物流实验室建设专业方案.doc

物流试验室建设方案
一、概述：
在当今信息和通信飞速发展新经济时代，发展物流乃是工商企业制胜之道。伴随中国加入WTO，中国企业面临着一次全方面洗牌，能否在猛烈竞争中立于不败之地，是每一个企业全部应主动面正确，伴随电信和计算机技术进步，我们能够实现多个物流职能整合管理；售后服务、运输、仓储管理、库存管理、订单处理、信息系统、生产计划和采购。发展现代物流、构建现代供给链，以相对较低成本取得更大市场空间，并形成适应未来市场需要以下游需求为导向产、供、销系统，这正在成为很多企业做出面向二十一世纪战略选择。
物流以前不为大家所重视，然而，伴随新经济时代到来，市场竞争加剧，管理观念更新，政府和社会对物流重视，使物流环境发生了改变，企业内物流和企业间物流开始建立，第三方物流企业正在蓬勃兴起，国际物流企业也更趋活跃。在二十一世纪，“谁掌握了物流和配送，谁就掌握了市场”，物流是“第三利润起源”，“物流管理是提升企业关键竞争力和经济效益有效路径”，已经成为大家新共识。
中国第三方物流业发展尚处于早期，大多数物流企业现在还只是提供运输、仓储服务。而能够提供国际流行物流网络设计、估计、订货管理、存货管理、流通加工、配送管理等物流服务第三方物流企业屈指可数，这方面专业人才极其匮乏。不管是对现代物流教学需要还是为了适应企业对物流专业人才迫切需要，缓解供需矛盾，建立开放型、多功效全方位物流试验室已迫在眉睫。
现在中国高等院校及高职高专为了适应这一形势也纷纷计划或建立了部分物流试验室。其中大部分仅是计算机模拟，有建有立体仓库环境也仅仅是一个环境演示，真正能充足表现物流特色极少，尤其是现有基础涵盖商业配送中心多种功效物理环境，又能和配送管理软件联通仿真运行类似真实环境试验基地更少。
本着高起点、实用性、优异性、可操作性和可扩展性，兼顾可观赏性标准计划物流试验室，正是针对这一需求而开发实施。
二、试验室建设目标：
物流试验室建设就是要搭建理论和实践桥梁，为学生提供实训平台，深化学生对现代物流理论了解，提升学生操作能力。所以，物流试验室建设，应该基于现代物流关键理论和关键步骤，并结合教学单位教育特色和定位全方面系统考虑，避免“肤浅”、“游戏型”虚拟试验环境。基于现代物流试验室建设目标，物流试验室建设应该包含物流教学系统、物流设备、物流运作案例等整套方案，以真正发挥物流试验室功效，为老师提供全方面、系统辅助材料，真正提升学生实践能力。
现在物流教育即使受到多数高校和职业院校重视，但因为师资力量微弱、教学手段落后，物流专业毕业生实际动手能力比较低，不能满足社会对人才需要。鉴于物流专业步骤多、系统性强、科技含量高、理论和实践联络紧密等特点，学校物流教育既要重视物流理论传授、把握物流发展脉搏，更需要重视学生实际业务操作能力培养。所以学校在培养学生时务必建立面向市场、可操作性强物流试验室，使学生在实践中应用理论，在实践中发展理论。尤其是进行特色物流教育学校，需要依据本身教育特点选择建设符合教育方向试验室。
物流试验室建设需要注意以下问题：
1、贴近现实，实战性要强
物流试验室建设目标是搭建实训平台，配合理论教育让学生在校内进行实践活动。理论指导实践，往往实践落后于理论，物流试验室建设应该起源于实践，更多反应物流实际作业步骤。经过学生操作，学生在印证理论同时，增强动手能力。
2、总体计划分步骤实施
物流试验室建设不应该是一次性，应该依据教学需要，结合理论及实践不停发展计划物流试验室建设，能够采取“总体计划分步骤实施”。
3、突出关键
物流试验室建设应该符合特色物流教育需要，经过从分研究和论证以后，首先建设关键部分，再依次建设其它部分。
三、“物流试验室”建设概述：
本方案设想拟建中“物流试验室”应构建成一个属于第三方专业物流服务商物流中心为关键供给链试验教学平台。
严格地说，第三方物流服务商原来就应是整个供给链上组织者，它一个显著特点就是要服务于多个货主企业，并经过它物流管理信息系统将供给链上各个节点（如供给商、零售商）及对应交通运输工具链接起来。所以，本方案将拟建“物流试验室”分成4个部分（以下图所表示）：

（1） 第三方物流中心（含全自动立体仓库、出入库输送系统、分拣/配送流通加工区、托盘堆场区、机械手、AGV小车等）
（2） 供给商（2个）
（3） 零售商
（4） 若干辆运输车辆（2辆全电动铲车或非机动小车模拟运输机动车）
很显然，在这4大部分中，“第三方物流中心”是试验教学关键部分，
其理由很简单，因为它几乎包含了全部物流功效要素，集装卸、包装、仓储、流通加工、运输于一体，并结合了计算机及其网络通信、自动控制、自动识别、自动导航、无线射频识别（RFID）、超声波定位、信息管理等最新科学技术。所以，它能够给予学校进行相关物流工程、物流管理和物流实务课程教育以丰富和全方面教学内容。
为配合物理仿真环境试验和科研开发，提供有以下物流信息管理软件。需要提出是这些软件区分于物流管理真实商品化软件（它关键表现物流管理实务操作和步骤），所提供是面向物流设备基础软件，它开放性面向物流专业亲和性，使所提供设备可分成各个独立部分进行实训和试验，又可综合成一个系统来实训试验。更关键是创建了一个良好开放性软件工作平台，可为学生进行创新性、设计性试验和大型课程设计、毕业设计和科研提供了一个新奇工作环境。物流信息管理软件关键有：
（1） 原料库全自动仓储控制及管理软件
（2） 电子标签辅助分拣、配送管理软件
① DPS管理软件
② DAS管理软件
③ 分拣仓储盘点软件
（3） 微波射频识别（MRFID）读写软件
（4） MRFID信息管理软件
（5） S-ID支持下电脑托盘储位跟踪辅助管理软件
（6） 机械手控制软件
（7） 条码信息读写软件
（8） 模拟GPS跟踪定位管理软件
四、第三方物流中心组成：
本方案以实现物流中心自动储存、分拣、配送三大功效为目标，将整个物流中心分成AS/RS区、托盘堆栈区和分拣作业区，图1所表示。
1、AS/RS区：
作为自动化仓储区，它关键由：
（1） 立体货架和全自动堆垛机
货架系统采取由钢结构组成单元货格式货架，货格长度为520mm，深度为430mm，高度为400mm。货架系统共有2排，20+18列，5层，共有190个货位。
堆垛机用来实现货物单元上架和下架，堆垛机可在巷道内往返穿梭，其货台可上下垂直升降，货叉可横行伸缩，从而实现货物三维运动。堆垛机水平穿梭速度最高为25米/分，垂直升降速度最高为10米/分，货叉存取货速度为2米/分。堆垛机电力拖动采取Siemens MM400系列交流变频调速，并由Siemens S7-200系列PLC对其进行自动控制，实现自动认址、定位和和主控计算机之间信息通讯等功效。
（2） 出入库系统
出入库系统用以实现货物或物料出入库，也实现物流信息采集和发送。出入库系统由输送设备、货物或物料自动识别装置及LED看板组成。其中入库设备选择一个带平移入货台（600mm×470mm×750mm）和一条2米长辊筒输送链； 出库设备选择一个带平移出货台（600mm×470mm×750mm）和一条3米长带有2个自动分拣口、3个出货口辊道输送链。两个出货口均由斜坡式被动流利链组成。自动识别系统采取一维条码系统，它由打印在货物或物料上一维条码、条码阅读器及主控计算机组成。LED看板是由发光二极管排列组成显示器件，它采取低电压驱动，动态扫描技术，含有耗电省、使用寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远等优点。在此我们选择约486mm×243mm，φ5.0mmLED单色显示器。

（3） 区内输送系统
区内输送系统运输设备选择多频电磁导航AGV。该种AGV含有行走速度快（60M/S），定位精度高（±10mm），负荷大（100Kg）等优点。它功用是为分拣作业提供补货、货物输送和拣货、货物再入库/出库输送。
2、托盘堆栈区：
托盘堆栈区在物流中心中属于一个比较常见和贴近现实传统仓储形式。它在此功用能够了解为：因某种需要或特殊情况（比如进货物料包装尺寸或重量不宜立体货架储存等）而须将货物或物料送往托盘堆栈区仓储。
然而，为了给这种传统仓储形式给予现代化色彩，同时也更是为了使这种传统仓储作业能正确和高效，所以我们尤其为其配置了一套优异超声波跟踪定位系统（S-ID系统），即在传统输送叉车上安装一个S-ID发信机，而在区域内合适空间位置上装有若干个（3个以上）S-ID接收机。这么经过3点测量原理，便可正确解算出发信机所在叉车位置坐标，而且这一坐标信号又可经过AI-NET网，直接显示在“目前储位”电子显示标签上。显然利用这一系统，我们可随时跟踪叉车行走路线，并在“动作确定”这一时刻自动校核叉车位置和“目标储位”是否相吻合，从而使这种仓储作业正确率得到了极大提升。
S-ID系统通常由：
（1）S-ID发信机
（2）S-ID收信机
（3）S-ID监控计算机
（4）“目标储位”、“目前位置”、“条码”信号显示标签
（4） 动作确定按钮等

3、分拣作业区：
分拣作业区关键由4个部分组成，它们是：
（1） 分拣货架
分拣货架是一个3层6列，共18个储位带有流利条重力式货架，共2个，其尺寸为（2400mm×700mm×1800mm）。关键用于储放将待分拣货物（摘取式分拣）或待分拣装货用户货箱（播种式分拣）。

（2） 电脑辅助分拣系统
工程电脑辅助分拣系统是一套安装在货架储位上电子装置。它关键由：
☆ 电子标签
☆ 网络接线箱
☆ 条码扫描枪
☆ 电脑辅助分拣系统管理控制服务器
等组成，在这个系统中，计算机借助信号灯和8段码数字显示器作为辅助工具，引导拣货人员正确、快速、轻松地完成拣货作业。DPS含有弹性控制作业步骤、即时现场监控、紧急订单等功效，DPS能有效降低拣货错误率，加紧拣货速度等优点，使物畅其流。
（3） 流利输送链、补货理货台
这2个部分全部是分拣作业和流通加工作业辅助工作台，它们全部是为了减轻作业人员劳动强度和方便作业而设置。

4、 流通加工工作区
为了深入丰富流通加工作业实训内容，愈加好了解流通加工在现代物流业中增值地位，增强其可操作性，所以增加了一个流通加工工作区，是由1个流通加工工作台和1台电子标签秤。
（1） 人工流通加工工作台
其功用是待分拣完成货物箱经称重步骤，称出其重量，并将重量信息以条码形式出来粘贴在货箱上，同时还要完成重新打包封装等工作。
（2） 自动流通加工工作台
在另一侧流通加工工作台上将设置UPJ机械手用以实现自动流通加工。比如自动识别增加某一颜色产品自动贴标签等。
流通加工用机械手是由日本安川生产UPJ示教型机械手，机器人本体YR-UPJ3-B00（6-axis）机构内型：垂直多关节型，轴数：6轴，抓持重量：3Kg，反复定位精度：+0.03mm，工作半径：188～532mm。它在系统中所担当角色是搬运、堆垛和分拣（条形码校核或颜色识别）。
五、零售商：
零售商用多个模拟超市门店来替换，它关键由：
☆ 超市货架
☆ POS机及条码扫描枪
☆ RFID系统组成
在此需要尤其说明是将RFID直接用于超市门店，这是一个相当带有前
瞻性设想。因为就现在技术水平和经济条件而言，要将RF标签像条形码标签一样粘贴于超市门店每个待售商品上是不可能。但其结账付款时高效率确是含有诱人优越性。据此我们认为伴随科学技术不停进步和微电子技术飞速发展，这一梦想在不远未来也是可能实现。所以我们尤其在一个超市门店内同时设置了两种结帐方法，其用意是期望能为学生在这一供给链步骤最终一个节点物流试验教学中奉献上一个很有意义物流教学内容。

六、供给商：
众所周知，供给商在整个物流供给链中作业就是为各下游单位供货。在此为了丰富第三方物流中心试验教育内容，提升其试验可操作性和形式尽可能真实性，在此假设这两个供给商是生产不一样颜色小塑料盒供货商，使她们可在整个试验过程中能提供数百个不一样色彩或图案小塑料盒，并放置于周转箱内，在整个供给链上流动。这么做一个最大优点是：可使作为关键物流试验教学对象第三方物流中心内各个物流步骤有“活”可干。比如可按塑料盒颜色而分类储存、用户可要求不一样图案塑料盒进行分拣等等。从而可极大地丰富整个“物流综合模拟试验室”试验内容，提升其可操作性，更可增强学生对物流作业及物流设备应用感性认识，提升物流试验教学效果。
七、运输车辆：
运输作为物流业务中心活动，是物流系统设计和管理中关键步骤，它通常代表了物流成本中最大单项成本。它以其在整个供给链活动中特定角色，发明着商品空间效用，并实现其使用价值。所以说提升运输系统信息化建设程度，改善运输系统现代化管理水平，则肯定是对交通院校物流职业技术教学有着尤其关键现实意义。然而怎样在有限试验室空间范围内为交通类院校搭建一个改善运输管理试验教学平台呢？我们处理方案是：
（1） 用两辆全电动铲车或小型非机动手推车来模拟替换两辆运输机动车，便于车辆调度作业。
（2） 提升运输车辆信息化管理水平，在每辆车内安装一个S-ID发信机来模拟GPS，强调车辆运输跟踪。
八、“物流试验室”信息系统计划：
依据以上相关构建“物流试验室”现代物流试验教学平台方案设想，能够拟就以下和之相配套控制网络拓朴图：

这一网络系统搭建也就为物流信息系统试验教学平台建设奠定了基础。由图可见，它共采取了4台PC机分别对整个物流供给链步骤4大控制功效进行监控。这么做理由有2：
（1） 有意将物流作业4大功效相对独立，便于适应试验教学进程，使学生可优异行各个相对独立步骤小型试验，在此基础上再进行整个系统大型试验。这么可在不失其观赏性前提下大大提升了整个试验系统全部试验设备使用效率和实用价值。
（2） 作为一个长久从事现代物流试验教学设备研发和集成供给商，我们擅长是试验教学用现代物流设施和计划，也就是说我们要向用户提供是模块化了、面向设备控制底层监控软件，并做好和多种物流管理软件通用接口程序研发，从而来深入提升我们所提供现代物流教学设备价值层次。
九、物流作业试验步骤：
1、进货作业：
（1） 进货
（2） 在入库暂存区卸货
（3） 将入库货物放入入货验货台进行验货
（4） 验货合格，则用条码扫描枪对货物进行扫描，进入入货登记，不然就作退货处理。
（5） 在仓储计算机CRT上可看到该条码号
2、全自动入库作业：
（1） 在仓储计算机中进入自动入库作业框
（2） 在仓储计算机入库对话框中填入入库行、列、层、排号
（3） 在仓储计算机入库对话框中键入确定键（自动化仓储系统开启）
3、电子辅助托盘储位跟踪入库作业：
（1） 开启电子辅助入库系统控制计算机
（2） 用条码扫描仪读取待入库货物条码，并将货物放入叉车
（3） “条码标签”立即显示待入库货物条码号
（4） “目标储位标签”显示货物所要放置到目标储位位置
（5） 叉车将货物送到目标储位后，标签警铃自动响起，则操作人员可将货物由叉车搬至储位上，然后操作人员键入确定按钮
4、全自动出库作业：
（1） 操作人员在仓储计算机CRT上进入出库作业对话框
（2） 在对话框内填入将要出库化物所在储位行、列、层、排和出库输送口
（3） 在对话框内键入确定键
5、电子辅助托盘储位跟踪出库作业：
（1） 开启辅助跟踪出入库系统计算机
（2） 键入出库作业选项，并键入待出库货物条码号
（3） “条码标签”和“目标储位标签”分别显示出库货物条码号和所在位置号
（4） 待叉车行走到“目标储位”后，系统会自动发出确定声响信号
（5） 键信完成键，使声响信号停止鸣叫
（6） 操作人员将货物送至物流中心出货口
6、DPS摘取式拣货作业步骤：
（1） DPS接收拣货信息，开启拣货步骤
（2） 点亮电子标签，信号屏显示取货物品数据
（3） 操作人员根据电子标签显示数据拿出物品，然后按下确定键
（4） 区域拣货完成，以后，区域指示灯亮
（5） 按灭区域指示灯，表示本单作业完成
7、DAS播种式拣货作业步骤：
（1） DAS接收拣货信号，开启拣货步骤
（2） 操作人员用条码扫描枪扫描待拣货物条码
（3） 需配此项货物订货单所对应电子标签点亮
（4） 操作人员依电子标签上显示数量进行配货，然后按下确定键
（5） 区域拣货完成后，区域指示灯点亮
（6） 按灭区域指示灯，以示此批作业完成
8、电脑辅助拣货系统盘点作业步骤：
（1） 从上位Host系统获取库存数据
（2） 按作业区点亮电子标签所显示库位库存数量进行清点
（3） 当实际货物数量和电子标签所显数量一致时，按灭电子标签
（4） 当不一致时，利用电子标签上“+”、“-”键来调整库存数量
（5） 本作业区电子标签全部按灭后，自动点亮完成确定标签
（6） 按灭确定标签，以示本区盘点作业完成
9、流通加工：
（1） 人工流通加工了解流通加工增值概念
（2） 机械手实现自动流通加工概念
10、AGV小车操作：
（3） 在AGV控制计算机上设置AGV行走起始点、终止点、路径点等信息
（4） 开启AGV小车
11、RFID操作：
（1） 将装有多个贴有RF标签物品箱移经RFID阅读器
（2） 在RFID监控计算机上校核RFID阅读结果
12、GPS模拟系统在交通运输中应用操作：
（1） 利用两辆非机动手推车模拟替换交通运输车
（2） 在电子图上跟踪车辆途中运行路线
（3） 调度车辆运输作业
十、“物流试验室”试验内容举例：
试验一、条形码信息读取和条形码打印
试验二、计算机和电子标签控制器通讯
试验三、DPS管理软件设计
试验四、DAS管理软件设计
试验五、电子标签辅助分拣系统管理软件设计
试验六、电子标签辅助分拣仓库盘点软件设计
试验七、RFIDF信息读取和分析
试验入、计算机和RFID系统通讯
试验九、RFID系统应用程序设计
试验十、流通加工工艺及步骤设计
试验十一、机械手控制
试验十二、计算机和S7-200 PLC通讯（PPI）
试验十三、全自动立体仓库储存策略研究
试验十四、全自动立体仓库出入库管理方法研究
试验十五、库存控制
试验十六、S-ID支持下电脑辅助托盘储位跟踪
试验十七、S-ID支持下托盘储位管理软件设计
试验十八、S-ID支持下模拟GPS车辆跟踪
试验十九、模拟GPS指挥下车辆运输调度试验
试验二十、模拟GIS（试验室模拟道路图）和GPS结合试验
十一、相关物流管理软件
这里提到物流管理软件是一类和前面所提到软件完全不一样软件。它关键包含物流行业中多种物流管理实务。面向多种物流企业单证实际操作一个实务软件，它关键用以使学生能在一个模拟真实企业中分部门分岗位进行机上实务操作，了解物流管理中多种步骤和操作规范。所以这部分软件我们建设采取在真实物流企业中已得到应用真实商品化软件（或在其上为教学作过二次开发）和选择已向企业提供类似软件软件企业购置，才能使我们学生能零距离接触真实企业环境及实务操作。
现推荐北京络捷斯特企业管理软件，在物流试验室提供：关键物流教学系统，大型运输管理系统，考试中心3种软件已满足了本试验室软件实训需求。