、物流自动化的内容3、知的自动化同样的作业以及机械的使用等，由于应用方法和作业流程等的不同，其效率也大不一样。所谓知的自动化就是根据作业的内容，使用相关的物流设备，采用科学、合理的流程并采用适当的作业指示方法，发挥出更高作业效率的方式，是在不改变成本的情况下，提高作业效率的有效方法。,一、物流自动化的内容3、知的自动化可以详细地研究作业内容，考虑使用合理的方法和流程提高物流作业的效率。作业效率的改善就是缩短作业的时间，满足客户的需求。知的自动化所考虑的内容是日常所进行的作业，对日常作业的研究，需要打破原有的习惯和框架。只要有所改进就是向知的自动化迈进了一步。,一、物流自动化的内容3、知的自动化知的自动化属于思维方式和智慧的范畴，需要从事物流作业的管理者和作业者的创新和思考，采用更广阔的思路提出方案，以改善、提高物流作业的方法。（创新、改革）,知的自动化举例,取消作业的环节也属于自动化。取消多于的作业环节是最大的自动化，例如，废除验货、货架签这一配货的检查环节。绝对不允许出现错误是不可能的，问题是遇到配货的错误会带来什么样的影响，是否会造成严重后果。配货的流程。处理客户的订单，是按照订单的先后顺序进行配货，还是按订货量多少的客户顺序进行配货，两种配货的效率是不同的，应从定货量少的客户开始进行配货。,知的自动化举例,基于配送中心特性的作业方法。可以通过配送中心订单的订货件数（E）和其种类（I）及出库量（Q）的关系进行EIQ分析，得出配送中心的需求特性。根据EIQ分析的结果，考虑采用高效率的作业方法。例如，定货量多的客户与定货量少的客户分开进行配货作业，或根据订货种类个数将一个客户的订单集中进行配货，可以提高配货的效率。,二、物流自动化和信息系统的关系物流业务从大的方面划分，可以分为物流作业和物流事务。物流作业和“物的流动”相对应，物流事务和“信息”相对应。物流事务和物流作业这两方面都是物流信息系统所研究的对象。自动化对信息化提供支持，能够提高效率。通过自动化，在省去手工进行输入数据的同时，能够快速、准确地进行数据输入，并达到信息系统化的目的。,二、物流自动化和信息系统的关系物流事务，比如接受订货和出货、入出库、库存帐簿登记、到货票据、接收票据和输出申请书等，都是物流信息系统化的内容。这些方面已经得到了较大的发展，现在的课题是系统的网络化和无纸化。（内部网络、外部EDI）在物流事务方面，从手工处理文件、票据到由信息系统处理能够实现自动化并节省人力。有事例证明，使用EDI可以将物流事务成本降低10左右。,二、物流自动化和信息系统的关系从物流作业自动化与物流信息系统所存在的密切关系看，两者有些不同。物流作业自动化比物流信息系统较易实现。例如配货时，所取出商品的品种、数量、保管位置、保管货架等都是通过信息系统向自动配货设备发出指令。根据这些指令，配货设备才能自动地进行配货作业。如果没有配货信息，自动机械就不能够进行相关操作。,第三节AIDC技术与设备,条码技术与设备射频识别技术与设备,实现信息流、实物流的“互联”，主要依靠自动识别和采集技术（AIDC）。包括条码技术、射频识别技术、磁识别技术、声音识别技术、图形识别技术等。在物流领域主要是指条码技术和射频识别技术。,一、条码技术与设备1、基本概念条码是一种可印刷机器语言，是由一组按特定编码规则排列的条、空组成的图形符号，可表示一定的信息内容。条码自动识别系统由条码标签、条码生成设备、条码识读器和计算机组成。在物流过程中，识读器根据条、空对光的反射率不同，利用光电转换器件，获取条码所示信息，并自动转换成计算机数据格式，传输给计算机信息系统。,条码标签（图）,条码生成设备（图）,条码识读器（图）,一、条码技术与设备1、基本概念在物流过程中，条码技术是通过标准化来实现数据共享的。在标准化实践中，条码的码制是指条码符号的类型，每种类型的条码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成，都有固定的编码容量和条码字符集。国际上公认的条码种类主要有三种：EAN码、交插二五码和UCC/EAN-128码。,一、条码技术与设备2、一维条码和二维条码一维条码是由一个接一个的“条”和“空”排列组成的，条码信息靠条和空的不同宽度和位置来传递，信息量的大小是由条码的宽度和印刷的精度来决定的。一维条码携带的信息量有限，在应用中，更多的是对“物品”进行标识，而不是对“物品”进行描述。一维条码必须依赖数据库的支持才能表达更多的信息。,一、条码技术与设备2、一维条码和二维条码现代高新技术的发展，迫切要求用条码在有限的几何空间内表示更多的信息以满足各种需求，二维条码正是在这种形势下产生的。二维条码主要分为层排式和棋盘式两类，主要用于以下方面：电子商务中的单证；证件；物流中心、仓储中心等的物品盘点；商业机密、政治情报、军事机密、私人信函等。,二维条码（图）,一、条码技术与设备3、条码识读器条码识读器一般由条码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成。（硬件）条码识别软件通常包括扫描器输出信号的测量、条码码制及扫描方向的识别、逻辑值的判断，以及识读器与计算机之间的数据通信等。,一、条码技术与设备3、条码识读器根据操作方式的不同，可将条码识读器划分为两类。在线式识读器：一般由交流电源供电，在识读器与计算机或通信装置之间由电缆连接，直接将识别的数据传递到计算机。便携式识读器：其本身就是一台专用计算机或通用微型计算机，配备有数据存储器，通常由电池供电，适用于脱机使用的场合。数据采集后，先把数据存储起来，然后再转存到主机。可广泛应用于流动性数据采集环境。,在线式识读器（图）,便携式识读器（图）,一、条码技术与设备3、条码识读器扫描器是条码识读器的输入装置，其性能直接影响到识读器数据采集的准确性和速度。扫描器可分为以下四类：光笔扫描器台式扫描器手持式扫描器激光扫描器其中激光扫描器景深区域大、扫描速度高、扫描范围宽。激光全角度扫描器能够高速扫描识读任意方向通过的条码符号，被大量使用在各种自动化程度高、物流量大的领域。,条码扫描器（图）,无线条码扫描器（图）,条码技术与设备总结（图）,二、射频识别技术（RFID）与设备如今，在大多数商品上都印有条形码。而在国外，一些百货店和药店里出售的商品，如刮胡刀片、药品包装上已附有针尖大小的计算机芯片和微型天线，这种微型天线能将极为丰富的产品及消费者信息发送到零售商和制造者手中。,二、射频识别技术（RFID）与设备1、RFID基本概念射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID）是从20世纪80年代起逐渐走向成熟的一项自动识别技术。由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，因而进入实用化阶段。射频识别的标签与识读器之间利用感应、无线电波或微波能量进行非接触双向通信，实现标签存储信息的识别和数据交换。,二、射频识别技术（RFID）与设备1、RFID基本概念射频识别系统包括软件系统和硬件系统。硬件系统由发射天线、接收天线、天线调谐器、电子标签、识读器组成，主要用于完成信号采集功能和快速可靠的通信。软件系统用于完成信息的采集、识别、加工和传输，软件支持着整个系统的运行，并演绎出各种不同的应用系统。,二、射频识别技术（RFID）与设备1、RFID基本概念RFID的突出特点是：1）可以非接触识读，可识别高速运动物体；2）识别无“盲区”，信号穿透力强，可以穿透墙壁、地面、人员、衣服等物体，可任意调整识别范围；3）抗恶劣环境能力强，一般污垢覆盖在标签上不影响标签信息的识读；4）抗干扰能力强，保密性强；5）对人体无害，环境适应性强；6）可同时识别多个被识别对象。,二、射频识别技术（RFID）与设备1、RFID基本概念射频识读器与标签之间的耦合方式有三种，即静电耦合、感应耦合和微波。静电耦合系统的识读距离在2毫米以下，常见的“信息钮”就是以静电耦合方式获取信息的，可用于固定货物的巡检。感应耦合系统的识读器天线发射的磁场无方向性，可以不考虑货物上射频标签的位置和方向，常用于移动物品的识别、分拣。,二、射频识别技术（RFID）与设备1、RFID基本概念微波射频识别系统的识读微波方向性很强，一般用于高速移动的物体，如运输车辆的识别。在物流管理领域，感应耦合系统应用较多。其工作流程是：射频识读器的天线在其作用区域内发射能量形成电磁场，载有射频标签的物品在经过这个区域时被识读器发出的信号激发，将储存的数据发送给识读器，识读器接收射频标签发送的信号，解码获得数据，达到识别目的。,矿井人员考勤定位系统,车库射频识别系统,二、射频识别技术（RFID）与设备2、RFID的组成在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，RFID系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工作原理来看，系统一般由信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。下面分别加以说明。,二、射频识别技术与设备,2、RFID的组成1）信号发射机在RFID系统中，信号发射机为了不同的应用目的，会以不同的形式存在，典型的形式是标签（TAG）。标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息。与条码不同的是，标签必须能够自动或在外力的作用下，把存储的信息主动发射出去。标签一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。,二、射频识别技术与设备,2、RFID的组成1）信号发射机按照不同的标准，标签有许多不同的分类方法。根据标签获取电能的方式不同，可以把标签分为主动式标签与被动式标签；根据内部使用存储器类型的不同，标签可以分为只读标签与可读可写标签；根据标签中存储器数据存储能力的不同，可以把标签分为仅用于标识目的的标识标签与便携式数据文件两种。,二、射频识别技术与设备,2、RFID的组成2）信号接收机在RFID系统中，信号接收机一般叫做阅读器。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外，阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中出了存储需要传输的信息外，还必须含有一定的附加信息，如错误校验信息等。,二、射频识别技术与设备,2、RFID的组成3）编程器只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般来说是离线（Off-line）完成的，也就是预先在标签中写入数据，等到开始应用时直接把标签黏附在被标识项目上。,二、射频识别技术与设备,2、RFID的组成4）天线天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。,二、射频识别技术与设备,3、RFID系统的分类1）EAS技术EAS（ElectronicArticleSurveillance）是一种设置在需要控制物品出入口的RFID技术。这种技术的典型应用场合是商店、图书馆、数据中心等地方。在应用EAS技术时，首先在物品上粘附EAS标签，当物品被正常购买或者合法移出时，在结算处通过一定的装置使EAS标签失效，物品就可以取走。EAS装置能自动检测标签的活动性，发现活动性标签，EAS系统会发出警告。,二、射频识别技术与设备,3、RFID系统的分类1）EAS技术典型的EAS系统一般由3部分构成：附着在商品上的电子标签，电子传感器；电子标签灭活装置，以便授权商品能正常出入；监视器，在出口造成一定区域的监视空间。,EAS技术（图）,EAS技术（图）,二、射频识别技术与设备,3、RFID系统的分类1）EAS技术EAS系统的工作原理是：在监视区，发射器以一定的频率向接收器发射信号。发射器与接收器一般安装在零售店、图书馆的出入口，形成一定的监视空间。当具有特殊特征的标签进入该区域时，会对发射器发出的信号产生干扰，这种干扰信号也会被接收器接收，再经过微处理器的分析判断，就会控制警报器的鸣响。,二、射频识别技术与设备,3、RFID系统的分类2）便携式数据采集系统便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持式数据采集器采集RFID标签上的数据。手持式阅读器（数据输入终端）可以在读取数据的同时，通过无线电波数据传输方式（RFDC）实时地向主计算机系统传输数据，也可以暂时将数据存储在阅读器中，再一批一批地向主计算机系统传输数据。,二、射频识别技术与设备,3、RFID系统的分类3）物流控制系统在物流控制系统中，固定布置的RFID阅读器分散布置在给定的区域，并且阅读器直接与数据管理信息系统相连，信号发射机是移动的，一般安装在移动的物体、人上面。当物体、人流经过阅读器时，阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统存储、分析、处理，达到控制物流的目的。,二、射频识别技术与设备,3、RFID系统的分类4）定位系统定位系统用于自动化加工系统的定位及对车辆、轮船等进行定位支持。阅读器放置在移动的车辆、轮船或者自动化流水线中移动的物料、半成品、成品上，信号发射机嵌入到操作环境的地表下面。信号发射机上存储有位置识别信息，阅读器一般通过无线的方式或者有线的方式连接到信息管理系统。,二、射频识别技术与设备,4、RFID在物流中的应用1）零售环节RFID可以改进零售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库存，提高效率，减少出错。同时，智能标签能对某些时效性强的商品的有效期限进行监控；商店还能利用RFID系统在付款台实现自动扫描和计费，从而取代人工收款。,二、射频识别技术与设备,4、RFID在物流中的应用2）存储环节在仓库里，射频技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。,二、射频识别技术与设备,4、RFID在物流中的应用3）运输环节在运输管理中，在途运输的货物和车辆贴上RFID标签，运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。接收装置收到RFID标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。,二、射频识别技术与设备,4、RFID在物流中的应用4）配送/分销环节在配送环节，采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对，以检测出可能的错误，然后将RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。,二、射频识别技术与设备,4、RFID在物流中的应用5）生产环节在生产制造环节应用RFID技术，可以完成自动化生产线运作，实现在整个生产线上对原材料、零部件、半成品和产成品的识别与跟踪，减少人工识别成本和出错率，提高效率和效益。,第四节自动存取和分拣系统,自动立体仓库自动分拣系统,一、自动立体仓库早在20世纪60年代初，自动立体仓库就在一些发达国家的物流领域投入了使用。自动立体仓库充分利用较少的空间，大大提高了存储的效率。直至今天，其省力化的作用以及易于库存管理的优势，仍然发挥着作用，并不断取得显著进步。可以从货物形式的变化、用途和系统，以及所看到的高水平的应用等方面，说明自动立体仓库向着计算机化的方向发展。,一、自动立体仓库1、货物形式的变化自动立体仓库是由立体地存储货物的货架和为了对货架进行存储搬运货物的存取移动装置所组成的设备。存储货物的形式主要是以能够集中进行托盘化的货物为对象，基本上85的自动立体仓库处理的都是托盘化的货物。由于物流环境的变化，特别是货物的多品种少量和多频度化等，从托盘到以箱为单位的存储和小包装少量的需求正不断提高，以箱为单位的形式非常普及。（规范化形式）,一、自动立体仓库1、货物形式的变化自动立体仓库的存储货物形式从层次上划分，可以有以下的四种形态：使用平托盘的货物形式；（普遍使用）使用箱式托盘的货物形式；使