国内外物流技术与系统的现状与特点分析

1、1 国内外物流技术与系统的 现状与特点分析2 1世界物流技术行业发展现状 目前，全世界最先进的物流技术与装备还主要集中在欧洲、 日本和美国等发 达国家或地区。国际先进的物流技术与设备采用了最新的红外探测技术、 激光技 术、无线通信技术、编码认址技术、RFID识别技术、PLC控制技术、无接触式 供电技术等光机电信息一体化等新技术，大大提高了设备运行速度和定位精度， 目前正朝着大型化、节能化、标准化、系统化、智能化和高效化等方向发展。今 后，对物流技术与装备的需求将更倾向于先进物流装备和物流技术集成化的物流 系统。 在制造商方面，全球有超过1000家的物流装备厂商活跃在物料装备的制造 及服务领域，

2、但能够提供物流系统集成服务的供应商还不多,在全球具有影响力 的物流系统集成商只有数十家其中大多为欧洲与日本的企业，如德国的圣菲尔、 德马泰克、日本的大福、村田、荷兰的范德兰德等是世界领头羊，跟随其后还有 Swisslog、Mecalux、Legris 等企业。 在物流软件方面，国际物流软件市场规模在2009年达到62亿美元左右。全 球前五大物流软件企业分别是 SAP、Oracle JDA Software、Redprairie和Manhattan Associates其中，SAP的销售收入达到8.2亿美元，业务范围涵盖 SCP、WMS、 MES和TMS ; Oracle的销售收入为7.15亿美

3、元，业务范围与SAP大致相当；JDA 侧重于SCP和TMS ; Redprairie侧重 WMS、MES和TMS。而排名第五的物流 解决方案提供商Manhattan的业务范围包括仓储管理、运输管理、分布式订单管 理、逆向物流管理和贸易伙伴管理应用软件，以及无线射频标识（ RFID）、绩效 管理和事件管理等，销售收入近 2.5亿美元。 在市场方面，自2005年以来，世界物流技术与装备业市场表现活跃，欧洲 是需求增长最迅速的区域，世界其他各国的形势也比较乐观。同时， 全球电子商 务的发展进入快车道，电子商务的发展大大促进了对物流配送及现代仓储系统的 需求增长，进而推动了物流系统需求和解决方案需求的

4、快速增长。 2我国物流设备发展现状 自20世纪70年代末以来，我国物流设备有了较快的发展，各种物流运输设 备数量迅速增长，技术性能日趋现代化， 集装箱运输得到了快速发展等。 随着计 算机网络技术在物流活动中的应用， 先进的物流设备系统不断涌现，我国已具备 开发研制大型装卸设备和自动化物流系统的能力。 总体而言，我国物流设备的发 展现状体现在以下几个方面： 1. 物流设备总体数量迅速增加。近年来，我国物流产业发展很快，受到各级 政府的极大重视，在这种背景下，物流设备的总体数量迅速增加，如运输设备、 仓储设3 备、配送设备、包装设备、搬运装卸设备(如义车、起重机等) 、物流信 息设备等； 2. 物

5、流设备的自动化水平和信息化程度得到了一定的提高。以往我们的物流 设备基本上是以手工或半机械化为主，工作效率较低。但是，近年来，物流设备 在其自动化水平和信息化程度上有了一定的提高，工作效率得到了较大的提高； 3. 基本形成了物流设备生产、销售和消费系统。以前，经常发生有物流设备 需求，但很难找到相应生产企业，或有物流设备生产却因销售系统不完善、 需求 不足，导致物流设备生产无法持续完成等。目前，物流设备的生产、销售、消费 的系统已经基本形成，国内拥有一批物流设备的专业生产厂家、 物流设备销售的 专业公司和一批物流设备的消费群体， 使得物流设备能够在生产、销售、消费的 系统中逐步得到改进和发展；

6、 4. 物流设备在物流的各个环节都得到了一定的应用。目前，无论是在生产企 业的生产、仓储，流通过程的运输、配送，物流中心的包装加工、搬运装卸，物 流设备都得到了一定的应用； 5. 专业化的新型物流设备和新技术物流设备不断涌现。随着物流各环节分工 的不断细化，随着满足顾客需要为宗旨的物流服务需求增加， 新型的物流设备和 新技术物流设备不断涌现。这些设备多是专门为某一物流环节的物流作业，某一 专门商品、某一专门顾客提供的设备，其专业化程度很高。 3主要技术与设备应用现状 3.1自动化立体仓库 3.1.1基本概念 自动化立体仓库乂称自动仓储、高架仓库、自动存储 /自动检索系统 (Automated

7、Storage/Retrieval System, AS/RS),它是新型仓储技术，在物料搬 运、仓储科学中是一门综合的科学技术工程。 用高层立体货架和托盘系统来存储 货品，以先进的自动控制设备堆垛机为基础， 以先进的计算机控制技术为主要手 段，组成高效率物流，大容量的、科学的存储，来适应现代化的大生产、仓储的 需求和物资交流等。 AS/RS的使用不仅提高了物流速度，更重要的是大大提高了仓储管理、 物资 调动和作业的准确率，实现了从传统的“静态存储”到今天的“动态存储” 。实 践已经充分证明，使用 AS/RS系统能够带来很大的社会效益和经济效益。主要 是因为以下原因： 数据库可以存储大量的管理

8、信息，仓储监控调度系统能够自动控制设备连续 作业，并且能够利用逻辑判断来选择货物存储的合理货位，调度堆垛机、 小车等 4 选择最优路径，保证了仓储系统执行的高效率。自动化立体仓库使用高层货架， 它能充分利用仓库的地面和空间， 使得物品存储区可以延伸到高空，使得空间利 用率得以很大的提高。立体仓库单位面积的存储量是普通仓库的 5 一 10倍，采 用高层货架储存并结合计算机管理，可以很容易地实现先入先出（First In First Out, 简称FIFO）原则。 AS/RS使用机械和自动化设备，使得作业的执行和处理速度很快，这样不仅 降低了操作人员的劳动强度以及企业的劳动成本， 而且提高了劳动生

9、产率。同时 让企业的整个物流更趋于合理化。计算机能够准确无误地对各种信息进行存储和 管理，能减少物品存取和信息处理中的错误。 同时利用计算机管理便于物品活点 和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水 平。 3.1.2技术应用 目前，世界上最高的立体仓库高度已达 50米。立体仓库单位面积的储存量 可达7.5t/m2,是普通仓库的510倍。 2012年，国内建成的自动化立体库近 130多座，共生产了 580多台不同规 格型号的有轨巷道堆垛机产品，自动化立体库的累积总产值超过 58亿元人民币。 截至2012年底，全国累计建成的自动化立体库接近 1300座，在役的自动化立

10、体 库超过1200座。目前建设的自动化立体库规模越来越大，平均货位数在 l万个 左右，高度均在20米以上，系统更加复杂，设备数量越来越多，应用领域也越 来越广。 自动化仓库的类型将向多品种发展。 目前，我国设计、制造的自动化仓库几 乎全部是分离式自动化仓库和托盘单元式自动化仓库。 但大型、高层的自动化仓 库，国外为降低成本，往往采用整体或自动仓库，如： 1998年日本整体式自动 仓库年建7 2座（占总量的9%）,但其产值达319.35亿日元（占总产值的51%）。 此外，适用于家电、医药、电子等行业的箱盒单元大自动仓库必将有广阔的应用 前景，如：1990年日本建箱盒单元式自动仓库 316座（占总

11、量的18%）,年增长 率达157%。（数据引自：中国物流产品网）我国有必要予以开发、推广。 3.1.3发展趋势 1. 自动化程度不断提高 随着射频技术、扫描技术、条形码技术的开发，在数据信息扫描收集领域得 到广泛的应用，计算机管理设备集成系统可以应用到仓库堆垛机、 AGV小车等 物流设备中，柔性的物流工具在仓储过程中发挥着日益重要的作用。 2. 实时结合现代工业工艺流程 随着经济以及科技和工业生产的发展，企业对仓库提出更高的要求，企业柔 性制5 造系统(Flexible Manufacturing Systems)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufactu

12、ring Systems 和工厂自动化技术(Factory Automation)等将要 求仓储技术必须具有可靠性和实时性的特质， 并且仓储物流必须并行于信息物流， 实现管理信息化。 3. 货物存储种类增加 能实现多种货物共同存储的多元化仓库已经出现， 而且开发了具有针对性的 关于某一类货物特性的仓库系统。 4. 人工智能化将不断提高 自动化立体仓库的智能物流化阶段的核心是人工智能化技术， 当生产计划下 达后由电子计算机管理系统进行物料和人力需求分析， 如果物料和人力资源不足， 将根据实际情况做出修改计划，并提供所能完成任务额度，能实时查看订货单和 购货单，对物流过程有一个完整的规划和实施。

13、人工智能系统将推动自动化仓库 技术向更高的领域迈进。 5. 提高仓库运转设备质量，确保仓库安全性，降低噪声污染 仓库自动控制与信息传输中所采用元器件需有高等级的质量保证； 仓库建立 过程中应考虑到完善的消防系统和防火抗高温材料以及开发新的搬运设备减少 仓库噪音污染。 3.1.4我国发展白动化立体仓库存在的问题 1. 对自动化立体仓库的认识不足 目前我国的自动化仓储产业处于一个转型的发展阶段， 存在着现代仓储与传 统仓储并存的局面，且管理水平较低， 有许多问题有待于解决。在物流过程中自 动化立体仓库占用的成本和时间较大是非常重要的环节。 提高现代化物流的管理 水平从仓储管理角度入手，可起到事半功

14、倍的效果。根据我国自动化仓储管理目 前所存在的问题，仓储管理水平的应提高有效利用仓储空间和将中心业务的工作 流程优化作为重要的因素。我国很多物流业把自动化立体仓库仅仅看作成一种储 存的手段，是提高物流企业物料的供应、 存储货品的一种管理方式，对自动化仓 储管理的本质作用并无明确的认识。从生产到消费的整个过程中，许多物流业仅 从自身的业务视角范围内看待自身的自动化仓库， 缺乏从整个供应链上全方面上 看待问题的视角。自动化仓储与上游、下游管理同步发展的协调度不够，物流企 业对自动化仓库管理的目标和需求了解不够。 2. 自动化立体仓库的服务观念没转变 物流业正处于转型的发展阶段，虽在自动化立体仓库方

15、面给予了一定的重视， 且6 积累一定市场经验，但还没有真正的把 “全方面的为客户服务”管理理念执行 的恰到好处。自动化立体仓库是物流业的核心竞争力组成因素之一的事实也没引 起足够高的重视，整体规划理念较为缺乏且有效的管理方式不足， 并没发掘出其 在整个物流界乃至全球供应链中的增值作用。 大多数物流企业的自动化仓储管理 方式仍在使用一刀切，对于客户不同的要求和不同的仓库服务需求仍用相同的服 务方式。自动化仓储服务管理策略和服务管理手段较为单一， 仓库的有效空间没 充分利用，立体仓库的空间极大浪费，影响整个服务市场的质量和水平。实际上， 立体仓库存储空间应以现有的设施设备为基础， 要充分考虑到市场

16、形势、商品特 性、季节、竞争对手等情况，要以客户的实际需求量和价值的体现作为出发点， 并依据已制定的充分利用仓库空间的计划，满足用户需求的前提条件下，实现空 间利用最大化。 3. 自动化立体仓库管理方式较为落后我国物流企业内部无缝衔接未实现，导 致了市场客户所面对的不是运行流畅的物流服务， 而是衔接失调的不同服务环节： 缺乏一套完整的管理方法与之配套、 行之有效的自动化立体仓库管理系统； 目前 有的物流企业连基本的仓库自动化还没实现， 可想而知更别说提供高级自动化操 作系统。自动化立体仓库的现代化操作管理为物流企业管理提供了众多方便之处， 且提高了整个仓储管理工作效率， 是立体仓库管理的大势所

17、趋。然而目前许多企 业单纯的追求自动化的操作，虽然投资建设大量的自动化仓库并引进高级的设备， 却忽视了技术与操作的有机结合的效果， 实际操作过程中也缺乏运用改革性的措 施。立体仓库空间的货位管理操作提出一种新的存储方式， 立体仓库管理中心的 业务流程也需结合现代化信息技术来进行相应的研究和改进， 这样才能把基础环 节所研究的先行指导作用有效的发挥出来。 4. 对自动化立体仓库的基础环节缺乏研究 由于对自动化仓储成本、最低库存水平、市场满意程度、时间消耗等因素详 细计算方法缺乏管理，目前的自动化仓立体仓库是粗放型， 基础环节上缺乏实践 性、科学性。实际上，大型国际跨国物流公司的自动化立体仓库对它

18、的基础环节： 如空间布置、硬件标准、操作流程、成本管理等方面极为重视。一些国际的物流 企业，甚至成立了专门的研发机构对基础的部分进行研究， 然后再逐步上升到战 略的高度。然而，我国的自动化立体仓库却缺乏连续性和系统性， 与实际需求具 有很大的差距。 5. 自动化立体仓库信息技术的利用程度弱 全球中物流企业的信息技术是现代物流作业的重要支柱， 是物流企业进行实 时跟踪服务、个性化服务、网络服务的基础。目前我国物流公司的信息化整体水 平较差，物流企业的信息系统也不够完善， 对于自动化立体仓库的推动没有充分 7 发挥到新技术作用；还有我国的物流企业对于新技术应用缺乏前瞻性， 且对于市 场上出现的新型

19、技术不够敏感，信息技术的运用方面也存在着很大的不足。 总而言之，随着货品量的剧增导致出入库频率的增加， 物流发展的粗放型模 式已严重影响现代物流的正常发展水平。 对基础环节实施改造，运用现在已有的 设施和设备，结合现代化的信息技术，实现现代化物流仓库管理的更进一步的发 展是当前发展的必然趋势，也是提高自动化立体仓库管理化水平的必由之路。 3.2分拣系统 3.2.1基本概念 分拣系统是依据顾客订货要求或配送中心的送货计划， 将商品从储位或其他 区域中迅速、准确地拣出，并按照一定方式进行分类、集中，等待配装送货的一 种作业系统。 传统的分拣作业是完全通过人工分拣达到拣货的目的， 即通过人工搜索、搬

20、 运货物来完成货物的提取。这种人工分拣系统，其日常书面文件的制作和查找、 人工搬运等浪费了巨大的人力物力， 作业效率低下，显然无法满足现代化物流配 送对速度和准确性的要求。 随着科学技术的飞速发展，分拣系统中开始运用各种各样的自动化机械设备， 计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。 虽然在多数的分拣 系统中，某些作业环节还需要有人工的参与， 但作业强度已越来越小，完全由机 械完成分拣作业的自动分拣系统也应运而生。现代分拣系统的发展趋势已逐步向 自动化、机械化、智能化演变。 在如今的物流配送过程中，科技的革新与应用已经成为提高作业效率和质量 的技术保证。现代化的分拣系统逐渐成为物

21、流机械化系统、信息系统以及管理组 织系统的有机组合。物流机械化系统主要是各种物流设备的有效组合和配谿， 信 息系统是分拣信息和控制信息等流动的载体， 管理组织系统负责设备、人员的调 度，控制系统总体的运作模式。计算机控制技术、信息技术以及物流自动化机械 成为现代分拣系统的重要组成部分。 3.2.2国内外分拣模式比较 通过研究国内外分拣系统应用情况时可以发现， 国外的物流配送中心倾向于 采用自动化程度很高的分拣系统。而在我国， 由于物流业现代化起步晚，分拣系 统中人工作业的比例依然很高。国外的物流企业有很多是国家 GDP的支柱，譬 如邻国日本，国家本土面积狭小，资源稀少，基本上全靠进口。进口原材

22、料经过 国内生产加工再由物流运往国外， 这就对物流分拣的要求很高，同时每天大货量 8 的货物吞吐也为物流的发展提供了良好的经济环境，从而造就了日本高自动化、 高智能化的物流分拣系统。而反观国内，虽然我们有东南沿海诸如上海、广州之 类大型外贸城市，但我国的物流行业在国内经济的地位一直被钢铁、 冶炼的行业 占据，近几年国务院虽出台了部分支持物流发展的政策， 但国内的物流业依然处 于一个弱势地位,智能化的分拣系统在国内很难见到踪影, 除了邮政和顺丰之类 这样的物流业巨头外，其他的物流企业依然处于人工化的分拣模式， 没有政府的 资金支持，物流行业的发展速度将极大地受到限制。 1. 国内倾向于人工的分拣

23、模式 与全球物流行业分拣系统应用相比，我国的物流行业在分拣系统应用和技术 方面相对发达国家还是很落后的，国内企业应用人工操作仍比较普遍，能使用自 动化分拣系统更是寥寥无几，总的来说，我国分拣系统的应用呈现出集约化程度 低、自动化系统和设备应用范围不广泛的特点。 目前国内物流分拣与国际巨头相比存在着普遍的问题： 内场分拣操作主要靠 人工，分拣效率低，劳动强度大,节假日爆仓导致分拨线路严重堵塞。随着人口 红利的逐渐减弱，电子商务特别是未来几年传统企业商务市场的逐渐展开和发展， 物流分拣越来越难以满足市场高速发展的需求。 而国内由于收费公路、高油价等 因素导致我们无法像欧美一样建立少数几个甚至是全国

24、 1-2个的大型集中分拣中 心，我国目前的政治环境只能采用多级多次分散分拣模式。 2. 国外倾向于自动化的分拣模式 国外发达国家在物流领域起步比我们早， 政府重视和支持物流行业发展，其 中以美国和日本较强，在分拣方面已基本实现了自动化， 达到分拣作业无人化的 阶段。 自动分拣系统是一种将计算机网络与传送机器联结而成的， 可极大地提高分 拣速度和质量的分拣模式，它是根据邮局分拣的经验研究设谿出来的，能连续、 大批量地分拣货物，分拣误差率极低，且大量的节省人力，减少人力的投入，这 也满足了国外企业对人力成本的控制要求。自动分拣系统配备的员工只需要在进 货时的接货、系统的控制、系统的经营、管理与维护

25、等方面进行日常的操作即可， 整个分拣环节也不需要太多人力的参与, 全程实现机器智能化,减少因人为因素 造成的分拣失误。目前在日本和美国以及部分欧洲国家，自动化的分拣系统已应 用到生产经营的各个环节，并且在技术和管理上都有很大的革新。 在整个国外物 流领域，由于自动分拣系统简便快捷，很多企业纷纷开始应用。比如日本的资生 堂，花王，大木等株式会社之类的医药行业和化妆品行业， 都已大范围的使用自 动分拣机。由于自动分拣机的分拣速度高达 6,000-12,000箱每小时，在日本和欧 洲得到广泛应用：日本的连锁商业和宅急便都已普遍地使用自动分拣机。 自动分 拣机在物流行业发达的美国、日本国家得到极大地宵

26、睐，他们国家的物流企业每 天的货物流转量都在上万件左右， 有的大型物流企业更多，在这中大批量的拣选 货物的物9 流企业运用人工几乎是完不成每天的工作量。 3.2.3主要分拣设备 1. 堆块式分拣系统（Pusher sorting system） 堆块式分拣机由链板式输送机和具有独特形状的滑块在链板间左右滑动进 行商品分拣的推块等组成。推块式分拣系统是由推块式分拣机，供件机，分流机， 信息采集系统，控制系统、网络系统等组成。具有以下特点： 1） 可适应不同大小、重量、形状的各种不同商品； 2） 分拣时轻柔、准确； 3） 可向左、右两侧分拣，占地空间小； 4） 分拣时所需商品间隙小，分拣能力高达

27、18000个/时； 5） 机身长，最长达110米，出口多。 2. 交义带式分拣系统（Carbel Sorting） 由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车 （简称“小车”） 联接在一 起，当“小车”移动到所规定的分拣位置时，转动皮带，完成把商品分拣送出的 任务。因为主驱动带式输送机与“小车”上的带式输送机呈交义状，故称交义带 式分拣机。具有以下特点： 1） 适宜于分拣各类小件商品，如食品、化妆品、衣物等； 2） 分拣出口多，可左右两侧分拣； 3） 分拣能力，一般达60007700个/时； 4） 注：大型交义带式分拣系统一般应用于机场行李分拣和安检系统。 3. 斜导轮式分拣机（Line s

28、haft Diverter） 当转动着的斜导轮，在平行排列的主窄幅皮带间隙中浮上、下降时，达到商 品的分拣目的。具有以下特点： 1） 对商品冲击力小，分拣轻柔； 2） 分拣快速准确； 3） 适应各类商品，只要是硬纸箱、塑料箱等平底面商品； 4） 分拣出口数量多。 4. 轨道台车式分拣机（Pallet sorting system） 被分拣的物品放置在沿轨道运行的小车托盘上， 当到达分拣口时，台车托盘 倾斜30度，物品被分拣到指定的目的地。具有以下特点： 1） 可三维立体布局，适应作业工程需要； 2） 可靠耐用，易维修保养； 3） 适用于大批量产品的分拣，如报纸捆，米袋等。 5. 摇臂式分拣机(

29、Swing Arm Diverter) 10 被分拣的物品放置在钢带式或链板式输送机上， 当到达分拣口时，摇臂转动， 物品沿摇臂杆斜面滑到指定的目的地。具有结构简单、价格较低的特点。 3.3皮带输送机 3.3.1基本概念 带式输送机是煤矿最理想的高效连接运输设备它与其它运输设备如机车类 相比不仅具有长距离大运量连续输送等优点而且运行可靠易于实现自动化集中 化控制特别是对高产高效矿井带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术 与装备的关键设备随着我国高产高效矿井的出现原有的带式输送机无论是主参 数还是运行性能都已不能满足高产高效的要求必须向长距离高带速大运量大功 率的大型化方向发展目前国外带式输

30、送机的主参数已达到运距 L=30.4Km,运量 Q=37500t/h,带速V=615m/s,带宽B4m,比国内要大得多运行性能尤其是工作 可靠性更要好得多。 3.3.2国外皮带输送机技术的现状 国外皮带输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是皮带输 送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状皮带输送机、空 间转弯皮带输送机等各种机型；另一方面是皮带输送机本身的技术与装备有了巨 大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型皮带输送机已成为发展的主要 方向，其核心技术是开发应用于了皮带输送机动态分析与监控技术， 提高了皮带 输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的

31、皮带输送机已达到表 1所 示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点： 1) 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展， 以满足年产300500 万t以上高产高效集约化生产的需要。 2) 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起 动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的 动张力，设备运行性能好，运输效率高。 3) 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机 单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换 性及其单元驱动的可靠性。 4) 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含 CST等在内

32、的各种先进的大功率驱 动装置与调速装置、高寿命高速托辗、自活式滚筒装置、高效贮带装置、快 速自移机尾等。如英国 FSW生产的FSW1200/ (23) %00 (600)工作面顺11 槽皮带输送机就采用了液粘差速或变频调速装置, 它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的 推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。 3.3.3国内皮带输送机技术的现状 八五”期间，通过国家一条 龙日产万吨综采设备”项目的实施，皮带输送机的技术水平有了很大提高， 煤矿 井下用大功率、长距离皮带输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的 进步。如大倾角长距离皮带输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩皮带输

33、送机等均填补了国内空白，并对皮带输送机的减低关键技术及其主要元部件进行 了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC为核心 的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。 3.3.4国内外皮带输送机技术的差距 1. 大型皮带输送机的关键核心技术上的差距 1） 皮带输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测,它是制约大型皮 带输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究 皮带输送机并制订计算 方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取 n=10左右）， 与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距

34、离带式输送机其输送带对 驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程， 而不能简单地用刚体 力学来解释和计算。已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送 机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测， 降低输送带的安全系统，大大 延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到 了最高水平（输送带安全系数n=5 6）,并使输送机的设备成本尤其是输送带成 本大为降低。 2） 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由丁功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动 方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击， 软 起动时应有

35、分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度 0.3 0.1 m/s2,解决承载 带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象， 减少对元部件的冲击。由丁制造 误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将 会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。 国内已运输能力达3000 t/h以上， S500E）配套，可随工作面 国生产制造的皮带输送机的品种、类型较多。在 12 大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡， 解决了长 距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。 但其调节精度及可靠性与国外 相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输

36、送机除了要求一个运煤带速外， 还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡， 但还需 研制适合长距离的无级液力调速装置。当单机功率 500 kW时，可控CST软起 动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合 器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡， 其调节精度可达98%以上。但价格昂贵，急需国产化。 2. 技术性能上差距 我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要， 尤其是 顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、 高效储带与张紧装置 等与国外有着很大差距。 1） 装机功率 我国工作面顺槽可

37、伸缩带式输送机最大装机功率为 4X250 kW,国外产品可 达4X970 kW,国产带式输送机的装机功率约为国外产品的 30% 40%,固定带 式输送机的装机功率相差更大。 2） 运输能力 我国带式输送机最大运量为 3000 t/h,国外已达5500 t/h。 3） 最大输送带宽度 我国带式输送机为1400 mm,国外最大为1830 mm。 4） 带速 由于受托辗转速的限制，我国带式输送机带速为 4m/s，国外为5m/s以上。 5） 工作面顺槽运输长度 我国为3000 m,国外为7300m。 6） 自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩带式输送机机尾随着工作 面的快速推进而快速

38、自移。国内自移机尾主要依赖进口，主要有 2种：（a）随转 载机一起移动的由英国 LONGWALL公司生产的自移机尾装置。（b）德国DBT 公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有 2个推进油缸。 LONGWALL公司生产的自称机尾用于在国内带宽 1.2 m的输送机上，缺点是自 移机尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱， 刚性差。德国生产的自移机尾在国内 使用效果优于前者，水平、垂直2个方向均有调偏油虬 纠偏能力强。因此，前 者还需完善，后者则需研制。但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正 常工作时防13 滑的要求，乂要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 7） 高效储带与张

39、紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主， 张紧小车易脱轨，输送带易跑偏， 输送带伸缩时，托辗小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的 开放式储带装置和高精度的大扭矩、 大行程自动张紧设备，托辗小车能自动随输 送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。 8）输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、 运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大， 在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（ +25 ）直至 垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。 3. 可靠性、寿命上的差距 1） 输送带抗拉

40、强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为 2500 N/mm,国外为3150 N/mm。钢 丝绳芯阻燃输送带最高为 4000 N/mm，国外为7000 N/mm。 2） 输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的 50% 65%,国外达母带的70% 75%。 3） 托辗寿命 我国现有的托辗技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用 的新型注油托辗，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辗的使用 寿命，并可作为高速托辗应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国 输送机托辗寿命为2万h,国外托辗寿命5 9万h,国产托辗寿命仅为国外产品 的 30% 40%。 4） 输送机减速

41、器寿命 我国输送机减速器寿命2万h,国外减速器寿命7万h0 5） 带式输送机上下运行时可靠性差 4. 控制系统上差距 1） 驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器， 国外传动方式多样，如BOSS系 统、CST可控传动系统等，控制精度较高。 2） 监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器 PLC,开发了先进的程序软伯与综合 电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整 自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、 正常运行、停14 机等工作过程。虽然能与可控启（制）支装置配合使用，达到可控 启（制）动、带速同步、功率平衡等功能，但没

42、有自动临近装置，没有故障诊断 与查询等。 3） 输送机保护装置 国外带式输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满堵塞、自动洒水 降尘等保护装置外，近年乂开发了很多新型监测装置：传动滚筒、 变向滚筒及托 辗组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕裂及接 头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。 这些新型保护系统我国基本处于 空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水，烟雾报 警装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。 3.3.5矿用带式输送机 8种机型的现状介绍 1. 固定高强度带式输送机 这是目前用量最多的一种机型，主要用于水平或倾角小于 18度的场合

43、。国 内现在钢绳芯带最高用到 ST4000,整芯带用到PVG3150S,高强度机械接头要 靠进口，为了降低胶带强度，减小驱动装置尺寸，国内外输送机通常采用中间直 线摩擦驱动和中间卸载式的驱动，并采用软启动技术较好地解决了大型输送机的 起动问题。目前井下使用的输送机的最大主参数分别为：运量 Q=10003000t/h, 运距 L=10005000m,带速 v=2.54.5m/s,驱动总功率 N=7502000kW。 2. 可伸缩带式输送机 该机型主要用于煤矿采煤工作面的顺槽输送原煤。美国、德国、英国等国家 的一些厂商公司都可为各种生产规模的高产高效工作面提供配套的顺槽用可伸 缩带式输送机，其主参

44、数已达到：运量Q=2000t/h,运距L=5000m,带速v=3.54m/s, 驱动总功率N=2400kW。“九五”行业重点攻关课题高产高效工作面顺槽配套 可伸缩带式输送机，能满足国内年产200万吨级高产高效工作面配套，其主参 数为：运量 Q=16002000t/h,运距 L=2500m，带速 v=3.54m/s,装机总功率 N=1200kW，带宽B=1.2m，输送倾角为？V 1 , 2001年完成了工业性试验，同 年10月份通过了中国煤炭工业协会的技术鉴定。02年8月份神华集团神东公司 一个年产800万吨的高产高效工作面配套了一条国产大型可伸缩输送机， 主参数 为：运量 Q=2500t/h,

45、运距 L=3000m，带速 v=3.5m/s,带宽 B=1400mm,输送倾 角为？v 3 ,功率N=3 X 375kW，整芯带PVG1800S,和02年山西晋城矿务局 从ACE公司引进的一台可伸缩带式输送机的主参数基本一致，这标志着国产输 送机已国际先进水平。 3. 大倾角上下运输送机 该机型是国家“七五”攻关项目，90年通过了能源部技术鉴定。该机型先 后获国家计委、科委、财政部颁发的科技攻关重大成果荣誉奖， 煤炭部科技进步 15 一等奖和部推广二等奖，到目前为止，已投入使用 60多台，在国内处于领先水 平。上运已到了 31 ,下运也可达25。目前大倾角上运带式输送机已有系列 化设计，使输送

46、机带宽由800mm增加到1200mm,功率从160kw增加到1500kw, 运距达到1500m以上，带速从2m/s提高到3.15m/s,运量从300T/h提高到630T/h, 原煤允许含水量从10%放宽20% 4. 水平拐弯输送机 我国对水平拐弯的输送机研究较早，并在1959年就出现了水平拐弯输送机， 但发展并不快，其主要原因是用户对该机型认识不够， 当时国内也没有成熟的应 用实例。 在国外，法国、前苏联、奥地利、德国、美国等国家都很重视水平拐弯输送 机的理论研究和试验，水平拐弯输送机已经在各国各行各业得到了广泛应用。 63 年法国在地铁工程中首次设计安装了一台水平拐弯输送机， 80年法国为某

47、矿铺 设了一条拐弯输送机，其主参数为：机长 L=11.12km，高差H=577m,最大坡度 为30%，运量Q=560t/h,用以运送锐矿石。 到90年代，国内试制成功了水平拐弯的转角装置，输送机通过转角装置的 转载来改变运行方向，该机型在煤矿井下已成功应用。 01年在上海地铁工程施 工中，也采用了水平拐弯输送机，隧道长度 2000m,多处拐弯，最小水平弯曲半 径为360米。经理论计算在抬高输送机内侧曲线 5的情况下，带式输送机的最 小水平弯曲半径可达280米，小于隧道的实际最小水平，弯曲半径可满足正常运 行要求。 5. 下运输送机 长距离、大运量、较大倾角的下运胶带输送机的使用，可较大幅度地减

48、少采 区的巷道工程量，降低基建费用和缩短施工周期，发电运行时还可向电网输电， 具有较大的经济效益，是一种具有广阔发展前途的节能设备。但由于带速高， 移 动部分和转动部分的惯性很大，其下滑的惯性力矩也很大，生产中经常出现打滑 滚料飞车等事故，因此下运输送机的关键是制动。目前国内外煤矿常用的制动方 式有三种：液力制动装置，液压制动装置，盘式制动装置。带液压制动系统的下 运机是国家“六五”重点科技攻关项目，主要是通过在输送机的驱动装置中安装 液力制动系统，分两步实现制动，即先由该系统将输送机运行速度减慢 （减速度 保持在0.10.3m/s2的范围内），降至额定速度的三分之一，然后由机械抱闸最终 制动

49、，当井下发生突然停电事故时，仍可实现二级制动，该系统目前能够达到的 主参数为：倾角 6 =-25 ,运量 Q=1500t/h,带速v=3.15m/s,运距L=2000m。 6. 垂直提升输送机 国外从60年代末开始发展垂直提升技术，德国Trellex Flexowell公司就一直 从事这种机型的研制，其产品已有 5万余台，分布于90多个国家和地区，应用 于各行各业。96年5月份，该公司成功地将料袋式垂直提升技术应用于美国纽 约北部一个水16 库开发的隧道竖井开采中， 该料袋式输送机的连续垂直提升高度为 208m,带速 2.42m/s。 我国由于垂直提升技术起步晚，该技术在煤矿井下应用尚届空白。

50、据资料报 道，河北省冀县崔家寨煤矿在 330m主井的垂直提升中，设计时曾想采用德国 Trellex Flexowell公司的料袋式输送机，最后由于技术和经济上的原因而没有选 用。根据我国大型煤矿的情况，若要满足主井提升需要，主参数必须满足运量 Q 1200t/h，高度 H 400m。 01年上海地铁施工中采用了一条垂直提升输送机，其主参数为：额定连续 输送量Q=180200t/h,输送水平距离 L=8.96m,垂直提升高度 H 25m,带速 v=1.25m/s,带宽B=1000mm，驱动功率N=45kW，该机于02年9月安装调试完 毕，目前正在使用中。 7. 管状式带式输送机 自七十年代以来，

51、据不完全统计，日本国内和技术受让国共生产带式输送机 1000多台，最大运量Q=3000t/h,最大机长L=3414m,最大运输倾角a =35 42。 90年代初，国内首台管状带式输送机在淮南矿务局新庄孜矿地面使用，运输原 煤，运量Q=600t/h,运输长度L=227.65m，总提升高度h=6.52m,带速v=175m/min, 绕过了精煤仓，有一个圆心角为 40.15，曲率半径R=115m的垂直弯曲段，它 的成功运行表明，管状带式输送机可以在空间任意弯曲，绕过建筑物， 提高运输 高度封闭管带内的物料，保护环境确实，是开创了国内散状物料运输的新纪元 。 8. 压带式输送机 压带式输送机也是为增大

52、输送倾角而设计出的。 1954年在德国就有关于压 带式输送机的专利。1979年美国大陆输送机设备公司开始研制压带式输送机， 并于1983年研制出压带式大倾角带式输送机 HAC （High-angle Conveyor）这台 样机的运输倾角为300 60 ,最大输送能力为2900t/h,其压带是通过旋转的托 辗组加载的。之后大陆公司已生产 40多台HAC。在1991年到1994年德国的 MAN TAKPR FODERTECHNIK公司研制了三台用于卸船机的压带输送机。 前苏 联和日本等国也研制了这种带式输送机，国内生产的压带式输送机倾角可达 90 物料最大块度可达到300mm。这种输送机由于本身

53、结构的缺陷和经济上的原因， 目前还没有在煤矿井下应用。 3.3.6煤矿皮带输送机技术的发展趋势 1. 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距 离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技 术的发展方向。在今后的10a内输送量要提高到3000 4000 t/h,还速提高至4 6m/s,输送长度对17 于可伸缩带式输送机要达到 3000m。对于钢绳芯强力带式输送 机需加长至5000m以上，单机驱动功率要求达到 1000 1500 kW,输送带抗拉 强度达到6000 N/mm （钢绳芯）和2500 N/mm （钢绳芯）。

54、尤其是煤矿井下顺槽 可伸缩输送技术的发展，随着高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展， 原 有的可伸缩皮带输送机，无论是主参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作 面的要求，煤矿现场急需主参数更大、技术更先进、性能更可靠的长距离、大运 量、大功率顺槽可伸缩带式输送机，以提高我国带式输送机技术的设计水平，填 补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术水平。 其包含7个方面的关键技 术：带式输送机动态分析与监控技术；软起动与功率平衡技术；中间驱动 技术；自动张紧技术；新型高寿命高速托辗技术；快速自移机尾技术； 高效储带技术。 2. 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能

55、和可靠性。除了进一步完善和 提高现有元部件的性能和可靠性， 还要不断地开发研究新的技术和元部件， 如高 性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高 速托辗等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。 3. 扩大功能，一机多用化 拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济 效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。 4我国物流技术与设备发展存在的主要问 题与解决措施 4.1主要问题 近年来，物流的高速发展使先进的物流设备得到了应用，但从整体上来看我 国物流设备的发展并不能满足新世纪全新物流任务的要求，具体说来主要有以下

56、几个方面： 1. 物流基础设施建设多元化投入太少。长期以来我国物流基础设施投入较少，发 展比较缓慢。虽然近些年也新建了一些较先进的仓储物流设施，但从总体来看， 中低端应用较多，20世纪50-60年代建造的仓库仍在使用，自动化立体仓库等高 端的仓储货架系统还不多见，使用了计算机的现代化仓库较少。 2. 物流技术与设备的标准不统一。我国尚处于物流设备发展的起步阶段，既缺少 行业标准，乂没有行业组织，致使各种物流技术与设备标准不统一， 相互衔接配 套差。 18 3. 物流技术与设备供应商数量众多，但普遍规模偏小，发展不规范。 4. 现代物流一体化观念没有形成。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 5. 绝大多数物流企业仍将价格作为选择物流技术与设备的首要因素，而忽视了对 内在品质与安全指