叉車行業(yè)供應(yīng)鏈的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與未來發(fā)展

摘 要：當(dāng)今，經(jīng)濟(jì)全球化已成為一種趨勢，現(xiàn)代物流已成為發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家貨物全球化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)化配銷的一項(xiàng)重要增值服務(wù)，叉車是目前物流領(lǐng)域廣泛使用的一種裝備，已經(jīng)成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的重要組成部分，是物料搬運(yùn)設(shè)備中的主力軍，是機(jī)械化裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸?shù)母咝гO(shè)備，在物流系統(tǒng)的運(yùn)作過程中發(fā)揮著重要作用。廣泛應(yīng)用于港口、車站、機(jī)場、貨場、工廠車間、倉庫、流通中心和配送中心等，并可進(jìn)入船艙、車廂和集裝箱內(nèi)，進(jìn)行成件、成包裝件或成托盤貨物的裝卸、搬運(yùn)、堆碼、拆垛和短距離運(yùn)輸?shù)裙ぷ?，?jié)約大量勞動力，提高工作效率，而隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，物流中不斷涌現(xiàn)的新需要，叉車也在隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代物流 鋰電叉車 人機(jī)工程學(xué) 無人駕駛

叉車是指可由司機(jī)直接操縱（含遙控），通過門架和貨叉將載荷起升到一定高度進(jìn)行作業(yè)的自行式車輛，包括平衡重式叉車、前移式叉車、側(cè)面式叉車、插腿式叉車、托盤堆垛車和三向堆垛式叉車等六大類。在現(xiàn)代工業(yè)和物流領(lǐng)域中，叉車作為一種重要的物流搬運(yùn)設(shè)備，發(fā)揮著不可或缺的作用。隨著科技的不斷進(jìn)步和社會需求的持續(xù)變化，叉車的未來發(fā)展趨勢也呈現(xiàn)出諸多值得關(guān)注的方向。

1 電動化和鋰電化

隨著環(huán)保意識的提高，電動叉車因其零排放、低噪音和低能耗的優(yōu)勢，在叉車市場中占據(jù)越來越大的份額，以2024年1-2月的出口叉車銷售情況為例，中國出口叉車45.7萬臺，其中電動叉車出口10.5萬臺，同比增長28.9%，占叉車出口數(shù)量的23%，是出口增速最快的叉車品類。隨著環(huán)保意識的提高和環(huán)保政策的收緊，越來越多的國家和地區(qū)開始限制或禁止傳統(tǒng)內(nèi)燃叉車的銷售和使用，這進(jìn)一步推動了電動叉車市場的發(fā)展。

從19世紀(jì)開始，鉛酸電池就開始在電動叉車上應(yīng)用，它具備安全可靠、成本低、維護(hù)便捷的優(yōu)點(diǎn)，一度是電動叉車中的主要動力來源，但是化學(xué)特性使其無法有效解決能量密度低、重量大、充電時(shí)間長、循環(huán)壽命短等缺點(diǎn)，且報(bào)廢的鉛酸電池如果不妥善處理，其污染風(fēng)險(xiǎn)性也極高，在這樣的背景下，人們不斷地研究改進(jìn)，開發(fā)新技術(shù)，鋰電池應(yīng)運(yùn)而生。

鋰電池相比傳統(tǒng)鉛酸電池具有重量輕、容量高、壽命長等顯著優(yōu)勢。這些優(yōu)勢使得鋰電池叉車在性能和使用壽命上更具競爭力。隨著鋰電池技術(shù)的不斷進(jìn)步，其充放電技術(shù)、控制技術(shù)等方面的創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)如今的高壓鋰電叉車已經(jīng)可以做到充電一小時(shí)，作業(yè)五小時(shí)的壯舉，大幅度地縮減了充電時(shí)長，減少等待時(shí)間，更好地提升工作效率，同時(shí)，充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善也為鋰電池叉車的普及提供了有力支持。

以3噸平衡重式叉車為例，鋰電叉車一個(gè)班次的能耗費(fèi)用大概為40元，而柴油叉車的一個(gè)班次的能耗費(fèi)用大概為280元，費(fèi)用相差有7倍之多，以一年計(jì)，使用鋰電叉車每年節(jié)約能耗成本6萬元左右，雖然鋰電叉車的單價(jià)約為燃油叉車的兩倍，但使用一年下來便可抵消與柴油叉車的購買價(jià)差，長期使用將帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益，而且柴油叉車需要定期維護(hù)，柴油還需要不定期地采購儲存，無形中又增加了不少成本，而鋰電叉車卻是免維護(hù)的，安裝了配套的充電樁后，可以隨時(shí)充電，隨時(shí)作業(yè)，方便快捷，成本低廉，且柴油叉車每年的碳排放量為6883.2kg，而鋰電叉車碳排放為零，每輛叉車每年減碳約6883.2kg，為環(huán)保做貢獻(xiàn)。

由此可以看出，電動叉車不僅提高了叉車的性能和使用效率，還降低了能耗成本和維護(hù)費(fèi)用，帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷擴(kuò)大，叉車電動化和鋰電化將在未來得到更廣泛地應(yīng)用和發(fā)展。

2 智能化和自動化

智能化叉車是指結(jié)合條碼技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，形成現(xiàn)場作業(yè)系統(tǒng)，將企業(yè)管理系統(tǒng)延伸到作業(yè)人員的手機(jī)中或叉車上，使其工作更方便、系統(tǒng)更智能。智能化叉車的核心在于車載終端，它具有以下優(yōu)勢：

（1）提高工作效率：智能化叉車可以實(shí)現(xiàn)自動作業(yè)、自動導(dǎo)航、自動裝卸等功能，減少了人工操作對工作效率的影響，提高了工作效率。

（2）提高安全性能：通過智能化控制，叉車的運(yùn)行過程可以被精準(zhǔn)控制，避免了傳統(tǒng)叉車存在的操作不當(dāng)、操作誤差等安全隱患，提高了叉車的運(yùn)行安全性能。

（3）降低能耗：通過對叉車電機(jī)控制的優(yōu)化，可以有效地降低叉車的能耗，使其更加節(jié)能環(huán)保。

智能化叉車的應(yīng)用場景廣泛，包括自動化倉儲、物流分揀、廠內(nèi)物流等領(lǐng)域。在自動化倉儲中，智能化叉車可以實(shí)現(xiàn)倉庫內(nèi)貨物的自動入庫、出庫、碼垛等操作，提高了倉儲效率、降低了人力成本。在物流分揀中，智能化叉車可以通過圖像識別、RFID等技術(shù)，使分揀更加高效、準(zhǔn)確。在廠內(nèi)物流中，智能化叉車可以實(shí)現(xiàn)完全自主運(yùn)行，減少了人力參與，降本增效。

自動化叉車是指在傳統(tǒng)叉車的基礎(chǔ)上，通過引入自動化控制系統(tǒng)和傳感器等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)叉車的自動化操作。自動化叉車的發(fā)展歷程經(jīng)歷了從機(jī)械式控制到液壓式、電氣式、電子式控制，再到當(dāng)前的數(shù)字化控制。隨著數(shù)字化控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，自動化叉車也得到了廣泛應(yīng)用。

自動化叉車的優(yōu)勢在于可以實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)，減少了人力操作，提高了工作效率和安全性。同時(shí)，自動化叉車還可以實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備和系統(tǒng)的連接，實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享和遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步提高了工作效率和準(zhǔn)確性。

總結(jié)來說，叉車的智能化和自動化是叉車技術(shù)發(fā)展的重要方向。智能化叉車通過引入先進(jìn)的信息技術(shù)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了叉車操作的高效率、安全性和環(huán)保性；而自動化叉車則通過引入自動化控制系統(tǒng)和傳感器等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了叉車的自動化操作，提高了工作效率和安全性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，叉車的智能化和自動化將在未來發(fā)揮更加重要的作用。

3 人性化設(shè)計(jì)

結(jié)合近十年叉車相關(guān)事故的案例進(jìn)行分析，大部分的事故的原因都與人為因素密切相關(guān)，而因?yàn)椴孳嚥僮鲉T長時(shí)間工作而造成疲勞作業(yè)、意識模糊，反應(yīng)變慢占據(jù)了人為因素的很大一部分，那么如何提升叉車操作員輕松舒適、安全高效的作業(yè)逐漸成了叉車相關(guān)從業(yè)者重點(diǎn)關(guān)注的方向，尤其是叉車人性化設(shè)計(jì)，從根本上考慮叉車操作員的直接作業(yè)感受，逐漸成為行業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)。

以下是叉車人性化設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵方面：

（1）駕駛室設(shè)計(jì)：座椅符合人體工程學(xué)原理，確保操作員在長時(shí)間的操作中不會感到腰酸背痛，從而引起操作姿態(tài)變形。護(hù)頂架設(shè)計(jì)科學(xué)合理，在保證足夠強(qiáng)度的同時(shí)，為操作員提供良好的視野，充分觀察周邊的環(huán)境，以便做出最佳操作選擇。操作桿舒適度高，提供足夠的空間讓操作員操作，并且在作業(yè)過程中能保持舒適的姿勢。方向盤配備良好的智能輔助系統(tǒng)，能夠輕松自如完成轉(zhuǎn)向作業(yè)的同時(shí)，也應(yīng)該避免在高速行進(jìn)中急轉(zhuǎn)彎，防止叉車側(cè)翻，配備必要的安全防護(hù)設(shè)施，如安全帽、安全帶等，以保障操作員的安全。

（2）操作界面和控制器：操作界面簡潔明了，使操作員能夠迅速理解并操作。顯示裝置能夠及時(shí)準(zhǔn)確地反饋車輛的狀態(tài)，如載重量、車速、電量、故障代碼等關(guān)鍵信息，而對于需要高位作業(yè)的叉車，在視野受限的情況下，提供實(shí)時(shí)的作業(yè)影像顯示，使操作員能對叉車的整體情況有個(gè)明晰的了解，以便做出最佳的作業(yè)判斷，確保操作員能夠輕松、準(zhǔn)確地控制叉車。

（3）尺寸和載重能力：叉車的尺寸設(shè)計(jì)合理，便于在倉庫、工廠等環(huán)境中靈活操作。載重能力根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定，確保叉車能夠穩(wěn)定、安全地搬運(yùn)貨物。

（4）安全性能：配備先進(jìn)的防撞系統(tǒng)，通過可視化預(yù)警和警告功能減少碰撞事故的可能性?？紤]自適應(yīng)駕駛行為，適應(yīng)不同操作員的操作風(fēng)格和習(xí)慣，提高操作的安全性和準(zhǔn)確性。配備數(shù)據(jù)記錄和分析功能，幫助用戶評估操作員行為和系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題并進(jìn)行修復(fù)。

（5）維護(hù)和升級：設(shè)計(jì)具有良好的可維護(hù)性和易升級性，方便用戶快速檢測和解決系統(tǒng)問題。易于維護(hù)和升級的設(shè)計(jì)可以減少系統(tǒng)的故障率和維護(hù)成本，延長叉車的使用壽命。

（6）多語言支持：在國際化的應(yīng)用環(huán)境中，支持多語言和多種語音提示，以滿足不同語言使用者的需求。

根據(jù)實(shí)際的作業(yè)情況，科學(xué)合理地進(jìn)行叉車的人性化設(shè)計(jì)，幫助操作員輕松高效地完成作業(yè)，排預(yù)防疲勞作業(yè)，解除潛在隱患，為企業(yè)節(jié)省人力物力并降低物流成本。

4 人機(jī)協(xié)同和高效化

叉車的人機(jī)協(xié)同和高效化是叉車技術(shù)發(fā)展的重要方向，它們通過優(yōu)化人與叉車之間的交互和協(xié)作，以及提升叉車的操作效率和性能，實(shí)現(xiàn)了物流運(yùn)輸?shù)母咝屎透统杀?。以下是關(guān)于叉車人機(jī)協(xié)同和高效化的詳細(xì)分析：

（1）信息交互與配合：叉車人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)涉及叉車操作員與叉車設(shè)備之間的信息交互與配合。通過引入智能識別技術(shù)，如計(jì)算機(jī)視覺和傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的智能感知，提高信息交互效率。操作員可以借助視覺輔助系統(tǒng)獲取實(shí)時(shí)環(huán)境信息，減少信息傳遞不準(zhǔn)確和效率低下的問題。

（2）操作員培訓(xùn)與技能提升：加強(qiáng)叉車操作員的培訓(xùn)，提高其操作技能和反應(yīng)能力。培訓(xùn)內(nèi)容可以包括靈活應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境的策略和技巧，以及使用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的能力。這有助于操作員更快地適應(yīng)新技術(shù)和工作環(huán)境，提高工作效率。

（3）人機(jī)協(xié)同控制算法優(yōu)化：利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，不斷優(yōu)化人機(jī)協(xié)同控制算法。通過大數(shù)據(jù)分析，幫助操作員做出更快速準(zhǔn)確的決策，提高操作員的工作效率。同時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控操作員的工作狀態(tài)和安全行為，及時(shí)提醒和糾正潛在的危險(xiǎn)行為。

（4）貨架布置與貨物搬運(yùn)優(yōu)化：合理的貨架布置和貨物搬運(yùn)方式可以顯著提高叉車的工作效率。貨架的布置應(yīng)考慮到貨物的種類、重量、尺寸等因素，靈活設(shè)置不同高度的貨架，以便于叉車工作的方便和安全。同時(shí)，采用合理的托盤等工具，讓貨物可以便于叉車搬運(yùn)，減少搬運(yùn)次數(shù)，提高效率。

（5）叉車管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)共享：叉車管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)和設(shè)備的無縫協(xié)同工作，提高運(yùn)輸和裝卸的效率。系統(tǒng)可以與操作員實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同工作，提供工作指引、實(shí)時(shí)監(jiān)控和警示信息。同時(shí)，通過與其他系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和挖掘，可以發(fā)現(xiàn)潛在的問題和機(jī)會，提供決策支持，并改進(jìn)物流運(yùn)營。

綜上所述，叉車的人機(jī)協(xié)同和高效化通過優(yōu)化人與叉車之間的交互和協(xié)作，以及提升叉車的操作效率和性能，實(shí)現(xiàn)了物流運(yùn)輸?shù)母咝屎透统杀尽＿@不僅有助于提升企業(yè)的競爭力，也為物流行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

5 安全性提升

叉車的安全性提升是叉車設(shè)計(jì)和使用過程中不可或缺的一部分，它涉及多個(gè)方面的改進(jìn)和創(chuàng)新。以下是對叉車安全性提升的分點(diǎn)表示和歸納：

叉車主動安全技術(shù)：叉車主動安全技術(shù)通過集成傳感器和控制器，實(shí)現(xiàn)對叉車行走及工作裝置操作控制的智能化，保證駕駛者的安全。例如，豐田叉車的主動穩(wěn)定系統(tǒng)SAS、科朗叉車的Accessl23綜合控制系統(tǒng)和Intrinsic stability system內(nèi)S安全穩(wěn)定系統(tǒng)等。

轉(zhuǎn)彎自動減速技術(shù)：叉車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，該技術(shù)能自動降低車速，防止因速度過快導(dǎo)致的側(cè)翻事故。

高貨位門架前傾角度控制技術(shù)：在高貨位作業(yè)時(shí)，該技術(shù)能確保門架前傾角度在安全范圍內(nèi)，防止貨物傾倒。

車速與方向盤扭矩關(guān)聯(lián)系統(tǒng)：通過關(guān)聯(lián)車速和方向盤扭矩，防止操作員在高速下急轉(zhuǎn)彎，降低側(cè)翻風(fēng)險(xiǎn)。

UWB叉車防撞預(yù)警系統(tǒng)：通過佩戴腕帶電子標(biāo)簽或電子工牌的工作人員與安裝防撞報(bào)警燈的叉車之間的通信，實(shí)現(xiàn)人車接近時(shí)的聲光報(bào)警，降低人車相撞的風(fēng)險(xiǎn)。

3D攝像頭和雷達(dá)傳感器：這些設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)獲取叉車周圍物體的三維形狀和位置信息，探測物體的距離和速度等關(guān)鍵參數(shù)，預(yù)測潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)并提供實(shí)時(shí)警報(bào)。

叉車通過一系列的技術(shù)創(chuàng)新，主動或被動的安全系統(tǒng)應(yīng)用，進(jìn)一步提升叉車在作業(yè)期間的安全性，預(yù)防潛在事故的發(fā)生。

6 無人駕駛

隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，越來越多的高新技術(shù)逐步成熟，加之人工費(fèi)用的持續(xù)上升，越來越多叉車無人駕駛的課題開始逐步走向大眾視野，它不僅可以避免人為因素的失誤，也可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷工作，無需人工干預(yù)，大大提高了工作效率。例如，在SMT行業(yè)應(yīng)用無人駕駛叉車實(shí)現(xiàn)上下料及來回運(yùn)輸工作，可以縮短人工換料時(shí)間，提前做好物料準(zhǔn)備，保障流水線的流暢性。

無人駕駛叉車的基本原理是利用各種傳感器進(jìn)行環(huán)境感知，包括3D激光、視覺攝像頭、慣性測量單元和全球定位系統(tǒng)（GPS）等，構(gòu)建三維空間環(huán)境模型。通過高精度導(dǎo)航與定位技術(shù)，如激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航等，實(shí)現(xiàn)無人駕駛叉車的自主導(dǎo)航和精確定位。

無人駕駛叉車目前已廣泛應(yīng)用于智能倉庫物流、物流場地、生產(chǎn)制造業(yè)、零售行業(yè)、港口物流管理等多個(gè)領(lǐng)域。在這些場景中，無人駕駛叉車可以自主進(jìn)行貨物搬運(yùn)、堆垛、分揀、裝卸等操作，大大提高了物流效率和準(zhǔn)確性。

未來無人駕駛叉車將更加注重成套化和系統(tǒng)化，與MES、ERP、RFID等其他系統(tǒng)無縫對接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)流程的智能化管理。大型化和高速化也是未來的發(fā)展趨勢，設(shè)備的能力和規(guī)模將不斷擴(kuò)大，運(yùn)轉(zhuǎn)速度也將大幅提升。實(shí)用化和輕型化將確保無人叉車在復(fù)雜場景下易于操作、維護(hù)，并具有高安全性、環(huán)保性和可靠性。專用化和標(biāo)準(zhǔn)化將促進(jìn)無人叉車種類的多樣化，滿足市場不斷變化的需求。

隨著無人駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，無人駕駛叉車將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，市場前景廣闊。預(yù)計(jì)未來無人駕駛叉車市場規(guī)模將持續(xù)增長，成為物流和制造業(yè)領(lǐng)域的重要設(shè)備之一。

7 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和持續(xù)進(jìn)步，越來越多的高新技術(shù)都將在叉車的未來發(fā)展中得到應(yīng)用，在電動化、智能化、人機(jī)交互上都會有更加長足的進(jìn)步，而人機(jī)工程也會越來越為操作者考慮，以適用各種作業(yè)環(huán)境和作業(yè)需要，為操作者提供安全高效便捷的作業(yè)助力，甚至在一些特定的環(huán)境下，直接可以做到無人駕駛，節(jié)約人力成本，提升安全性、環(huán)保性和可靠性，也正是因?yàn)檫@些方面的持續(xù)發(fā)展，反向推動叉車行業(yè)的創(chuàng)新與進(jìn)步，明顯提升的叉車的高效安全，為物流行業(yè)的發(fā)展提供更好的服務(wù)和支持。

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