航空物流自动化系统与技术发展
发布时间：2021-09-23
近几年，航空业对物流建设的需求越来越旺盛，为航空物流的发展提供了重要机遇。同时，迅速发展的航空物流也对物流系统的要求也越来越高，并突出表现对时效性、可靠性、复杂性以及大处理量和长距离运输等方面要求的提高，进一步促进航空物流技术的创新和变革。
昆船智能、中集天达、范德兰德是国内外航空物流领域的集成商代表，在本专题中，我们通过采访三家企业的多位有关负责人，就航空物流的发展与需求变化、典型物流装备及系统解决方案、最新物流技术与应用发展趋势等话题展开了探讨。
航空物流业迎来重要发展机遇
近几年，我国航空物流业稳步发展，即将迎来高速发展时期。据中集天达有关负责人分析，一方面，我国运输机场不断新/扩建，截至2020年底，我国共有241个机场(不含中国港澳台地区)。根据《全国民用运输机场布局规划》,到2025年我国将规划建成370个运输机场，这意味着，未来5年将有129个运输机场新建需求，这对航空物流业的发展而言，无疑是巨大的机遇。另一方面,“十四五”时期是我国由单一领域航空运输强国向多领域民航强国跨越的开局，随着航空机场等基础建设得到加强，国内产业链不断升级，电商、快递、冷链等行业持续高速发展等因素影响，以及2020年8月国家发改委和民航局联合发布《关于促进航空货运设施发展的意见》等，均将进一步促进航空物流业的发展。
行业专家纷纷表示，在航空物流业的快速发展之下，对物流自动化装备的需求也随之发生变化。首先，从处理规模上来看，需要物流自动化装备具备更大的处理量，枢纽型机场的要求无疑更高;其次，随着部分机场的改扩建，航站楼之间的距离变大，需要长距离物流自动化运输技术;此外，对效率的要求进一步提高，自动化需求从以前对货物的辅助输送和临时存储，逐步扩大全流程自动化，从货物进入机场开始，便要进行货物信息高效精准的自动获取、货物的自动组盘、自动转运、自动输送及暂时存储和自动接驳至机坪等需求。值得一提的是，2020年新冠疫情期间，不同国家和地区对于抗疫物资的需求迫切，对于航空物流则有了更高效的需求。总的来看，航空物流需要更灵活、更高效、更精准、更便捷、更大运量的物流自动化装备及系统。
物流自动化需求及相关物流装备
1.独具特色的航空物流
经过十多年的高速发展，中国物流装备及自动化技术不断升级这是不争的事实，但据行业有关专家介绍，目前很多新的物流自动化技术，如AGV、机器人以及全新的货物信息识别系统等并未真正应用到航空物流。航空物流对自动化系统的需求与其他行业相比，有其自身独有的特点。
范德兰德物流自动化系统(上海)有限公司方案咨询部总监王宏首先重点强调了机场自身的特殊性。他指出，机场建设主要由国家投资，国家、民航及当地政府对机场建设非常重视和慎重，其决策往往经过严密的论证，预可研/可研评估以及各级主管机构的审批流程等，其物流系统与其他行业相比，相对比较固定，是针对一定设计年份、一定设计规模的复杂系统。此外在冗余性、时效性、处理量、复杂性等方面均有特殊要求。
昆船高级技术专家丁兴的观点与之不谋而合，他进一步对航空物流系统的特殊性进行了详细分析。
首先是时效性。由于服务于航班运营，无论行李、货物的运输还是应急故障维修，都对时效性有很高的要求，因此其自动化物流系统的设计必须充分考虑其峰值流量，不能因峰值流量的产生而导致航班的延误。
其次是可靠性。航班的起降都有计划性，一旦耽误将造成后续一连串的持续延误，给航空公司造成重大损失，因此机场自动化物流系统的设计必须有足够的冗余度，保证在各类故障发生的情况下，系统仍然可以持续的运行。
第三是复杂性。机场的几大类物流系统中，货物规格复杂，形式多样，因此物流系统的规划设计要全面适应复杂性，对物流设备的兼容性提出了很大的挑战。
最后是行业特性。机场作为特殊的行业部门，其货物的管理和搬运有其独特的行业要求，因此物流系统的设计要满足航空业的各类操作管理规范，而不能闭门造车，偏离行业的规定进行设计。
2.主要物流系统与核心设备
由于航空物流服务于包括货运、行李、航食、航材等在内的丰富对象，因此物流系统的分类也非常复杂，如按照不同的作业对象可以分为货站处理系统、包裹邮件分拣系统、行李处理系统、冷库系统等。也可以根据其实现的不同功能分为仓储物流系统和搬运物流系统。据丁兴介绍，仓储物流系统包含的物流设备除了货架、堆垛机、输送机外，还有适应其行业特点的重载型仓储设备，如ETV(ElevatingTransferVehicles，升降式转运车)、TV、重型输送机等;搬运物流系统包含的物流设备则是实现货物在不同作业点之间的转换，重点集中在适应不同货物、不同作业环境的AGV上。这些设备主要应用在货物的存储和搬运环节，用于提升系统的自动化/信息化水平、降低人员的劳动强度、提升空间的利用率和系统的作业效率。中集天达有关负责人则根据流程进一步将设备的分类和功能进行了详细介绍。
一是货物信息自动获取设备，即DWS(DimensionWeightScanningsystem)系统，可以在货物输送过程中自动、高效、准确地获取条码、外形以及重量信息，并直接上传系统。
二是货物安检自动输送设备，主要协助货物出港进入货库时的安检输送，通过安检机和DWS系统获取信息的配合，将异常货物自动导出输出到库外，由安检人员开检，由此提高安检过检效率。
三是过检货物自动搬运设备，通过叉式AGV或潜伏式AGV等将货物转运至存储区或者需组装打板的区域。
四是航空集装器自动转运设备，如ULD(UnitLoadDevice)-AGV，通过ULD-AGV上的动力提取器传动将货物转运至ULD-AGV上，同时设备运行更加灵活，无需轨道铺设。
五是航空集装器自动存储系统，即ETV系统，可自动运行将航空集装器储存到高架存储台或自动转运航空集装器。
航空物流技术创新发展
为适应机场物流的快速发展，满足其在时效性、可靠性、兼容性等方面的需求，在紧密结合航空业自身特性的基础上，物流自动化技术装备正在不断升级发展。包括在工艺规划、技术装备、控制和信息系统层面全面创新，不断提升各类系统的创新性与实用性。
例如，中集天达基于货站智能化、柔性化、信息化趋势，研发出航空货站专用整板运输AGV、散货运输AGV、智能拖车头、DWS系统。其中，承载6.8吨ULD(UnitLoadDevice)的智能AGV配合高速堆垛机与ETV，可以释放货站内平面空间，实现货到人作业;在核心设备ETV方面，更是覆盖从6.8吨到13.6吨，从单轨道双轨，从10尺到16尺、20尺，从人工操作到全自动控制等全系列产品;此外，中集天达还在交叉带分拣机、滑块分拣机、排轮分拣机等产品上进一步升级，满足航空物流快速增长的需求。
范德兰德针对行李输送创新研发出ICS高速传输系统，该系统通过将行李装在托盘里进行运输，相当于把不规则的各类行李的处理界面转换为标准的托盘，极大地提高了效率(单线作业效率达2700件/小时)，而且有效避免了行李脚轮、把手、扎带等夹(卡)在传统输送处理系统上造成系统停滞。同时，该系统还非常有适用于长距离运输。据介绍，目前该系统已经成功应用在深圳机场卫星厅和T3航站楼的长距离运输系统建设中，实现最终行李分拣、行李装运、到港卸载、中转再值机和卸载等功能。
除了技术上不断升级发展外，航空物流系统是一个高度复杂的体系，其后期维护、服务也十分重要。
如昆船公司实施的某机场行李处理系统，其设计年旅客吞吐量超4000万人次，采用了全球领先的TTS托盘分拣技术、AT安检机集中安检技术及RFID行李全流程跟踪技术，整个系统TTS分拣机长度达1.7公里，行李输送线长度超过11公里，系统分布区域纵向跨越机场航站楼的4个楼层共19米，系统复杂程度非常高，且结合机场运营特点，系统每天运行时间超过18小时。
要确保这样一个复杂系统的稳定运行，就需要科学高效地组织好运维服务。为此，该项目中采用了三维技术，结合与摄像头联动，当故障发生时，运维人员在中控室即可快速查看现场情况并判断故障类型，以便快速处理。且因项目较为复杂，虽然在项目交验前已对业主的运维团队进行培训，但在系统投用之初，通常也需要行李系统集成商的运维支持。因此，昆船公司自项目投用起，就在项目地设置驻场维保团队，提供24小时陪伴运行服务，并在项目现场配置完备的备件库，确保在故障报警后30分钟内维保人员赶到故障位置，对故障进行修复。除处理报警故障外，还需按照一定频率对系统设备进行巡检，防患于未然，在此过程中，也进一步对机场的运维团队人员进行实操培训，使其逐渐具备运维能力。
向着智慧化不断升级
随着疫情的稳定和经济的不断发展，同时伴随着航空物流成本的不断下降，航空物流业必然进入高速发展期，未来对物流系统的需求将会越来越强烈。综合行业专家的观点来看，未来机场物流自动化技术的发展趋势主要体现在以下方面。
1.紧密结合客户的业务流程
在行业规定的前提下，寻求物流设备和业务流程的紧密结合和流程优化再造，从而打造真正适用于航空物流业的物流系统。
2.向立体化、柔性化进一步发展
机场物流系统向立体化，柔性化不断向前发展是行业大势所趋。目前，在机场物流技术更新速度快、航空货运物流运营方式不断发展与革新的情况下，要求项目既要能够满足现有需求，也要为将来的发展留有足够的空间，实现柔性可扩展。
3.持续研发，结合新技术实现智能化
设备供应商需要不断提高原有设备的稳定性，同时不断研发新产品，提高软件的智能化，以满足航空货运物流的需求。同时，需要进一步结合物联网、大数据、系统仿真、物流设备等先进技术在航空物流系统中的运用，研究开发适应未来航空物流发展的智能技术，建设智慧型的航空物流枢纽。——论文作者：任芳
相关期刊推荐：《物流科技》杂志1977年创刊，是我国第一本物流期刊。主要面向全国流通、生产、物流设施设备厂商、大专院校、科研院(所)等物流单位。设物流研究、现代物流技术、企业物流、搬运机械、现代物流、供应链、包装与养护、产业物流、电子物流、军事物流、区域物流、国际物流、物流管理、物流商坛、物流案例、物流史坛、产经探索、仓储建筑、新视角、研究与探索等主要栏目。
