昆船自动化物流系统与装备技术的发展

昆船自动化物流系统与装备技术的发展

自上世纪八十年代开始，中国经济发展走入了快车道，许多企业

更注重并先完成加工生产环节的技术改造，物流及其装备向来都处于

次要附属的地位，仅配置一些简易的货架、油泵车等，物料的流动基

本靠便宜的人力实现。到了九十年代中后期，大规模大批量的生产模

式已将市场从卖方经济转为买方经济，生产趋于个性化、集约化，许

多企业开始加深对物流的认识及其价值的深度挖掘，自动化物流系统

在国内各生产领域，特别是一些行业龙头企业得到逐渐应用和发展，

用以解决生产原料、辅料和零部件的自动供应，以及成品的自动配送

等，通过流程再造使企业物料流动与转移更趋合理，生产效率更加提

高。近年来随着物流技术和市场的逐渐成熟，企业物流都向着高效、

高可靠性、高度自动化方向发展，向计算机全面集成管理过渡。在以

烟草、机电、医药、食品、军械等众多领域的众多企事业都争上物流

项目，纷纷通过改进物流流程和管理，降低物流成本，提升竞争力。

伴有物流市场的旺盛需求，国内物流系统及装备供应商通过自主

技术创新、引进消化吸收，从起初低端技术、国外进口到现在高端创

新、与国外厂商同台竞技，现在物流装备技术水平已明显提高，产品

门类已非常齐全，可称之为跨越式发展。

在国内自动化物流技术发展的历程中，昆明船舶设备集团公司

(以下简称昆船公司)是比较具有代表性的公司之一，下面介绍主要昆

船公司自动化物流技术开辟特点，并谈几点发展趋势。

昆船公司从1995年涉足物流产业以来，本着〃高起点、高技术、

集成创新〃的战略思路，系统集成应用了国内外多家知名物流企业的

产品技术，自行设计开辟了巷道堆垛机、自动导引车(AGV)、自动货

柜、自动堆码机、穿梭车、分拣机、分类机、提升机等型谱齐全的物

流装备，并拥有自主开辟且获得软件著作权的物流管理软件，可提供

一站式自动化物流系统解决方案及装备。目前，昆船物流已进入烟草

工业、烟草商业、医药生产、图书发行、银行造币、军需军械、汽车

创造、科研院校、邮政电力、航空食品等领域，至2022年底，已完

成大型自动化物流系统项目130余项，产品结构实现了由单一化向多

元化结构的转变，整体技术水平处于国内先进水平，部份技术处于国

际率先水平。昆船公司物流产品已获得〃云南省名牌〃和〃中国名牌“荣

誉称号。

一、自动化物流系统集成

系统集成

集成不是简单的设备组合，是以系统思维的方式对设备功能的充

分应用，并保证软硬接口的无缝和快捷；集成也是全球经济一体化，

专业高度分工和合作的一种理念，其中充满着创新。为此，昆船公司

采取了国内集成、国外配套的合作思路，充分利用合作方在高端产品、

关键设备上技术成熟、工艺先进的优势，迅速实现优势互补，提高整

个物流系统的技术含量，有效地保障了重大项目的成功实施。昆船公

司除了与AB、SEW、Siemens等知名器件供应商建立良好的合作关系

外，还先后与NDC、ABB、Okura等物流装备业知名公司进行技术合

作，推出了一批具有国际先进水平的主机设备，如与NDC公司技术

合作开辟生产的自动导引运输车，从1998年开始批量投放市场，己

累计开辟出22种车型，满足了国内高端客户的需求。

工艺创新

系统集成中注重〃系统〃概念，系统由多个单元组成，单元的有效

组合，即流程及工艺的设计，这里面依然充满着创新，这是一个全局

优化的复杂过程。工艺设计中最重要的是了解用户的实际需求，不同

的行业和用户对物流的需求有着较大的差异，昆船公司认为这是一种

个性化的服务，应不断创新。就烟草行业来讲，在烟草工业方面，结

合卷烟生产工艺，将物流做宽做深，从烟叶醇化到成品发货，从制丝

分组加工到储叶储丝模块化精益生产，工艺创新和装备已融入并实现

工程自动化；在烟草商业方面，结合商业配送供应链管理，满足国家

烟草专卖局〃两打三扫〃（包括成品生产）要求，既有适度自动化的标准

分拣线，又有较高自动化的复合分拣线，工艺创新和装备是对传统手

工模式的一种解放。

技术全两

自动化物流是一门光机电信息交叉的学科，技术外延广泛。昆船

公司通过消化吸收、自主创新，以高技术为起点，应用了人工智能、

图象识别、红外通讯、激光定位、计算机摹拟仿真、现场总线、数据

库等前沿技术，全面掌握自动化物流系统的设计和实施。昆船物流的

最大的特点和优势在于物流产品系列齐全、光机电信息技术全面、生

产安装服务配套、系统集成和实施经验丰富，以市场导向为原则，实

现个性化设计，全面满足用户实际需求，完成从规划设计到安装调试

的一条龙交钥匙工程。

二、自动化物流装备及技术

巷道堆垛机

巷道堆垛机是自动化立体仓库存取物料的主要设备，也是物流装

备的关键产品。目前，昆船公司自主设计创造并投入运行的堆垛机系

列有轻型、重型，单柱、双柱，单深、双深，单叉、双叉、钩拉，直

行、换轨、转轨等，可采用红外光、无线局域网通讯，编码器、条形

码、激光测距认址，矢量变频或者侍服调速，普通重载20m高堆垛

机走行速度超过240m/min,升降速度超过60m/min,定位精度

均在±3mm之内。

秉承〃集成创新〃的思路，除了自主产权的巷道堆垛机外，昆船公

司还与奥地利公司合作，以OEM模式生产堆垛机。与欧洲技

术同步，从而进一步提升技术实力和产品范围，满足不同层次的市场

需求。

自动导引车(AGV)

AGV是昆船公司最早〃高点介入〃，不走从零开始的开辟路线，而

与世界一流公司合作开辟。该产品的成功开辟，使昆船公司快步赶超

国内同行，并满足了市场高端需求。目前，昆船公司AGV主要采用

激光导引和电磁导引，其中激光导引是通过激光束扫描地面反射坐标

点，根据三点计算法确定其精确位置与方向，能非常方便地变更走行

路径，具有很高的柔性；电磁导引要在地面开槽埋线，路径柔性差，

但价格便宜。昆船公司AGV有背辐式、背链式、推挽式、牵引式、

龙门式、前又式和后叉式等22款车型，可采用酸性、高能酸性或者

高能碱性电池，其中昆船公司独有的LGV智能快速充放电技术，

充放电比最大可达到1:12。AGV供电采用无接触能量传输，无需

充电时间，这种供电模式将会开辟应用。

穿梭车

穿梭车是在轨道上行驶的AGV,所以国外也称RGV,但速度比

AGV要高许多，从轨道形式上可分为往复直行穿梭车和环行穿梭车。

环行穿梭车能在同一轨道上运行多辆车体，可大大提高物流搬运能力，

是昆船公司自主研发的主要物流装备之一，在国内同行业中处于率先

地位。昆船公司RGV速度普通为160^200m/min,而在国外机场

行李分拣系统中，采用无接触能量传输技术的穿梭车最高走行速度能

到600m/min,固然载重要轻得多。目前，昆船

公司己成功开辟并运用无接触能量传输技术在传统的穿梭车上，

同时正积极研发高速穿梭小车及相关行李分拣技术，改变在该领域外

商的垄断状态。

工业机器人

工业机器人是一种高端智能设备，根据结构形式，可分为直角坐

标式、极坐标式、关节式，其技术核心是机械手动作控制算法，特别

是六关节机器人的算法更为复杂。在物流系统中机器人主要用于对物

料进行码垛、拆码、翻转，昆船公司集成的带图象识别、光电定位、

穿梭行走为一体的柔性拣料及拆码系统是机器人的高技术应用之一。

昆船公司开辟的工业机器人（机械手）为直角坐标模式，用于成品

件烟的码垛，以及银行币箱的自动码垛。

自动货柜

自动货柜相当于一个装有外壳的小型立体仓库，普通分为垂直提

升式和垂直回转式，适宜存储小件物品，操作方便快捷。昆船公司成

功推出该项产品已有多年，并在传统自动货柜的基础，结合巷道堆垛

机技术，突破货柜在X方向对存储量的限制，设计开辟出一种超长型

大存储量自动货柜，并已在实际项目中成功实施，这也是昆船公司集

成创新的一个典型案例。

自动分类机

自动分类机是将混在一起而去向不同的物品，按设定要求自动进

行分发配送的设备，它主要由输送装置、分拣机构、控制装置等组成，

当分拣物到达分拣口时，通过推拉机构、拨块、倾倒、输送等方式，

使分拣物滑动或者传输到分拣口，可实现多品种、小批量、多批次、

短周期的物品分类和配送作业。自动分拣机的种类不少，有滑靴式、

翻盘式、翻板式、交叉带式等，其中滑靴式应用较多，昆船公司已

推出该类型第一代，从分拣能力、设备噪音、可靠性等指标来看，

都已达到国内率先国际先进水平。

自动分拣机

自动分拣机的功能目的与自动分类机相似，前者可比作摘果式，

后者可比作播种式，后者主要分拣件箱类较大尺寸物品，对于香烟、

药品、化妆品等小件规范物品，昆船公司在国内首先成功开辟立式分

发机、通道式分发矶以满足该类物料的高速分拣需求。在此基础上昆

船公司不断技术攻关，推陈出新，开辟出以卧式分发机、自动划箱机、

自动开箱机、自动补货机等为代表的第五代新技术产品，满足烟草配

送高端需求，推动自动化分拣技术的进步。

输送机及其他

输送机是物料输送的主要的设备，昆船公司输送机产品系列有链

式、轻道、带式、链板、集放、伸缩、升降、合流、分流、升降台、

提升机、连续升降机等，以及加去盖机、龙门移位机、布料机等专用

设备。

三、物流装备技术的发展趋势

随着国民经济又好又快的发展，自动化物流的应用领域将更加广

泛，目前的技术和水平还不能彻底满足社会发展的需求。由于行业及

用户需求的个性化差异，导致相关物流装备的多元化、智能化、标准

化，物流装备技术将进入一个重要的快速发展期。

多元化

目前国内物流装备技术虽然已取得长足的进步，但只能满足较为

低端的物流需求，一方面要改进完善自主产品，提高产品质量和可靠

度，增加产品的型漕范围，另一方面要开辟专用物流装备以满足不同

行业领域个性化需求。比如自动导引车，在物流装备产品中已算是高

端产品，但在陀螺导引、视觉导引等方面的核心技术成熟度与国外公

司还有不少差距，在半导体生产无尘车间等高科技领域的应用还未涉

足。

对于行业领域个性化专用物流装备，由于物料规格、工艺流程的

差异导致物料处理功能需求的不同，这方面的研究开辟需加速前进，

才干满足市场的需求。例如，目前全国各地烟草公司纷纷建设条烟分

拣配送中心，对高速条烟分拣设备、自动开箱补货设备有着较多和较

高的要求。

智能化

科技的进步使物流装备越来越重视智能化与人性化设计，以降低

工人的劳动强度，改善劳动条件，使操作更轻松自如。目前，主要物

流装备基本都是光机电一体的智能化设备，如巷道堆垛机、AGv、分

拣机等。许多最新的高新技术，如现场总线、无线通讯、激光测距、

无接触能量传输、矢量变频控制、互联网等，都会优先或者及时应用

于物流装备，就像所有工业装备走过的历程一样，物流装备的性能

将越来越先进，自动化、智能化程度越来越高。

物流装备智能化体现设备性能参数的先进性，即速度更快、精度

更高、可靠性更好。要做到在极短的时间内完成拣选、配送任务，只

有不断提高物流装条的运行速度和处理能力，因此，堆垛机、分拣机、

穿梭车等物流装备总是朝着高速度攀升。除了追