国内外物流技术与系统的现状与特点分析.docx
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国内外物流技术与系统的现状与特点分析
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国内外物流技术与系统的现状与特点分析（总20页）
国内外物流技术与系统的现状与特点分析
1世界物流技术行业发展现状
目前，全世界最先进的物流技术与装备还主要集中在欧洲、日本和美国等发达国家或地区。
国际先进的物流技术与设备采用了最新的红外探测技术、激光技术、无线通信技术、编码认址技术、RFID识别技术、PLC控制技术、无接触式供电技术等光机电信息一体化等新技术，大大提高了设备运行速度和定位精度，目前正朝着大型化、节能化、标准化、系统化、智能化和高效化等方向发展。
今后，对物流技术与装备的需求将更倾向于先进物流装备和物流技术集成化的物流系统。
在制造商方面，全球有超过1000家的物流装备厂商活跃在物料装备的制造及服务领域，但能够提供物流系统集成服务的供应商还不多，在全球具有影响力的物流系统集成商只有数十家其中大多为欧洲与日本的企业，如德国的圣菲尔、德马泰克、日本的大福、村田、荷兰的范德兰德等是世界领头羊，跟随其后还有Swisslog、Mecalux、Legris等企业。
在物流软件方面，国际物流软件市场规模在2009年达到62亿美元左右。
全球前五大物流软件企业分别是SAP、Oracle、JDASoftware、Redprairie和ManhattanAssociates。
其中，SAP的销售收入达到亿美元，业务范围涵盖SCP、WMS、MES和TMS；Oracle的销售收入为亿美元，业务范围与SAP大致相当；JDA侧重于SCP和TMS；Redprairie侧重WMS、MES和TMS。
而排名第五的物流解决方案提供商Manhattan的业务范围包括仓储管理、运输管理、分布式订单管理、逆向物流管理和贸易伙伴管理应用软件，以及无线射频标识（RFID）、绩效管理和事件管理等，销售收入近亿美元。
在市场方面，自2005年以来，世界物流技术与装备业市场表现活跃，欧洲是需求增长最迅速的区域，世界其他各国的形势也比较乐观。
同时，全球电子商务的发展进入快车道，电子商务的发展大大促进了对物流配送及现代仓储系统的需求增长，进而推动了物流系统需求和解决方案需求的快速增长。
2我国物流设备发展现状
自20世纪70年代末以来，我国物流设备有了较快的发展，各种物流运输设备数量迅速增长，技术性能日趋现代化，集装箱运输得到了快速发展等。
随着计算机网络技术在物流活动中的应用，先进的物流设备系统不断涌现，我国已具备开发研制大型装卸设备和自动化物流系统的能力。
总体而言，我国物流设备的发展现状体现在以下几个方面：
1.物流设备总体数量迅速增加。
近年来，我国物流产业发展很快，受到各级政府的极大重视，在这种背景下，物流设备的总体数量迅速增加，如运输设备、仓储设备、配送设备、包装设备、搬运装卸设备（如叉车、起重机等）、物流信息设备等；
2.物流设备的自动化水平和信息化程度得到了一定的提高。
以往我们的物流设备基本上是以手工或半机械化为主，工作效率较低。
但是，近年来，物流设备在其自动化水平和信息化程度上有了一定的提高，工作效率得到了较大的提高；
3.基本形成了物流设备生产、销售和消费系统。
以前，经常发生有物流设备需求，但很难找到相应生产企业，或有物流设备生产却因销售系统不完善、需求不足，导致物流设备生产无法持续完成等。
目前，物流设备的生产、销售、消费的系统已经基本形成，国内拥有一批物流设备的专业生产厂家、物流设备销售的专业公司和一批物流设备的消费群体，使得物流设备能够在生产、销售、消费的系统中逐步得到改进和发展；
4.物流设备在物流的各个环节都得到了一定的应用。
目前，无论是在生产企业的生产、仓储，流通过程的运输、配送，物流中心的包装加工、搬运装卸，物流设备都得到了一定的应用；
5.专业化的新型物流设备和新技术物流设备不断涌现。
随着物流各环节分工的不断细化，随着满足顾客需要为宗旨的物流服务需求增加，新型的物流设备和新技术物流设备不断涌现。
这些设备多是专门为某一物流环节的物流作业，某一专门商品、某一专门顾客提供的设备，其专业化程度很高。
3主要技术与设备应用现状
自动化立体仓库
基本概念
自动化立体仓库又称自动仓储、高架仓库、自动存储/自动检索系统（AutomatedStorage/RetrievalSystem，AS/RS），它是新型仓储技术，在物料搬运、仓储科学中是一门综合的科学技术工程。
用高层立体货架和托盘系统来存储货品，以先进的自动控制设备堆垛机为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，组成高效率物流，大容量的、科学的存储，来适应现代化的大生产、仓储的需求和物资交流等。
AS/RS的使用不仅提高了物流速度，更重要的是大大提高了仓储管理、物资
调动和作业的准确率，实现了从传统的“静态存储”到今天的“动态存储”。
实践已经充分证明，使用AS/RS系统能够带来很大的社会效益和经济效益。
主要是因为以下原因：
数据库可以存储大量的管理信息，仓储监控调度系统能够自动控制设备连续作业，并且能够利用逻辑判断来选择货物存储的合理货位，调度堆垛机、小车等选择最优路径，保证了仓储系统执行的高效率。
自动化立体仓库使用高层货架，它能充分利用仓库的地面和空间，使得物品存储区可以延伸到高空，使得空间利用率得以很大的提高。
立体仓库单位面积的存储量是普通仓库的5一10倍，采用高层货架储存并结合计算机管理，可以很容易地实现先入先出（FirstInFirstOut，
简称FIFO）原则。
AS/RS使用机械和自动化设备，使得作业的执行和处理速度很快，这样不仅降低了操作人员的劳动强度以及企业的劳动成本，而且提高了劳动生产率。
同时让企业的整个物流更趋于合理化。
计算机能够准确无误地对各种信息进行存储和管理，能减少物品存取和信息处理中的错误。
同时利用计算机管理便于物品清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。
技术应用
目前，世界上最高的立体仓库高度已达50米。
立体仓库单位面积的储存量可达m2，是普通仓库的5~10倍。
2012年，国内建成的自动化立体库近130多座，共生产了580多台不同规格型号的有轨巷道堆垛机产品，自动化立体库的累积总产值超过58亿元人民币。
截至2012年底，全国累计建成的自动化立体库接近1300座，在役的自动化立体库超过1200座。
目前建设的自动化立体库规模越来越大，平均货位数在l万个左右，高度均在20米以上，系统更加复杂，设备数量越来越多，应用领域也越来越广。
自动化仓库的类型将向多品种发展。
目前，我国设计、制造的自动化仓库几乎全部是分离式自动化仓库和托盘单元式自动化仓库。
但大型、高层的自动化仓库，国外为降低成本，往往采用整体或自动仓库，如：
1998年日本整体式自动仓库年建72座（占总量的9％），但其产值达亿日元（占总产值的51％）。
此外，适用于家电、医药、电子等行业的箱盒单元大自动仓库必将有广阔的应用前景，如：
1990年日本建箱盒单元式自动仓库316座（占总量的18％），年增长率达157％。
（数据引自：
中国物流产品网）我国有必要予以开发、推广。
发展趋势
1.自动化程度不断提高
随着射频技术、扫描技术、条形码技术的开发，在数据信息扫描收集领域得到广泛的应用，计算机管理设备集成系统可以应用到仓库堆垛机、AGV小车等物流设备中，柔性的物流工具在仓储过程中发挥着日益重要的作用。
2.实时结合现代工业工艺流程
随着经济以及科技和工业生产的发展，企业对仓库提出更高的要求，企业柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystems）、计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystems）和工厂自动化技术（FactoryAutomation）等将要求仓储技术必须具有可靠性和实时性的特质，并且仓储物流必须并行于信息物流，实现管理信息化。
3.货物存储种类增加
能实现多种货物共同存储的多元化仓库已经出现，而且开发了具有针对性的关于某一类货物特性的仓库系统。
4.人工智能化将不断提高
自动化立体仓库的智能物流化阶段的核心是人工智能化技术，当生产计划下达后由电子计算机管理系统进行物料和人力需求分析，如果物料和人力资源不足，将根据实际情况做出修改计划，并提供所能完成任务额度，能实时查看订货单和购货单，对物流过程有一个完整的规划和实施。
人工智能系统将推动自动化仓库技术向更高的领域迈进。
5.提高仓库运转设备质量，确保仓库安全性，降低噪声污染
仓库自动控制与信息传输中所采用元器件需有高等级的质量保证；仓库建立过程中应考虑到完善的消防系统和防火抗高温材料以及开发新的搬运设备减少仓库噪音污染。
我国发展自动化立体仓库存在的问题
1.对自动化立体仓库的认识不足
目前我国的自动化仓储产业处于一个转型的发展阶段，存在着现代仓储与传统仓储并存的局面，且管理水平较低，有许多问题有待于解决。
在物流过程中自动化立体仓库占用的成本和时间较大是非常重要的环节。
提高现代化物流的管理水平从仓储管理角度入手，可起到事半功倍的效果。
根据我国自动化仓储管理目前所存在的问题，仓储管理水平的应提高有效利用仓储空间和将中心业务的工作流程优化作为重要的因素。
我国很多物流业把自动化立体仓库仅仅看作成一种储存的手段，是提高物流企业物料的供应、存储货品的一种管理方式，对自动化仓储管理的本质作用并无明确的认识。
从生产到消费的整个过程中，许多物流业仅从自身的业务视角范围内看待自身的自动化仓库，缺乏从整个供应链上全方面上看待问题的视角。
自动化仓储与上游、下游管理同步发展的协调度不够，物流企业对自动化仓库管理的目标和需求了解不够。
2.自动化立体仓库的服务观念没转变
物流业正处于转型的发展阶段，虽在自动化立体仓库方面给予了一定的重视，且积累一定市场经验，但还没有真正的把“全方面的为客户服务”管理理念执行的恰到好处。
自动化立体仓库是物流业的核心竞争力组成因素之一的事实也没引起足够高的重视，整体规划理念较为缺乏且有效的管理方式不足，并没发掘出其在整个物流界乃至全球供应链中的增值作用。
大多数物流企业的自动化仓储管理方式仍在使用一刀切，对于客户不同的要求和不同的仓库服务需求仍用相同的服务方式。
自动化仓储服务管理策略和服务管理手段较为单一，仓库的有效空间没充分利用，立体仓库的空间极大浪费，影响整个服务市场的质量和水平。
实际上，立体仓库存储空间应以现有的设施设备为基础，要充分考虑到市场形势、商品特性、季节、竞争对手等情况，要以客户的实际需求量和价值的体现作为出发点，并依据已制定的充分利用仓库空间的计划，满足用户需求的前提条件下，实现空间利用最大化。
3.自动化立体仓库管理方式较为落后我国物流企业内部无缝衔接未实现，导致了市场客户所面对的不是运行流畅的物流服务，而是衔接失调的不同服务环节：
缺乏一套完整的管理方法与之配套、行之有效的自动化立体仓库管理系统；目前有的物流企业连基本的仓库自动化还没实现，可想而知更别说提供高级自动化操作系统。
自动化立体仓库的现代化操作管理为物流企业管理提供了众多方便之处，且提高了整个仓储管理工作效率，是立体仓库管理的大势所趋。
然而目前许多企业单纯的追求自动化的操作，虽然投资建设大量的自动化仓库并引进高级的设备，却忽视了技术与操作的有机结合的效果，实际操作过程中也缺乏运用改革性的措施。
立体仓库空间的货位管理操作提出一种新的存储方式，立体仓库管理中心的业务流程也需结合现代化信息技术来进行相应的研究和改进，这样才能把基础环节所研究的先行指导作用有效的发挥出来。
4.对自动化立体仓库的基础环节缺乏研究
由于对自动化仓储成本、最低库存水平、市场满意程度、时间消耗等因素详细计算方法缺乏管理，目前的自动化仓立体仓库是粗放型，基础环节上缺乏实践性、科学性。
实际上，大型国际跨国物流公司的自动化立体仓库对它的基础环节：
如空间布置、硬件标准、操作流程、成本管理等方面极为重视。
一些国际的物流企业，甚至成立了专门的研发机构对基础的部分进行研究，然后再逐步上升到战略的高度。
然而，我国的自动化立体仓库却缺乏连续性和系统性，与实际需求具有很大的差距。
5.自动化立体仓库信息技术的利用程度弱
全球中物流企业的信息技术是现代物流作业的重要支柱，是物流企业进行实时跟踪服务、个性化服务、网络服务的基础。
目前我国物流公司的信息化整体水平较差，物流企业的信息系统也不够完善，对于自动化立体仓库的推动没有充分发挥到新技术作用；还有我国的物流企业对于新技术应用缺乏前瞻性，且对于市场上出现的新型技术不够敏感，信息技术的运用方面也存在着很大的不足。
总而言之，随着货品量的剧增导致出入库频率的增加，物流发展的粗放型模式已严重影响现代物流的正常发展水平。
对基础环节实施改造，运用现在已有的设施和设备，结合现代化的信息技术，实现现代化物流仓库管理的更进一步的发展是当前发展的必然趋势，也是提高自动化立体仓库管理化水平的必由之路。
分拣系统
基本概念
分拣系统是依据顾客订货要求或配送中心的送货计划，将商品从储位或其他区域中迅速、准确地拣出，并按照一定方式进行分类、集中，等待配装送货的一种作业系统。
传统的分拣作业是完全通过人工分拣达到拣货的目的，即通过人工搜索、搬运货物来完成货物的提取。
这种人工分拣系统，其日常书面文件的制作和查找、人工搬运等浪费了巨大的人力物力，作业效率低下，显然无法满足现代化物流配送对速度和准确性的要求。
随着科学技术的飞速发展，分拣系统中开始运用各种各样的自动化机械设备，计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。
虽然在多数的分拣系统中，某些作业环节还需要有人工的参与，但作业强度已越来越小，完全由机械完成分拣作业的自动分拣系统也应运而生。
现代分拣系统的发展趋势已逐步向自动化、机械化、智能化演变。
在如今的物流配送过程中，科技的革新与应用已经成为提高作业效率和质量的技术保证。
现代化的分拣系统逐渐成为物流机械化系统、信息系统以及管理组织系统的有机组合。
物流机械化系统主要是各种物流设备的有效组合和配臵，信息系统是分拣信息和控制信息等流动的载体，管理组织系统负责设备、人员的调度，控制系统总体的运作模式。
计算机控制技术、信息技术以及物流自动化机械成为现代分拣系统的重要组成部分。
国内外分拣模式比较
通过研究国内外分拣系统应用情况时可以发现，国外的物流配送中心倾向于采用自动化程度很高的分拣系统。
而在我国，由于物流业现代化起步晚，分拣系统中人工作业的比例依然很高。
国外的物流企业有很多是国家GDP的支柱，譬如邻国日本，国家本土面积狭小，资源稀少，基本上全靠进口。
进口原材料经过国内生产加工再由物流运往国外，这就对物流分拣的要求很高，同时每天大货量的货物吞吐也为物流的发展提供了良好的经济环境，从而造就了日本高自动化、高智能化的物流分拣系统。
而反观国内，虽然我们有东南沿海诸如上海、广州之类大型外贸城市，但我国的物流行业在国内经济的地位一直被钢铁、冶炼的行业占据，近几年国务院虽出台了部分支持物流发展的政策，但国内的物流业依然处于一个弱势地位，智能化的分拣系统在国内很难见到踪影，除了邮政和顺丰之类这样的物流业巨头外，其他的物流企业依然处于人工化的分拣模式，没有政府的资金支持，物流行业的发展速度将极大地受到限制。
1.国内倾向于人工的分拣模式
与全球物流行业分拣系统应用相比，我国的物流行业在分拣系统应用和技术方面相对发达国家还是很落后的，国内企业应用人工操作仍比较普遍，能使用自动化分拣系统更是寥寥无几，总的来说，我国分拣系统的应用呈现出集约化程度低、自动化系统和设备应用范围不广泛的特点。
目前国内物流分拣与国际巨头相比存在着普遍的问题：
内场分拣操作主要靠人工，分拣效率低，劳动强度大，节假日爆仓导致分拨线路严重堵塞。
随着人口红利的逐渐减弱，电子商务特别是未来几年传统企业商务市场的逐渐展开和发展，物流分拣越来越难以满足市场高速发展的需求。
而国内由于收费公路、高油价等因素导致我们无法像欧美一样建立少数几个甚至是全国1-2个的大型集中分拣中心，我国目前的政治环境只能采用多级多次分散分拣模式。
2.国外倾向于自动化的分拣模式
国外发达国家在物流领域起步比我们早，政府重视和支持物流行业发展，其中以美国和日本较强，在分拣方面已基本实现了自动化，达到分拣作业无人化的阶段。
自动分拣系统是一种将计算机网络与传送机器联结而成的，可极大地提高分拣速度和质量的分拣模式，它是根据邮局分拣的经验研究设臵出来的，能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率极低，且大量的节省人力，减少人力的投入，这也满足了国外企业对人力成本的控制要求。
自动分拣系统配备的员工只需要在进货时的接货、系统的控制、系统的经营、管理与维护等方面进行日常的操作即可，整个分拣环节也不需要太多人力的参与，全程实现机器智能化，减少因人为因素造成的分拣失误。
目前在日本和美国以及部分欧洲国家，自动化的分拣系统已应用到生产经营的各个环节，并且在技术和管理上都有很大的革新。
在整个国外物流领域，由于自动分拣系统简便快捷，很多企业纷纷开始应用。
比如日本的资生堂，花王，大木等株式会社之类的医药行业和化妆品行业，都已大范围的使用自动分拣机。
由于自动分拣机的分拣速度高达6,000-12,000箱每小时，在日本和欧洲得到广泛应用：
日本的连锁商业和宅急便都已普遍地使用自动分拣机。
自动分拣机在物流行业发达的美国、日本国家得到极大地青睐，他们国家的物流企业每天的货物流转量都在上万件左右，有的大型物流企业更多，在这中大批量的拣选货物的物流企业运用人工几乎是完不成每天的工作量。
主要分拣设备
1.堆块式分拣系统（Pusher sorting system）
堆块式分拣机由链板式输送机和具有独特形状的滑块在链板间左右滑动进行商品分拣的推块等组成。
推块式分拣系统是由推块式分拣机，供件机，分流机，信息采集系统，控制系统、网络系统等组成。
具有以下特点：
1）可适应不同大小、重量、形状的各种不同商品；
2）分拣时轻柔、准确；
3）可向左、右两侧分拣，占地空间小；
4）分拣时所需商品间隙小，分拣能力高达18000个/时；
5）机身长，最长达110米，出口多。
2.交叉带式分拣系统（Carbel Sorting）
由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车（简称“小车”）联接在一起，当“小车”移动到所规定的分拣位置时，转动皮带，完成把商品分拣送出的任务。
因为主驱动带式输送机与“小车”上的带式输送机呈交叉状，故称交叉带式分拣机。
具有以下特点：
1）适宜于分拣各类小件商品，如食品、化妆品、衣物等；
2）分拣出口多，可左右两侧分拣；
3）分拣能力，一般达6000~7700个/时；
4）注：
大型交叉带式分拣系统一般应用于机场行李分拣和安检系统。
3.斜导轮式分拣机（Line shaft Diverter）
当转动着的斜导轮，在平行排列的主窄幅皮带间隙中浮上、下降时，达到商品的分拣目的。
具有以下特点：
1）对商品冲击力小，分拣轻柔；
2）分拣快速准确；
3）适应各类商品，只要是硬纸箱、塑料箱等平底面商品；
4）分拣出口数量多。
4.轨道台车式分拣机（Pallet sorting system）
被分拣的物品放置在沿轨道运行的小车托盘上，当到达分拣口时，台车托盘倾斜30度，物品被分拣到指定的目的地。
具有以下特点：
1）可三维立体布局，适应作业工程需要;
2）可靠耐用，易维修保养；
3）适用于大批量产品的分拣，如报纸捆，米袋等。
5.摇臂式分拣机（Swing Arm Diverter）
被分拣的物品放置在钢带式或链板式输送机上，当到达分拣口时，摇臂转动，物品沿摇臂杆斜面滑到指定的目的地。
具有结构简单、价格较低的特点。
皮带输送机
基本概念
带式输送机是煤矿最理想的高效连接运输设备它与其它运输设备如机车类相比不仅具有长距离大运量连续输送等优点而且运行可靠易于实现自动化集中化控制特别是对高产高效矿井带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备随着我国高产高效矿井的出现原有的带式输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足高产高效的要求必须向长距离高带速大运量大功率的大型化方向发展目前国外带式输送机的主参数已达到运距L=，运量Q=37500t/h，带速V=6~15m/s，带宽B4m，比国内要大得多运行性能尤其是工作可靠性更要好得多。
国外皮带输送机技术的现状
国外皮带输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：
一方面是皮带输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状皮带输送机、空间转弯皮带输送机等各种机型；另一方面是皮带输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型皮带输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了皮带输送机动态分析与监控技术，提高了皮带输送机的运行性能和可靠性。
目前，在煤矿井下使用的皮带输送机已达到表1所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：
1）设备大型化。
其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产300~500万t以上高产高效集约化生产的需要。
2）应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。
3）采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。
4）新型、高可靠性关键元部件技术。
如包含CST等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。
如英国FSW生产的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面顺槽皮带输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达3000t/h以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的S500E）配套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。
国内皮带输送机技术的现状
国生产制造的皮带输送机的品种、类型较多。
在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，皮带输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离皮带输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。
如大倾角长距离皮带输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩皮带输送机等均填补了国内空白，并对皮带输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。
国内外皮带输送机技术的差距
1.大型皮带输送机的关键核心技术上的差距
1）皮带输送机动态分析与监测技术
长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。
目前我国用刚性理论来分析研究皮带输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。
实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。
已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数n=5～6），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。
2）可靠的可控软起动技术与功率均衡技术
长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。
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