制造业中物流管理问题研究

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制造业中物流管理问题研究
●许多顶
　　摘　要:物流管理技术是现代制造技术的一个重要发展方
向。文章论述了工件自动装卸、运输和存取技术等物流自动化
系统的内容;运送线、AGV 和工业机器人等主要物流搬运机构;
立体、缓冲站和生产物流等管理系统。最后论述现代物流
发展方向———物流系统设计与仿真技术。
关键词:物流　工件　自动存取　物流标识
中图分类号:F251 　文献标识码:A
文章编号:1004 - 4914(2002) 03 - 011 - 03

一、物流自动化系统的内容
1. 工件的自动装卸。工件装卸通常有几种情况: (1) 工件
在机床上的上下料; (2) 工件在输送载体上的装卸; (3) 物料在
仓库料架上的装卸。小尺寸、易定向零件可直接放入托盘,由
专门机构将其逐个装卸输送。复杂零件可采用人工方式,也可
采用带视觉系统的工业机器人完成。用托盘输送时,工件上下
料使用机械手完成。对机械形状复杂、尺寸大的工件,使用随
行夹具,由专门机构将其加载到输送设备上,由机械手或人工
完成。

2. 工件的输送。根据工件装料方式可分为:通过料道自重
输送;托盘、托板靠固定型传送带输送;托盘、托板采用运输车
输送。
自重输送方式用于某些工序间的传送。固定型传送带和
滚子传送带比较常见,此外还有单轨架空传送带和电动离合传
送带。在传统中运输车辆使用铲车,在现有的FMS 系统中,普
遍采用自动导向小车(AGV) 作为输送工具,机械手和工业机器
人也日益应用广泛。其中自动导向小车具有高柔性、易于控制
集成的特点,开发AGV、机器人的功能将是物料输送中研究的
一个重要方向。

3. 自动存取技术。在自动化物流系统中,一般采用自动化
立体仓库系统(AS/ RA) ,它由多层货架、搬运小车、周边设备、
计算机控制及通信系统组成,能在任何货位存储和取货。物资
控制、管理要求实时、协调、一体化,信息自动化技术逐渐成为
自动化技术的核心。

二、物流管理的主要搬运机构
物料输送系统由多辆小车及其调度系统组成,主要是根据
生产需要,将生产坯料及半成品及时地输送至目的地。各生产
工位可根据生产状况,及时向调度系统发出物料输送的请求信
息,而调度系统则根据小车当前的位置、忙闲的状态、以及申请
小车工位的数量等信息,按照一定的服务规则,如各工位平均
等待时间最少、生产损失最小、最迟起运时刻运输调度等准则,
确定小车的服务次序及解决多小车系统的防碰撞问题,以保证
系统的高效运行。根据不同的工作环境和生产要求,要采用不
同的物料输送方式和搬运设备。物料输送系统的形式和种类
较多。

1. 输送线。输送线系统采用传送带、链等工具进行运输,
它是从过去的机械自动线发展而来的。输送线上设有多个全
自动工位,采用传感器等控制装置对物料或送料托盘进行精确
到位传送,这些传感器与输送线一起采用计算机控制,组成各
种复杂功能的输送系统。输送线适用于装配和大批零件时生
产,例如发动机箱体加工及整机装配。

2. 自动导向小车。自动导向小车(AGV) 是一种由计算机
控制,按照一定的程序或轨道,自动完成运输任务的运输工具。
根据导向方法,可以将AGV 分为有轨小车和遥控小车两种。
有轨小车采用导轨或埋在地下的导线引导小车运行,速度快,
机动性能好,停靠准确,与加工设备的接合也比较容易。缺点
是轨道铺设好后不便改动且转弯角度不能太小;遥控小车以无
线电信号与控制系统交换信息和接受命令的,活动范围和路线
基本上不受限制,柔性大,目前在技术上还不十分成熟。AGV
优点是: (1) 较高的柔性。只要改变一下导向程序,就可以很方
便地改变、修正和扩充AGV 的移动路线; (2) 实时监视和控制。
由于小车能向计算机发回信号,报告小车的位置、状态及故障
等信息,因此控制计算机可以实时地向小车发出指令,使小车
完成由一地点到另一地点的移动、停止、装卸、检测等一系列动
作; (3) 安全可靠。AGV 有自己的计算机系统,能同本区的控制
器通信,可以防止与其他设备之间的相互碰撞。有的AGV 上
还安装了定位精度传感器或定心装置,可以避免碰撞及工件卡
死现象; (4) 维护方便。维护包括润滑、蓄电池充电及重要装置
的常规检测。大多数AGV 上都备有故障报告设施,根据故障
信息可以对小车进行一般维护。

3. 工业机器人。工业机器人可以重复编程、机动灵活,能
完成高度智能化的工作,因此,在物料搬运系统中得到了广泛
的应用。由于机器人价格昂贵和搬运重量有限,目前还不能完
全取代运输小车。工业机器人多用于加工机床的装料和卸料,
而运输工作则是用小车来完成。在一些简单的系统中,运输路
线短,零件重量小,则可以用机器人完成大部分的物料搬运任
务。

工业机器人配有可更换的夹具系统,以适应不同形状的加
工零件。采用气动或液压装置夹紧工件,夹具部位还装有光电
传感器或力传感器,以避免碰撞或零件的滑落。机器人依靠各
控制关节,如手腕、臂、机身等的协调运动,来实现升降、伸缩和
旋转等功能。

工业机器人的选择和布置应根据工艺要求和加工设备数
量及位置进行确定。立体仓库内主要的搬运设备是由计算机
控制的堆垛机或叉车,刀具的自动交换装置一般是换刀机器人
或刀具运送小车。另外,还有一些辅助搬运设备。

三、物流管理系统
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物流系统由立体仓库、各类缓冲站、运输设备,以及物流控
制管理系统和物流信息管理系统组成。物流系统的目标就是
高效率、合理化地利用全部储运机械,对从毛坯入厂到成
品销售出厂全过程中的物流进行控制和管理,满足生产各单元
的需求,达到降低生产成本、降低物流故障率、提高生产效率、
提高产品质量和优化生产过程的目标。

1. 立体仓库管理。立体仓库作为生产和销售的缓冲站,主
要完成各种入库请求、出库请求并对出库任务与入库任务进行
优化组合,把满足条件的出库任务和入库任务组合成出库———
入库联合作业任务。
入库过程按如下步骤处理: (1) 确定待入库货箱应入的分
区号。(2) 根据分区号选择空位最多的排,如果这样的排未选
到,则更换另外的分区,找到为止。若仍无这样的排,则报入库
无位。(3) 在找到的排中,选择一个货位编号最小且为空的货
位。
处理出库请求时,既可以通过指定位置来出库,也可以通
过指定某种物料要求出库数量的方式来出库,并且可以保证出
库量正好,或者出库量超出,但超出量最少,或者出库量不足,
但不足量最少。按以下原则选择出库货位: (1) 确定出库物品
所在的分区号; (2) 根据分区号寻找该物品最多的排,如果没有
这样的排,则在全数据库范围内搜索该物品。若仍找不到,则
报出库无货; (3) 在找到的排中接入库时间最早、货位编号最小
的原则选择货位。同时可以根据任务的紧急程度,提升任务的
优先级。

2. 缓冲站管理。缓冲站信息的处理与所处的生产环境紧
密相关,包括刚性装配线缓冲站,加工制造缓冲站及缓冲物料
库。缓冲物料库是为了协调生产节奏,确保物料及时准确的供
应,在车间生产工序间设置,用于暂存生产过程中的在制品。
缓冲站所描述的内容包括工位(加工工位或装配工位) 以及所
包含的缓冲站以及缓冲物料库。根据生产的要求,缓冲站分为
三类: (1) 只入( In Only) 缓冲站, 这种类型的缓冲站只接受
AGV、机器人送进的货箱或托盘; (2) 只出(Out Only) 缓冲站,
AGV、机器人只从这种类型的缓冲站上取走货箱或托盘; (3) 出
入( In and Out) 缓冲站,这种类型的缓冲站既可以接受AGV、机
器人送进的货箱或托盘,也可以将货箱或托盘回送到AGV、机
器人上。对装配缓冲站,当某个缓冲站发生故障时,由装配工
位通知物流工作站,物流工作站再作相应的处理;对加工制造
缓冲站,故障处理是针对加工设备而言的。

3. 生产物流的管理。我国大多数中小型机械制造业基础
设施比较落后,物流生产管理系统对传统加工设备采取人工采
集数据的方式。在CIMS 环境下,物流系统是直接为生产线服
务的,物流系统接收和处理大量的实时信息,如入库口和出库
口的条码信息、装配环境下工位的废件信息、缓冲站向立体仓
库发送的物料出库申请信息和向AGV 发送的运输申请信息等
实时信息。为了实现物流信息的快速、准确采集,在物流管理
系统中采用了国际通用的条码符号来对物品进行标识,从而实
现编码的自动识别。

(1) 物流标识。物流标识就是对在中运转的物料作
上标记进行自动识别,它是实现供应链管理目标所需的信息。
通过合理的标识能够迅速、准确地采集信息。物流标识技术的
应用关系到物流现代化的成败,决定是否实现了对物流的实时
控制与管理的基础。通过声、光、电磁、电子等多种介质获取物
料流动过程中某一活动的关键特性,如名称、数量、质量、来源、
目的地、加工情况、运输路线等。在识别技术中,广泛采用条形
码自动识别技术。

(2) 物料入库管理。物品从市场采购回来,经采购部门处
理后,交给库存管理部门进行入库登记,给物品分配一个惟一
的标识,此标识由工厂根据管理需要编号。同时记录下入库物
品的特征编号、规格、型号、类型等。根据工厂的实际情况和工
厂的使用惯例定义了条形码的编码规则。

(3) 出库物流管理。把立体仓库中的存储作为零件加工的
第0 道工序,立体仓库将为库中待加工的零件申请第一道工序
的加工机床;立体仓库根据系统中加工任务的完成情况和日生
产计划决定是否应向加工单元投料、投什么料以及投料数量
等。物料出库时,记录生产任务及物料的条形码,特征编号,生
产任务号等,保证生产任务号与物料条形码的对应关系。
物品卖出时,出库时给产品分配一个序列号,同时记录此
物品的质量编号。通过序列号和质量编号的对应,可以根据序
列号来回溯物品的来源,得到物品的相关数据,如加工质量、加
工工艺、加工人员等。
对于生产领用的物料,从原料仓库领出后,进入车间的缓
冲物料库,缓冲物料库根据工人的任务请求和设备的使用状况
将物料运输到设备缓冲站,等待加工处理。

(4 ) 车间物流管理。MES ( manufactacturing execution
system) 制造执行系统的应用,作为生产计划、调度和车间物流
之间的桥梁,可以对车间的物料进行管理。虽然生产计划和调
度仍然是物料需求计划(MRP) 和制造资源计划(MRP Ⅱ) 管理
的范畴,但现在的MES 将计划和调度信息作为实时管理车间
的物流与工艺,并进行补偿的基础信息。简单地说,MES 就是
有效地来管理包括物料、工作站和物料搬运装置以及人力等车
间资源。在系统中,使用MES 实现对车间加工物料、加工设备
及运输资源的管理。
加工完毕后,如果下一道工序等待时间过长,则可以重新
进入缓冲物料库等待下一道工序,否则,由物料运输设备负责
将物料送入下一道工序。在此过程中,各类缓冲站自动读取物
料条形码,通过物料条形码,可以得到此物料的在制信息和已
加工信息,如加工时间、加工人员、废品数量、质检结果等。

(5) 信息采集。采集信息的典型途径是通过条码扫描将得
到的信息送入到制造执行系统(MES) 。对于不具备条件的传
统加工设备也可以由工人根据任务的完成情况填写相应数据;
对于自动化加工设备自动传送加工过程中的各种数据,包括设
备的使用情况,故障情况。自动化设备包括数控车床、数控铣
床、数控加工中心、立体仓库(含刀具和工件) 、无人搬运小车
等。管理系统提供了任务资源及完成情况查询以及信息的输
入的功能。

通过Internet/ Intranet ,可以随时掌握联盟企业或企业内部
的生产车间的生产进度、设备的状态,更好地根据每一台设备
完成任务的实际情况及时进行调整,在加工过程中,按照一定
规则进行质检,并作必要的记录;最后,待合格零件经过入库、
装配和装箱等工序后,完成整个加工过程。
物流系统由于高实时性和高可靠性的要求,适于采用分布
式多进程的监控管理方式。将复杂的物流系统进行分解,形成
若干面向服务对象的物流中心(每个中心包括若干缓冲站及为
其服务的AGV 和自动仓库) 。各物流中心既能独立运行又可
通过上级机构相互协调配合共同完成复杂的物流运输任务。

四、结束语
物流管理还涉及到物流系统的设计与仿真等问题。物流
系统设计及仿真,目前主要是用计算机开展柔性自动化物流系
统的设计。物流设备的选择与布局优化,自动化立体仓库的设
计,AGV 设计与调度,缓冲站设计,工业机器人功能的开发与应
用,物流系统的评价分析等都是现代化物流设计正在解决的问
题。神经网络,模糊控制,面向对象设计等新理论、新技术不断
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网络经济时代企业市场营销的新趋势
●杨华峰
　　摘　要:网络经济和电子商务的发
展,对企业的市场营销产生了深刻的影
响。文章分析了网络经济时代企业营销
理念、消费者概念和行为的变化;论述了
网络环境下商业信息传播模式的变革;
并探讨了从4P’到4C’的营销策略的有
关问题;对促进企业在网络环境和电子
商务下有效地开展市场营销具有借鉴意
义。
关键词:网络经济　市场营销　发
展趋势
中图分类号:F713·36
文献标识码:A
文章编号: 1004 - 4914 (2002) 03 -
013 - 02
计算机和信息技术的革命性飞跃,
电子商务的快速发展,网络经济在全球
范围迅速兴起。激烈的市场竞争要求并
促使现代企业在市场营销思想、营销方
式、营销策略等方面彻底变革。企业要
在瞬息万变的市场中获得竞争优势,必
须重新审视过去的传统营销思想,认真
地研究企业营销的发展趋势,总结规律,
以指导设计未来的企业市场营销。
一、营销理念和市场的变迁
客观现实和技术基础是现有市场营
销理论赖以形成和发展的基础。随着网
络技术和电子商务的发展,市场营销理
念发生了根本性的变化。
1. 时空观念的重组。在社会从传统
工业化社会到信息化社会的过渡期内,
受到两种不同时空观念的影响。即我们
赖以生活及工作基础的物理时空观和反
映我们生活及工作需求信息赖以依存的
电子时空观。这两种不同时空观,不可
避免地引起工作和生活中的不协调,甚
至是冲突与矛盾。我们必须学会去了解
和适应它,重组时空观念,以赢得未来竞
争的成功。
2. 市场性质的变化。网络技术和电
子商务手段,使产品的生产者能够更多
地直接面对消费者,中间商的作用将会
逐渐淡化,从而引起市场性质的变化。
首先,生产厂商和消费者可以通过
网络直接进行商品交易,从而避开了某
些传统的商业流通环节,更直接、“面”对
“面”和自由化。从而对以传统经商业运
作为主的市场运作模式产生巨大的冲
击。
其次,原有以商业运作模式为主的
市场机制将部分地被基于网络的电子商
贸所取代。不同的企业、不同的系统、不
同的产品将千方百计地在网上构建自己
的营销模式以吸引客户,市场趋于多样
化、更显个性化。
第三,市场变化主要体现在市场的
划分越来越细和越来越个性化。在传统
社会下这两种方式发展的最终结果仍是
针对某一特定的消费群体,但在网络环
境下,电子商务将可能把这两个方面的
趋势推向极至,演变成针对每个消费者
的营销,即“微营销”(Micro marketing) 。
第四,商品流通和交易方式的改变。
表现为中间商地位的减弱,直接交易过
程的出现,以及营销全球化、实务操作无
纸化和支付过程的无现金化(完全通过
电子货币的方式支付) 等。
二、消费者概念和行为的变化
网络环境和电子商务缩短了人们之
间的空间距离,扩大了商业的领域和消
费者选择商品的范围。不仅使商业流通
领域和商务运作模式发生了变革,也使
消费者的概念、行为等方面发生了重大
的变化。
1. 消费者从大众中分离出来。在信
息化社会中,电子商务系统为消费者提
供了全方位的商品信息展示和多功能的
商品信息检索机制;消费者可根据自己
的需求上网主动搜寻有关商品信息。因
此,消费者不再是传统营销理论中的一
般“大众”,开始从“大众”中分离出来。
只有上网主动搜寻商品信息的人,才是
真正意义上的消费者。企业应该针对他
们进行营销宣传,制定广告和营销策略。
2. 消费者直接参与生产和商业流通
循环。传统的商业流通循环中,商品机
构起着重要作用,它连接着消费者与生
产者。而在网络环境下,生产者和消费
者在网络的支持下直接构成商品流通循
环,商业机构的部分作用会逐步淡化,消
费者会根据自己的需要主动上网去寻找
适合的产品,或通过电子商务系统向厂
应用,物流系统设计正朝着智能化、集成化方向发展。
物流管理往往难以建立数学解析模型。因此计算机仿真就
成为人们用来改进物流系统设计最常用的手段,现在出现了将
形式化建模与非形式化建模相融合的复合建模方法。即将面向
对象的概念引入Petri 网技术中,按面向对象的概念对网进行分
类和抽象,形成层层子网的树形结构。模型的可信性和所属数
据的采集是仿真中的两个难点问题。
物流的不同方式各有特点。人工物流系统由于机器人智能
技术发展的限制,在一段相当长的时间内被采用。但无论如何,
自动化、柔性化、智能化的物流系统及其各组成部分的开发研究
已成为一种必然的发展趋势,充分利用各种新理论、新技术来提
高设计水平仍是设计者一贯坚持的原则,可以相信,随着其他学
科的发展,物流管理技术必然会不断地提高。
参考文献:
1. 刘小华等. CIMS 环境下物流系统面向对象描述和数据
库设计. 机械工业自动化,1989 (8)
2. 张毕西. 多品种离散型生产系统物流批量最优化分析. 系
统工程理论与实践,2000 (9)
3. 张晓萍等. CIMS 系统特点及物流关键技术. 物流技术与
应用,2000 (3)
(作者单位: 上海应用技术学院经济与管理系　上海　
200433)
(责编:宜铭)
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