1.1 智慧物流裝備的概念與特征

1.1.1 物流裝備的概念

物流裝備是指用于存儲、運(yùn)輸、裝卸搬運(yùn)、包裝與分揀、流通加工、配送、信息采集與處理等物流活動的裝備總稱。現(xiàn)代物流的發(fā)展離不開物流裝備，物流裝備是現(xiàn)代物流的主要技術(shù)支撐，在整個物流活動中，對提高物流能力與效率、降低物流成本和保證物流服務(wù)質(zhì)量等方面具有非常重要的作用。

按照功能不同，可以將物流裝備分為運(yùn)輸裝備、倉儲裝備、裝卸搬運(yùn)裝備、包裝裝備、流通加工裝備、集裝單元化裝備、物流信息裝備7個部分，如表1-1所示。

1.運(yùn)輸裝備

運(yùn)輸裝備是貨物從某地運(yùn)往其他地區(qū)的載體，是運(yùn)輸方式的工具。利用運(yùn)輸裝備，通過運(yùn)輸活動解決物資在生產(chǎn)地點(diǎn)和需求地點(diǎn)之間的空間距離問題，創(chuàng)造商品的空間效用，滿足社會需要。

運(yùn)輸裝備按運(yùn)輸方式可分為公路運(yùn)輸裝備、鐵路運(yùn)輸裝備、航空運(yùn)輸裝備、水路運(yùn)輸裝備和管道運(yùn)輸裝備。

2.倉儲裝備

倉儲裝備是指倉庫進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)和輔助生產(chǎn)作業(yè)，以及保證倉庫及作業(yè)安全所必需的各種機(jī)械設(shè)備的總稱。倉儲裝備是有效實(shí)現(xiàn)倉儲作業(yè)的技術(shù)保證，科學(xué)有效地運(yùn)用倉儲裝備，加強(qiáng)倉儲裝備的管理，是保證倉庫高效、低耗、靈活運(yùn)行的關(guān)鍵。

常用的倉儲裝備有倉庫、貨架設(shè)備、堆垛機(jī)械設(shè)備、月臺、計(jì)量裝備、通風(fēng)裝備、溫濕度控制裝備、養(yǎng)護(hù)裝備和消防裝備等。

3.裝卸搬運(yùn)裝備

裝卸搬運(yùn)是對運(yùn)輸、倉儲、包裝、流通加工等物流活動進(jìn)行銜接的中間環(huán)節(jié)，包括裝車、卸車、堆垛、入庫、出庫，以及連接這些作業(yè)活動的搬運(yùn)。裝卸搬運(yùn)裝備是用于升降、搬移、裝卸和短距離輸送貨物的機(jī)械設(shè)備。

裝卸搬運(yùn)裝備根據(jù)作業(yè)性質(zhì)不同可分為裝卸機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械和裝卸搬運(yùn)機(jī)械；根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)特征可分為起重機(jī)械、連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械、裝卸搬運(yùn)車輛和專用裝卸搬運(yùn)機(jī)械等；根據(jù)物品運(yùn)動方式不同可分為水平運(yùn)動方式、垂直運(yùn)動方式、傾斜運(yùn)動方式、垂直及水平運(yùn)動方式、多平面運(yùn)動方式等類型。

常用的裝卸搬運(yùn)裝備包括叉車、手推車、手動搬運(yùn)車、自動導(dǎo)引搬運(yùn)車、吊車，以及各種輸送機(jī)、升降機(jī)、堆垛機(jī)、堆高機(jī)等。

4.包裝裝備

包裝裝備是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的設(shè)備。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。此外，包裝還包括計(jì)量或在包裝件上蓋印等工序。使用機(jī)械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并滿足清潔衛(wèi)生的要求。

包裝裝備按照功能標(biāo)準(zhǔn)不同可分為灌裝機(jī)械、充填機(jī)械、裹包機(jī)械、封口機(jī)械、貼標(biāo)機(jī)械、清洗機(jī)械、干燥機(jī)械、殺菌機(jī)械、捆扎機(jī)械、集裝機(jī)械、多功能包裝機(jī)械，以及完成其他包裝作業(yè)的輔助包裝機(jī)械和包裝生產(chǎn)線。

5.流通加工裝備

流通加工裝備是指貨物在物流中心根據(jù)需要進(jìn)行包裝、分割、計(jì)量分揀、添加標(biāo)簽條碼、組裝等作業(yè)時所需的機(jī)械設(shè)備。它可以彌補(bǔ)生產(chǎn)過程加工程度的不足，有效地滿足用戶多樣化的需要，提高加工質(zhì)量和效率以及設(shè)備的利用率，從而更好地為用戶提供服務(wù)。

流通加工裝備按流通加工形式可分為剪切加工設(shè)備、集中開木下料設(shè)備、配煤加工設(shè)備、冷凍加工設(shè)備、分選加工設(shè)備、精制加工設(shè)備、包裝加工設(shè)備、組裝加工設(shè)備等；根據(jù)流通加工的對象可分為金屬加工設(shè)備、水泥加工設(shè)備、玻璃加工設(shè)備、木材加工設(shè)備、煤炭加工設(shè)備、食品流通加工設(shè)備、組裝產(chǎn)品的流通加工設(shè)備、生產(chǎn)延續(xù)的流通加工設(shè)備及通用加工設(shè)備等。

6.集裝單元化裝備

集裝單元化裝備是指用集裝單元的形式進(jìn)行貨物儲存運(yùn)輸作業(yè)的器具設(shè)備。通過集裝單元化裝備使貨物形成集裝單元，能夠?qū)崿F(xiàn)物流作業(yè)的機(jī)械化和自動化，縮短作業(yè)時間和提高作業(yè)效率；能夠改善勞動條件，降低勞動強(qiáng)度；能夠促進(jìn)物流各功能環(huán)節(jié)有效銜接，方便清點(diǎn)交接；能夠節(jié)省包裝費(fèi)用，降低物流作業(yè)成本；能夠有效保護(hù)物品，減少物品破損、污損和丟失；能夠提高設(shè)施面積利用率和容積利用率。

集裝單元化裝備主要包括集裝箱、托盤、集裝袋、集裝網(wǎng)、集裝裝卸裝備、集裝運(yùn)輸裝備、集裝識別系統(tǒng)等。

7.物流信息裝備

物流信息裝備是指實(shí)現(xiàn)物流信息采集、存儲、傳輸、管理和使用的設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)物流信息化的硬件基礎(chǔ)，是信息技術(shù)在物流領(lǐng)域中應(yīng)用的重要保障。

物流信息裝備主要包括計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)、信息采集設(shè)備、信息處理設(shè)備、通信設(shè)備等。

1.1.2 智慧物流裝備的概念

1.智慧物流

伴隨信息技術(shù)和智能科技在物流領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，現(xiàn)代物流的發(fā)展經(jīng)歷了從粗放型物流、系統(tǒng)化物流、電子化物流，再到智能物流、智慧物流的發(fā)展階段。智慧物流是物流發(fā)展的高級階段，是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，與之前發(fā)展階段相比，智慧物流強(qiáng)調(diào)應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)和管理方式“武裝”物流系統(tǒng)，包括物流活動所涉及的各個作業(yè)環(huán)節(jié)、物流實(shí)體、物流裝備乃至整個物流系統(tǒng)，形成一種具備類似人類智慧的全新物流系統(tǒng)，其具備信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可視化、自動化等突出特征。

許多專家和研究機(jī)構(gòu)從不同角度對智能物流、智慧物流進(jìn)行了定義。王繼祥認(rèn)為，智能物流是利用集成智能化技術(shù)，使物流系統(tǒng)能模仿人的智能，具有思維、感知、學(xué)習(xí)、推理判斷和自行解決物流中的某些問題的能力，它包含了智能運(yùn)輸、智能倉儲、智能配送、智能包裝、智能裝卸及智能信息的獲取、加工和處理等多項(xiàng)基本活動。

汪鳴認(rèn)為，智能物流是在物流行業(yè)廣泛應(yīng)用信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能技術(shù)，在匹配的管理和服務(wù)技術(shù)的支撐下，使物流業(yè)具有整體智能特征，服務(wù)對象之間具有緊密智能聯(lián)系的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

李芏巍認(rèn)為，智能物流是將互聯(lián)網(wǎng)與新一代信息技術(shù)應(yīng)用于物流業(yè)中，實(shí)現(xiàn)物流的自動化、可視化、可控化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化，從而提高資源利用率的服務(wù)模式和提高生產(chǎn)力水平的創(chuàng)新形態(tài)。

王之泰在技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上增加了管理屬性，將智能物流定義為：將互聯(lián)網(wǎng)與新一代信息技術(shù)和現(xiàn)代管理應(yīng)用于物流業(yè)，實(shí)現(xiàn)物流的自動化、可視化、可控化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的創(chuàng)新形態(tài)。

王喜富認(rèn)為，智慧物流是以互聯(lián)網(wǎng)+為核心，以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及“三網(wǎng)融合”（傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)）等為技術(shù)支撐，以物流產(chǎn)業(yè)自動化基礎(chǔ)設(shè)施、智能化業(yè)務(wù)運(yùn)營、信息系統(tǒng)輔助決策和關(guān)鍵配套資源為基礎(chǔ)，通過物流各環(huán)節(jié)、各企業(yè)的信息系統(tǒng)無縫集成，實(shí)現(xiàn)物流全過程可自動感知識別、可跟蹤溯源、可實(shí)時應(yīng)對、可智能優(yōu)化決策的物流業(yè)務(wù)形態(tài)。

何黎明認(rèn)為，智慧物流是以物流互聯(lián)網(wǎng)和物流大數(shù)據(jù)為依托，通過協(xié)同共享創(chuàng)新模式和人工智能先進(jìn)技術(shù)，重塑產(chǎn)業(yè)分工，再造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式的新生態(tài)。并提出：當(dāng)前物流企業(yè)對智慧物流的需求主要包括物流大數(shù)據(jù)、物流云、物流模式和物流技術(shù)四大領(lǐng)域。

中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為，智慧物流是利用集成智能化技術(shù)，使物流系統(tǒng)能模仿人的智能，具有思維、感知、學(xué)習(xí)、推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。

億歐智庫認(rèn)為，智慧物流是通過智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智慧化技術(shù)與手段，提高物流系統(tǒng)分析決策和智能執(zhí)行的能力，提升整個物流系統(tǒng)的智能化、自動化水平。

《中國智慧物流2025應(yīng)用展望》中將智慧物流定義為：通過大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能硬件等智慧化技術(shù)與手段，提高物流系統(tǒng)思維、感知、學(xué)習(xí)、分析決策和智能執(zhí)行的能力，提升整個物流系統(tǒng)的智能化、自動化水平，從而推動中國物流的發(fā)展，降低社會物流成本，提高效率。

綜上可以看出，智慧物流是一種運(yùn)用科學(xué)的思路、方法和先進(jìn)技術(shù)解決物流問題，創(chuàng)造更好社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的物流新業(yè)態(tài)、新模式。智慧物流在物流系統(tǒng)中采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，使整個物流系統(tǒng)如同在人的大腦指揮下運(yùn)作，實(shí)時收集并處理信息，做出最優(yōu)決策，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)布局，物流系統(tǒng)中各組成單元能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率、低成本的分工、協(xié)同。

智慧物流的實(shí)現(xiàn)需要方法與技術(shù)的支撐，從智慧物流的運(yùn)行框架上看，主要包括智慧思維系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、智慧執(zhí)行系統(tǒng)3個部分。

1）智慧思維系統(tǒng)是智慧物流的大腦，是主宰智慧系統(tǒng)的控制核心，其中，大數(shù)據(jù)是智慧思考的資源，云計(jì)算是智慧思考的引擎，人工智能是智慧思考與自主判斷的能力，平臺、軟件和智能終端是實(shí)時分析和科學(xué)決策的實(shí)施載體。

2）信息傳輸系統(tǒng)是智慧物流的神經(jīng)，其中，物聯(lián)網(wǎng)是信息感知的起點(diǎn)，也是信息從物理世界向信息世界傳輸?shù)哪┒松窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)；互聯(lián)網(wǎng)+是信息傳輸基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，是物流信息傳輸與處理的虛擬網(wǎng)絡(luò)空間；信息物理系統(tǒng)（CPS）是虛實(shí)一體的物流信息傳輸、計(jì)算與控制的綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3）智慧執(zhí)行系統(tǒng)是智慧物流的軀體，如智能機(jī)器人、無人機(jī)、自動駕駛汽車等，呈現(xiàn)的是自動化、無人化作業(yè)，核心是作業(yè)執(zhí)行中智能化裝備技術(shù)的使用，是智慧物流在倉儲、運(yùn)輸、配送、分揀、包裝、裝卸搬運(yùn)等作業(yè)領(lǐng)域的全面應(yīng)用。

2.智慧物流裝備

物流裝備水平在一定程度上代表社會物流的發(fā)展水平，由傳統(tǒng)物流向現(xiàn)代物流的發(fā)展演變過程也體現(xiàn)了物流裝備發(fā)展的不同階段。總體上看，物流裝備的發(fā)展經(jīng)歷了由機(jī)械化向自動化，再到智慧化的發(fā)展歷程。

傳統(tǒng)物流時代，如何提升物流作業(yè)效率，使人們從繁重的體力勞動中解放出來，是人們致力于研究的重點(diǎn)問題。以機(jī)械化為特征的物流裝備，用機(jī)械輔助或代替人工進(jìn)行作業(yè)，使作業(yè)能力和作業(yè)效率大大提升。“叉車+托盤+貨架”作為物流裝備的三大基礎(chǔ)部件對提升物流效率產(chǎn)生了革命性影響，在物流作業(yè)過程中得到普及應(yīng)用。起重機(jī)械、運(yùn)輸設(shè)備、包裝機(jī)械、輸送機(jī)械等的廣泛應(yīng)用使得機(jī)械化覆蓋到物流作業(yè)的全過程。

物流自動化時代，在信息技術(shù)、自動控制技術(shù)的推動下，機(jī)械設(shè)備在不需人工操作的情況下自動運(yùn)行，從而使人們從一線單調(diào)、重復(fù)的物流作業(yè)活動中脫離出來，更多的人力可以投入到物流作業(yè)管理工作和特殊物流作業(yè)活動中。自動化立體倉庫系統(tǒng)、自動化搬運(yùn)與輸送系統(tǒng)、自動化分揀與揀選系統(tǒng)、自動信息處理與控制系統(tǒng)等自動化物流裝備應(yīng)用于物流活動中，極大提升物流作業(yè)效率。代表性的產(chǎn)品有自動導(dǎo)引車（AGV）、穿梭車（RGV）、堆垛機(jī)、自動輸送機(jī)、自動分揀機(jī)等。

進(jìn)入智慧物流時代，在自動化基礎(chǔ)上進(jìn)一步集成感知傳感、信息化、人工智能等技術(shù)，使裝備系統(tǒng)不再是固化處理信息的程序，只能按照事先的設(shè)定對外部信息進(jìn)行判斷和處理，而是具備智能感知和自主分析、自主判斷、自主處理的能力，能夠?qū)ο到y(tǒng)程序進(jìn)行適應(yīng)性的修改，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)無須人工干預(yù)即可自動達(dá)成特定目標(biāo)。當(dāng)前在物流裝備的智慧化升級過程中，有三大裝備已經(jīng)脫穎而出，成為推動智慧物流快速實(shí)現(xiàn)的主力軍，分別是物流機(jī)器人、快遞無人機(jī)和自動駕駛貨車。物流機(jī)器人包括配送機(jī)器人、倉儲機(jī)器人、分揀機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、智能搬運(yùn)AGV等，實(shí)現(xiàn)物流倉儲和最后一公里的智慧化；快遞無人機(jī)和無人駕駛貨車，具備智能環(huán)境感知、自主選擇路線、自主避障、人機(jī)交互等功能，實(shí)現(xiàn)空中運(yùn)輸和地面運(yùn)輸?shù)闹腔刍?/p>

同時，智慧物流時代不僅僅是上述具備智慧功能的物流裝備的應(yīng)用，而且還強(qiáng)調(diào)以系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的思維和模式，運(yùn)用智能控制的方法和技術(shù)，將各類物流作業(yè)裝備包括自動化倉儲裝備、叉車、托盤、貨架、輸送分揀裝備、運(yùn)輸配送裝備、信息處理系統(tǒng)等集成起來，使各種物料最合理、經(jīng)濟(jì)、有效地流動，并使物流、信息流、商流在計(jì)算機(jī)的集成控制管理下，實(shí)現(xiàn)物流的信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、快捷化、合理化。

由此，我們可以從廣義和狹義兩個方面給出智慧物流裝備的概念。從廣義上看，智慧物流裝備是在智慧物流系統(tǒng)運(yùn)行中所涉及的各種物流裝備，包括傳統(tǒng)物流裝備、自動化物流裝備以及智能化物流裝備。從狹義上看，所謂智慧物流裝備，是指運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能控制等技術(shù)手段，具有實(shí)時感知、自主決策、自動執(zhí)行能力，應(yīng)用于智慧倉儲、運(yùn)輸、配送、裝卸搬運(yùn)、包裝及物流信息管理領(lǐng)域的智能化物流裝備。

1.1.3 智慧物流裝備的特征

智慧物流裝備是智慧物流系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和運(yùn)作依托，是打造智慧物流系統(tǒng)的核心要素，應(yīng)能夠滿足智慧物流運(yùn)作與管理要求，體現(xiàn)智慧物流的系統(tǒng)特色，具有以下特征。

1.智能化

智慧物流裝備的核心特征是借助于信息技術(shù)、人工智能、商務(wù)智能、管理智能、自動識別和控制、運(yùn)籌學(xué)和專家系統(tǒng)，智能化地獲取、傳遞、處理、利用信息和知識，使智慧物流裝備能模擬人的思維進(jìn)行感知、學(xué)習(xí)、推理和判斷。在功能上要能夠?qū)崿F(xiàn)以下內(nèi)容。

1）狀態(tài)感知，即能夠?qū)崟r感知物流系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境及裝備運(yùn)作的狀態(tài)、數(shù)據(jù)及問題。

2）自主決策，即能夠根據(jù)感知數(shù)據(jù)，通過自我學(xué)習(xí)訓(xùn)練和分析計(jì)算，能夠?qū)ο乱徊窖b備動作進(jìn)行自我決策和智能判斷。

3）準(zhǔn)確執(zhí)行，即能夠依托自動化技術(shù)將決策意圖落實(shí)到裝備執(zhí)行末端，準(zhǔn)確完成裝備動作，并對運(yùn)行進(jìn)行控制。自動化也是實(shí)現(xiàn)裝備智能化的基礎(chǔ)和前提。

同時還可能具備自我檢測、自我修復(fù)等更高級智能化能力。

2.集成化

智慧物流發(fā)展推動機(jī)械化、自動化物流系統(tǒng)裝備向網(wǎng)絡(luò)化、集成化方向變革，物流裝備聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作、互聯(lián)互通、信息共享、全面集成，成為智慧物流大系統(tǒng)的執(zhí)行物聯(lián)網(wǎng)。集成化，即智慧物流裝備在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下能夠?qū)崿F(xiàn)裝備與裝備互聯(lián)、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)互通。主要包括以下3層含義。

1）集成各類現(xiàn)代物流技術(shù)、信息技術(shù)與自動化技術(shù)，使物流裝備具備智能感知、決策與控制功能，滿足智慧物流裝備運(yùn)作需要。

2）強(qiáng)調(diào)智慧物流裝備與ITS、WMS等各種物流信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及信息處理、信息決策互聯(lián)互通。

3）強(qiáng)調(diào)智慧物流裝備與其他設(shè)備、運(yùn)作環(huán)境集成，根據(jù)外在環(huán)境變化實(shí)時調(diào)控裝備行為。

3.信息化

通過物流信息收集的數(shù)據(jù)化、代碼化，物流信息處理的電子化，物流信息傳遞的網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)時化，物流信息儲存的數(shù)據(jù)化，實(shí)現(xiàn)智慧物流裝備的自動化、智能化運(yùn)行。

例如，無人配送車能夠通過激光、雷達(dá)、攝像頭探測道路交通環(huán)境，并將環(huán)境信息數(shù)據(jù)化，信息處理系統(tǒng)收集傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析計(jì)算、預(yù)估判斷并執(zhí)行決策，所有環(huán)境數(shù)據(jù)及決策信息會通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行集中存儲。

4.柔性化

柔性即對環(huán)境及任務(wù)的適應(yīng)能力。智慧物流裝備的柔性主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

1）能夠根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的變化，智能調(diào)整物流裝備的運(yùn)行路徑、作業(yè)動作、工作速率等狀態(tài)參數(shù)。

2）物流裝備自身的多用途性、接口的可轉(zhuǎn)換性，以及多種裝備動態(tài)多重組合的便捷性。