国内外物流技术与系统的现状与特点分析

国内外物流技术与系统的

现状与特点分析

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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，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

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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、仓储设备、配送设备、包装设备、搬运装卸设备（如叉车、起重机等）、物流信息设备等；

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。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；

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

自动化立体仓库又称自动仓储、高架仓库、自动存储/自动检索系统（Automated 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：

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数据库可以存储大量的管理信息，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清点和盘库，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5~10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

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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，企业柔性制造系统（Flexible Manufacturing Systems）、计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing 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。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 我国发展自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

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物流业正处于转型的发展阶段，虽在自动化立体仓库方面给予了一定的重视，且积累一定市场经验，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

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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臵，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

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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臵出来的，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青睐，他们国家的物流企业每

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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18000个/时； 5) 机身长，最长达110米，出口多。 2. 交叉带式分拣系统(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叉状，故称交叉带式分拣机。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6000~7700个/时；

4) 注：大型交叉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 shaft 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。

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5. 摇臂式分拣机(Swing Arm Diverter)

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送机的主参数已达到运距L=30.4Km，运量Q=37500t/h，带速V=6~15m/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300~500万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等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国FSW生产的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面顺

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槽皮带输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000 t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面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

国生产制造的皮带输送机的品种、类型较多。在“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于功率大、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。由于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

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相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输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

我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250 kW，国外产品可达4×970 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

由于受托辊转速的限制，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个方向均有调偏油缸，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滑的要求，又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，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的

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开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊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)托辊寿命

我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的使用寿命，并可作为高速托辊应用于带式输送机上，使用面广，经济效益显著。我国输送机托辊寿命为2万h，国外托辊寿命5～9万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%～40%。 4)输送机减速器寿命

我国输送机减速器寿命2万h，国外减速器寿命7万h。 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

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降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变向滚筒及托辊组的温度监测系统；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。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=1000~3000t/h，运距L=1000~5000m，带速v=2.5~4.5m/s，驱动总功率N=750~2000kW 。 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=1600~2000t/h，运距L=2500m，带速v=3.5~4m/s，装机总功率N=1200kW，带宽B=1.2m，输送倾角为?≤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，运距L=3000m，带速v=3.5m/s，带宽B=1400mm，输送倾角为?≤3°，功率N=3×375kW，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，

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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，用以运送镍矿石。

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0.1~0.3m/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，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β=?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属空白。据资料报

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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=180~200t/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，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α=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30°~60°，最大输送能力为2900t/h，其压带是通过旋转的托辊组加载的。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）。尤其是煤矿井下顺槽

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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：⑴带式输送机动态分析与监控技术；⑵软起动与功率平衡技术；⑶中间驱动技术；⑷自动张紧技术；⑸新型高寿命高速托辊技术；⑹快速自移机尾技术；⑺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、高速托辊等，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，又没有行业组织，致使各种物流技术与设备标准不统一，相互衔接配套差。

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

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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标的考察。

6.部分物流企业对物流技术与设备的作用缺乏足够的认识，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。

4.2主要措施

尽管物流产业发展飞速，市场在不断地完善、技术在不断地革新产品在不断地渗透.但是在技术、装备以及政府政策、服务仍然有许多需要完善和甚至是需要深思和考虑的地方。结合我国物流发展现状有针对性地提出以下对策及建议：

首先，增强产品开发和技术创新能力通过技术引进与自主创新相结合改进技术创新模式。对引进先进技术的消化吸收、模仿创新；以物流装备制造企业为主体，充分发挥高校和科研院所的优势。促进高校、科研机构同企业进行各种形式的联合和合作，整合科技资源，搭建具有共性的高水平技术支持平台.并集中力量加强对关键技术、核心技术的开发、研究研发一批具有自主知识产权的技术和产品。

其次，改进企业管理模式高度重视物流装备人才培养。现代物流装备制造业属于技术密集型产业需要熟悉物流管理、信息技术和机电一体技术的高素质专业人才和复合人才通过培养使其更加适应专业岗位和产业发展的要求。

再次，标准化体系急需建立和完善。针对目前物流标准化存在的问题和国际物流标准化的发展方向应加快标准化建设步伐。加强标准化的组织协调工作。在对各种与物流活动相关的国家标准、行业标准进行深入研究的基础上。全面梳理现行标准。对已经落后于物流发展需要的标准应予淘汰，并代之以新型标准；对部分不符合实际需要的标准进行修订完善；对尚未制订的标准抓紧制订，以使各种相关的技术标准协调一致与国际标准接轨。

最后，相关物流政策制定。政府在政策的制定方面起着重要的导向作用同时政府应该以促进物流技术与装备发展为原则出台合理而积极的产业政策、金融政策和税收政策等。鼓励物流装备制造业固定资产的快速折旧，严格设备淘汰标准;对于产品开发所需要的先进设计、先进制造及制造业信息化等共性技术，给予必要的资金支持:重点支持企业研制重大新产品、新装备和新工艺。建立多元化的科技投资、融资梁道形成财政、企业、民间、外资等多层次多渠道、多元化的投资体系。只有充分利用体制和机制上的支持才能使我国物流装备制造业蓬勃发展。

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5 物流技术与设备发展趋势

5.1绿色物流

传统物流业发展模式将物流作为一个相对独立的系统，这样就使物流具有明显的外部成本与外部效益。在传统发展模式下，物流产业对资源占用、能源消耗只需要付出极低的代价，对环境污染的补偿十分有限，甚至无褥补偿。从而造成了物流产业的外部成本增加。这就必然使物流独立于社会、环境系统之外从而牺牲社会利益为代价追求自身经济效益的最大化。伴随“绿色物流”理念在全球的推广，高消耗、高污染的传统物流发展模式将受到限制或付出高昂成本。企业对于物流技术与设备的选择将更关注环保与节能方面的问题很多物流技术与设备厂商已主动顺应这一社会潮流，将环保与节能作为提高其产品和服务竞争力的手段。

5.2技术自动化和设备标准化

科技的进步使物流装备越来越重视自动化与人性化设计，以降低工人的劳动强度，改善劳动条件使操作更轻松自如。标准化包括硬件设备的标准化与软件接口的标准化，标准化可以实现不同物流系统的对接.使客户对系统同时有多种选择和便利。通过实现标准化，可以轻松地与其他企业生产的物流装备或控制系统对接，为客户提供多种选择和系统实施的便利性，从而促进物流业大发展。

5.3物流信息化

随着高频度、小批量配送的专业物流需求增多，大型物流企业的集约化、协同化和全球化发展，传统物流已经越来越不能满足发展需要，现代通信、计算机和网络技术的发展为传统物流向现代物流转变以满足新的物流需求提供了可能，也为现代物流提供了技术基础和保障手段，通过广泛深入的应用信息技术、及时准确地掌握物流过程的动态信息、调动各地物流网点、构筑一体化物流网络、节省时间和费用、将空载率压缩到最低限度、提供优质物流和保障服务，以适应现代经济社会发展的需要。

5.4更加人性化服务

毫无疑问，将来物流会朝着速度更快、准确度更高和稳定性更好的方向发展。但是必须以人为中心。人们的需求总是在变化的，同时会对已有服务提出更高的要求，物流技术和设备的发展必须满足这些不断变化的需求，满足不同消费者个性化需求，做到一切从顾客出发。只有这样，物流技术与装备的发展之路才能越

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走越宽，才能辅助物流业在经济发展中发更大作用。所以，人性化服务是物流技术与装备发展的必然趋势。

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