物流自动化系统的设计、制造和维护是现代物流装备制造技术的一个重要研究分支。它主要以物流机械、电子和信息技术为基础，重点研究各种物流设备和技术的整合、集成和交互，利用各种物流系统的运作模型和评价指标，以达到物流设备和物流运作的良好互动，最终实现整个物流系统的合理高效。
物流自动化系统是随着计算机科学和自动化技术的发展而产生的。在其产生和发展的过程中，物流管理也从人工方式迅速向自动化管理演变，其主要标志是自动物流设备及物流计算机管理与控制系统的出现。目前物流系统已经成为最典型的现代机械电子相结合的系统，由半自动化、自动化以至具有一定智能的物流设备和计算机物流管理、控制系统组成。智能程度较高的物流设备具有一定的自主性，能更好地识别路径和环境，本身带有一定的数据处理功能。
物流自动化系统是具有现代自动化学科显着特点的大型复杂系统，它可以看成是现代物流装备、计算机及其网络系统、信息识别和信息管理系统、智能控制系统的有机集成，是集机、光、电、液为一体的复杂的系统工程，是在一定的时间和空间里，由所需输送的物料和相关的设备、输送工具、仓储设施、人员及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的具有特定功能的有机整体。它广泛应用于机械、电子、商业、化工、交通、食品、烟草等各行各业，能够实现物料运输、识别、分拣、堆码、仓储、检索、发售等各个环节的全过程自动化作业。
物流自动化技术近20年来在欧美发达国家发展最为迅速，应用最为广泛。以美国为例，由于物流自动化水平的提高，美国物流成本占国内生产总值的比重在近10年来有了明显的下降，由11%以上降到10%左右。在亚洲的日本及韩国近年来也得到了迅猛的发展和广泛的应用，尤其是在日本，物流自动化系统的部分设备已经达到标准化、流水线生产的程度。近几年来，物流自动化技术在我国许多行业也得到了一定的发展和应用，特别在烟草行业中的应用表现得尤为突出。提高物流自动化的水平必然会给我国国民经济带来巨大的效益，促进我国经济实现由粗放经营向集约经营的重大转变。
1.3 物流自动化系统的结构特点
传统的物流自动化系统的结构一般主要由物流机械装置和一些简单的电气控制设备构成，往往只用于实现比较单一的功能，也缺乏与其他设备和系统的协调与协同，比如带式传输装置、叉车、分拣设备、包装设备等。现代物流设备的复杂性则大大增加，除了功能更强，使用更多新型的机械与电气设备，采用更多先进的信息技术以外，更开始注重整个物流系统的系统化、网络化、数据共享和智能化。因此，我们可以把物流自动化系统划分为以下几个部分。
机械执行装置包括运输设备、装卸设备、输送设备、仓储设备、集装化设备、包装设备、流通加工设备以及支撑承重结构等。机械执行装置是对物料直接进行操作的机构，对于不同类型的物料，在不同的使用场合，适用不同的搬运要求，前端执行装置都要作出针对性的独特设计。因此，机械执行机构是物流自动化系统中种类最多、结构差异最大、最具代表性的部分。如果拿人的生理系统来进行类比的话，机械执行装置相当于人体的四肢（操作）和骨骼（承重）。我们将在本书的第二章详细介绍各种类型的物流机械装置，有些可以直接用作物流自动化系统的组成部分，有些可以和物流自动化系统进行整合和衔接，以实现整个物流运作的机械化和系统化。
机械装置的驱动和控制主要是由各种电气控制装置来实现。传统的电气控制装置包括低压电气装置、电机及调速装置、变频装置、可编程控制器、单片机等。新型的控制装置包括嵌入式系统、工控机（PC）系统等。电气控制装置直接决定了自动化系统的运行能力和技术参数，体现了物流自动化系统的设计和制造水平，是物流自动化系统的关键部分，相当于人体的肌肉。我们将在本书的第三章介绍与物流自动化系统相关的主要电气装置的原理、结构和控制方法等。
数据采集装置应用了较多新型的物流信息技术，包括各种新型传感器、条码技术、IC卡技术、射频技术、图像识别技术、语音识别技术和各种检测监控技术等，是用于采集和获取物料信息和环境参数的重要部分。数据采集装置相当于人体的感觉器官。如果没有数据采集，现代的物流自动化系统就很难获得必要的数据输入和反馈，就没有办法实现智能化。我们将在本书的第四章详细介绍与数据采集相关的物流信息技术。
信息管理和智能控制系统是物流自动化系统的大脑，它储存物流自动化系统运行所需要的数据，并根据特定的数学模型对整个系统进行调度和指挥，还能通过各种通信网络与外部系统进行通信和数据交换。信息管理和智能控制系统包括智能控制模型、管理信息系统、数据库、决策支持系统、专家系统、人工智能系统等。物流自动化系统是否具有强大的信息管理和智能控制系统是其集成化和智能化的重要标志。我们将在本书中结合物流自动化系统的一些实例介绍相关的内容。
现场总线等工业网络、以太网等有线局域网、互联网，以及种类繁多的新型的无线通信方式相当于人体的神经系统。由于网络和通信技术在近10年内突飞猛进的发展，出现了很多创新的应用方式，使得物流自动化系统的各种子系统和部件可以在广阔的空间内实时传输各种数据，大大提高了整个系统的集成化和智能化程度，甚至于颠覆了传统的物流自动化系统的区域局限性。应用各种先进的网络和通信技术，使得我们有可能集成没有地域限制的超大型物流自动化系统。我们将在本书中结合物流自动化系统的一些实例介绍相关的内容。
物流自动化系统是集光学技术、机械技术、计算机技术、控制技术、检测传感技术、伺服驱动技术和系统集成技术等于一体的多学科融合的边缘技术。各种单元技术相互渗透、相互影响，使物流自动化系统的内涵和外延得到不断丰富和拓展。从最初的机械电子化发展到机电一体化，进而发展成光机电一体化和微光机电一体化。物流自动化系统向着智能化、模块化、网络化、集成化方向迅猛发展。物流自动化系统的柔性更强，智能化程度更高，系统也更加复杂。从20世纪70年代以自动化仓库为代表的物流自动化系统诞生以来，人们发现仅有先进的单元技术并不能使整个系统最优化。因为物流自动化系统是多个子系统的复合体，各子系统的集成并不是简单的叠加，而是需要运用系统工程的理论和方法将各子系统有机地融合，采用系统工程的方法进行设计。
物流自动化系统具有以下主要特点。
1.系统化
物流自动化系统是一个包含多个环节，将光、机、电、控制、信息等先进技术组合在一起的复杂系统，因而必须利用系统科学的思想和方法来建立、分析和优化系统结构，合理定义和划分各子系统的功能和任务，科学配置和协调系统内部参数，使系统具有最高运行效率和可靠性。
2.集成化
随着物流专业化和社会化的发展，物流企业提供的功能和服务不断地增加，制造业和商业企业的物流不断地转移，特别是在现代供应链的运作方式下，物流的含义从传统的仓储和运输延伸到采购、制造、分销等诸多环节。物流功能的增加必然要求对物流环节或过程进行整合集成，通过集成，优化物流管理，降低运营成本，提高客户价值。另外，由于科学技术的发展和其在物流领域的广泛应用，在提高了物流管理水平的同时，也面临着各种技术之间的集成问题。因此，集成化至少包括两个方面的内容：管理集成和技术集成。由于现代物流管理越来越依赖于先进的技术，因此，还会出现管理和技术交叉的集成问题。
3.自动化
物流自动化是指物流作业过程的设备和设施的自动化，包括运输、装卸、包装、分拣、识别等作业过程。比如，自动识别系统、自动检测系统、自动分拣系统、自动存取系统、自动跟踪系统等。物流自动化可以方便物流信息的实时采集与跟踪，提高整个物流系统的管理和监控水平等。物流自动化的设施包括条码自动识别系统、自动导向车（AGV）、货物自动跟踪系统（如GPS）等。
4.智能化
伴随着科学技术的发展和应用，物流管理从人工化的手工作业，到半自动化、自动化，直至智能化，这是一个渐进的发展过程，从这个意义上讲，智能化是自动化的继续和提升。因此，可以这样理解，自动化过程中包含更多的机械化成分，而智能化中包含更多的电子化成分，包括集成电路、计算机硬件和计算机软件等。智能化在更大范围内和更高层次上实现物流管理的自动化。智能化不仅用于作业而且用于管理，比如库存管理系统、成本核算系统等。智能化不仅可以代替人的体力而且可以运用或代替人的脑力。所以和自动化相比，智能化更大程度地减少了人的脑力和体力劳动。
5.网络化
这里的网络既包括由计算机和电子网络技术构成的进行物流信息交换和系统控制的电子网络，又可指交通运输网络、公司业务网络和在此基础上形成的全国性、区域性乃至全球性的分销和物流配送网络。
6.信息化
在电子商务时代，物流信息化是电子商务的必然要求。物流信息化表现为物流信息收集的数据库化和代码化、物流信息处理的电子化和计算机化、物流信息传递的标准化和实时化、物流信息存储的数字化等。
思考题
1.现代物流发展的新趋势对物流设备和物流技术的发展提出了哪些要求？哪些新的物流设备和物流技术在未来有较大的发展前景？
2.物流设备与物流自动化系统概念上有何不同？
3.为什么说物流自动化系统更注重研究各种物流设备和技术的整合、集成和交互？
4.物流自动化系统包含哪些主要组成部分？各部分分别起到什么作用？
5.查找一个物流自动化系统的实例的相关技术资料，分析该自动化系统实例的组成部分及其作用，请特别注意该系统使用了哪些新技术。
