CADCAE在混凝土搅拌运输车拌筒及叶片设计中的应用.doc

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1、目 录 目目 录录.I 摘摘 要要.I ABSTRACT.II 第第1章章 引言引言1 1.1 物流工程现状及其发展趋势.1 1.1.1 物流学与物流工程1 1.1.2 物流工程的发展4 1.1.3 物流工程研究的意义6 1.1.4 物流工程的发展趋势7 1.2 混凝土运输公司一种新生的物流企业.9 1.2.1 预拌混凝土运输的特点9 1.2.2 混凝土运输公司11 1.3 商品混凝土搅拌专用运输车的结构及功能.12 1.3.1 混凝土搅拌运输车底盘12 1.3.2 搅拌车上装部分13 1.4 国内混凝土搅拌运输车现状与发展趋势.14 1.4.1 预拌混凝土技术的发展14 1.4.2 国产混凝

2、土搅拌运输车的现状、存在问题及发展前景15 1.5 国外混凝土搅拌车的技术及其发展.19 1.5.1 SH型搅拌筒驱动方式19 1.5.2 IFS周期装料系统.19 1.5.3 CSD恒速系统.19 1.5.4 低噪声搅拌车20 1.5.5 GSM型逆流搅拌机 20 1.5.6 快速更换系统20 CAD/CAE在混凝土搅拌运输车拌筒及叶片设计中的应用 1.5.7 F12型运输带.20 1.5.8 FBP500R型混凝土泵.20 1.5.9 冬季服务用的碎屑撒播装置和雪犁20 1.6 课题意义与选题背景.21 1.7 小结.21 第第2章章 搅拌叶片及搅拌筒设计简介搅拌叶片及搅拌筒设计简介22

3、2.1 混凝土搅拌运输车设计概述.22 2.2 搅拌叶片设计发展概况.23 2.2.1 阿基米德螺旋叶片23 2.2.2 对数螺旋叶片23 2.2.3 组合螺旋叶片23 2.3 搅拌筒设计.24 2.3.1 搅拌筒设计原则24 2.3.2 搅拌筒设计要求24 2.3.3 搅拌筒几何设计25 2.3.4 搅拌筒金属结构设计28 2.4 小结.30 第第3章章 CAD辅助设计简介辅助设计简介 .31 3.1 设计的提出及意义.32 3.2 CAD现状及功能33 3.3 参数化绘图定义.33 3.4 三维参数化绘图.34 3.4.1 三维模型的构造方法34 3.4.2 三视图的制作34 3.4.3

4、3D参数化绘图的过程34 3.5 小结.35 第第4章章 三种螺旋叶片参数化设计三种螺旋叶片参数化设计36 4.1 阿基米德螺旋叶片模型.36 4.1.1 二维方程36 4.1.2 参数确立37 4.1.3 三维方程确立37 4.2 对数螺旋叶片模型.38 4.2.1 运动分析38 4.2.2 不足及改进39 4.2.3 对数螺旋叶片分析40 4.2.4 二维方程40 4.2.5 参数确立41 4.2.6 三维方程确立41 4.3 组合螺旋叶片模型.41 4.3.1 二维方程42 4.3.2 参数确立42 4.3.3 三维方程确立42 4.4 三种叶片的对比.43 4.5 小结.44 第第5章

5、章 搅拌筒通用优化设计计算搅拌筒通用优化设计计算44 5.1 优化问题数学模型.44 5.1.1 设计变量44 5.1.2 目标函数45 5.1.3 约束函数45 5.2 求解计算及结论分析.49 5.3 小结.50 第第6章章 CAE技术在搅拌筒分析中的应用技术在搅拌筒分析中的应用51 6.1 LS-DYNA简介.51 6.1.1 LS-DYNA发展概况及分析能力51 6.1.2 材料模型51 6.1.3 单元库51 6.1.4 ALE和Euler算法.52 6.1.5 LS-DYNA应用领域52 6.2 实体模型的建立.53 6.3 搅拌筒有限元模型的建立.55 CAD/CAE在混凝土搅拌

6、运输车拌筒及叶片设计中的应用 6.3.1 HYPERMESH前处理简介.55 6.3.2 拌筒及叶片有限元网格划分56 6.3.3 拌筒和叶片之间的焊接单元58 6.3.4 边界条件59 6.3.5 集成求解器59 6.4 计算结果分析.60 6.4.1 轴向窜动61 6.4.2 应力-应变分析.64 6.5 小结.67 结结 论论68 参考文献参考文献69 致致 谢谢74 I 摘 要 预拌混凝土是一种流动性建筑材料，要将预拌混凝土从搅拌站运到建筑工地则 需要专用的运输设备混凝土搅拌专用运输车。随着市场经济的进一步完善，专 业的混凝土运输公司作为一种新生的物流企业在我国一些市场发展得比较完善的

7、地 区已经应运而生，它采取预拌混凝土的生产与运输分离的方式，成立独立于混凝土 公司以外的混凝土运输公司。混凝土运输公司的产生填补了物流行业以往在流动性 建材运输上的空白。 搅拌筒是混凝土搅拌专用运输车用于装载、转运混凝土的重要部件。该文主要 讨论混凝土搅拌运输车的搅拌装置搅拌筒及其螺旋叶片的三维参数化设计，并 应用有限元分析软件LS-DYNA对搅拌筒在不同工况下进行动力学方面的性能分析。 利用参数优化设计方法对混凝土搅拌车的搅拌筒及螺旋叶片进行总体设计，当 设计系列化产品时，只需要对相关参数进行修改，这样可减少设计人员的重复性劳 动，缩短设计周期，节省设计成本，提高设计效率。 通过对搅拌筒及叶

8、片的CAE分析可知：拌筒中部总是处于最大受力状态。所以 在实际设计中为了使拌筒的结构更为合理，根据等寿命原则，参考CAE分析计算结 果,通常考虑将拌筒及叶片分段采用不同厚度、不同材质的钢板焊接而成。 由有限元分析得出的螺旋叶片在搅拌过程中受混凝土作用时的塑性应变云图可 知：由于叶片外缘受混凝土的摩擦最大，导致叶片严重变形、受损，所以为了增加 叶片的使用寿命，通常在叶片外缘焊接钢丝以加大叶片的耐磨性。并可根据分析结 果中的叶片具体变形情况在变形较严重的地方增焊钢丝。 本文的创新点在于：新生的物流企业混凝土搅拌运输公司进行了系统的介 绍，利用参数优化设计方法解决了混凝土专用运输车的搅拌筒产品系列化

9、设计的关 键问题，同时从模型的建立方法入手，利用UG等三维建模软件对搅拌筒及叶片进行 参数化建模，并将CAD/CAE技术有效地结合起来，成功地完成了对搅拌筒各工况的 有限元分析，并得出相关重要结论，为搅拌筒及叶片等搅拌装置的结构优化设计提 供重要参考依据。 关键词：混凝土搅拌运输；CAD；CAE；有限元分析；应力-应变 II Abstract Prior mixed concrete is a building material with fluid characteristic. It needs special transport vehicle to carry the prior mi

10、xed concrete from mixing station to the building site. Along with the perfection of the market economy, the special concrete transporting corporation was giving birth as a new logistics company in the region which market developed perfectly. It established the concrete transporting corporation which

11、 independent of the concrete company with the manner of segregating the producing and transporting. The concrete transporting corporation filled up the blank of the transporting for building material. The mixing device is the most important department of the concrete mixer vehicle to load and transp

12、ort the concrete. So this paper laid emphasis on discussing three dimension parameterized design of the canister and the vane. And then the mixing device was analyzed by LS-DYNA for its dynamical performance under four different woks. For the mixing device operate different action under the four wok

13、s such as loading, mixing, stirring and unloading. In this paper, the structure of canister and the vane were designed by using the method of parameterized. When designing the series of the products, the designer just need to adjust the respect parameters. So this design can reduce repetition work f

14、or designer, shorten design period, save design cost and improve design efficiency. By using CAE technique to analyze the canister and the vane, the important result that the middle part of the canister suffered the most force of the concrete were received. Based on the results it must be considered

15、 that the parts of the canister and the vane should have the same life. So in practice the canister and the vane were generally designed by welding the armor plate having different thick and different material. Based on the analysis results of the plastic strain contour, it can be known that the out

16、side of the vane were deformed seriously due to the friction between the concrete and the vane. So it is necessary to weld a steel wire on the region which is deformed seriously on the vane to improve the endure capability. The innovations of this paper consist of many aspects as follows: introduced

17、 the new III logistics corporationconcrete mixing and transporting corporation comprehensively; resolved the important questions in series designing of the canister by using the method of parameter optimizing; Starting with building the three dimension model, modeled the mixing device-the canister a

18、nd the vane by using UG; accomplished the FEM analysis with different rotate speed of the canister with combines CAD and CAE techniques effectively; afforded many optimizing project for structure design of the canister and the vane based on the important analysis result. Key Words: Concrete Mixing T

19、ransport；CA D；CAE； Finite Element Analysis；Stress-Strain 1 第1章 引言 1.1 物流工程现状及其发展趋势 1.1.1 物流学与物流工程 物流是指物的流动，即物质资料从供给者向需要者的物理性移动，是创造时间 性、场所性价值的经济活动。物流学是研究物料流、人员流、信息流和能量流的计 划、调节和控制的科学。它在21世纪具有广泛的前景1。 物流(logistics)一词源于第二次世界大战期间美国的军事后勤工程的物资分配 (PD-Physical Distribution)，其后在欧洲和日本也得到了广泛的应用。 孙中山在1894年致清朝总理大臣

20、李鸿章的上书中，把中国的富强之经、治国之本阐 述为“人尽其才，地尽其力，物尽其用，货畅其流”。最后的“货畅其流”正是今 天所说的物流。 物流涉及到国民经济的各行各业。流通的物质涉及到国防、民生、工农业生产、 教育所用的物质、废弃物的处理与回收等。流通的工具涉及到铁路、公路、水运、 航空、邮政等各个运输行业和部门。 从经济发展的过程看，通过采取先进技术有效地降低资源消耗而增加的利润是 第一利润源，通过人力素质的提高增加的利润是第二利润源，通过降低物流费用增 加的利润是第三利润源。 广义的现代物流如图1.1所示，其作业内容包括包装、装卸、搬运、储存、流通 加工和信息管理等，涉及了从原材料生产加工最

21、终顾客的所有过程。它由3个阶 段构成： 物资采购与管理(Purchase and management)，完成从供应商采购的原材料经过 初级处理送达制造中心(生产厂)，其中3PL为第三方物流; 物料流(Material Flow)，即企业内部物流，其功能包括储存、搬运、等待或延 时、加工或装配; 物质配送(Physical Distribution)将产品送达用户，其功能包括配送、储存、拣 选、销售等。 当然图中的第阶段也可以重复出现，即前面生产的产品作为后续的生产商的 原材料。 物流工程(logistics Engineering)是物流学与工程技术结合的产物，它反映出了物 2 流业正由纯管

22、理模式向软硬科学结合的模式的转变。 图1.1 广义的物流系统 我们可以根据物流工程所面对的任务，将物流工程所涉及的内容概括如下: 管理科学在物流系统中的应用与发展; 信息科学在物流工程中的装备、设施的控制、管理、监控信息的处理，而计 算机网络、数据库是物流管理与监控的基础; 现代通讯技术也是物流工程的重要支持，目前物流系统中已引入G巧(全球定 位系统); 计算机仿真技术:物流工程是一个庞大的工程系统，采用计算机仿真技术有利 于降低投资，减少经营费用，提高系统可靠性; 系统工程科学为物流系统的分析提供了可靠的方法，运筹学、动态规划方法 等使物流系统的规划、布置更为科学合理; 物料搬运技术为物流系

23、统提供了硬件支持，现代物料搬运设备的机械化、自 动化、大型化、机器人化使物流系统的软硬件结合得更加密切; 仓储技术从原来的单独储存功能发展为集配送、储存、拣选、流动加工为一 体。 物流工程的发展源于：工业设计部门和起重运输行业对生产领域的物料流和物料 搬运，面向生产企业将原材料变成产品的制造过程的设计、研究与生产；物资流 通部门及其所属研究机构对物资流通领域的物资流通和分配的规划、运作以及研究 3 工作。 随着信息科学的发展和产业的专门化、集成化，使长期以来处于割裂的两个方面， 走到了一起，表现在以下几个方面： 物流管理的体制的变化，从过去专门的物资流通部门的“统购统销”，向多 元化的市场经济

24、发展; 物流的系统化、专业化、集成化，从而形成新型物流企业; 物流管理的信息化，决策的科学化; 传统的物料搬运设备和仓储设备向自动化、智能化发展; 物流系统的集中监控，集散控制系统在物流设备中的应用; 物流装备的监控与物流管理的集成; 计算机科学和电子商务的飞速发展，促进了物流业从传统的运作模式向现代 物流的发展。 目前，对“物流工程”有两种理解:一种认为“物流工程”是“物流系统工程” 的简写，从这个意义上理解的“物流工程”仅是从系统科学的角度对物流进行研究， 它还是停留在软科学的研究上;另一种认为“物流工程”与“物料搬运”的含义是相 同的。产生这两种想法的原因在于物流工程发展的起源的两个方面

25、，因而其理解都 是片面的。必须明确的是，物流工程是物流管理与工程技术通过信息技术的融合。 在物流工程中，如果把信息技术比喻成大脑和神经系统，工程技术构成了它的骨骼， 而物流管理科学就是它的肉体，单纯强调某一方面的作用都会偏离发展方向。 物流工程体现了自然科学和社会科学相互交叉的边缘学科的许多特征。 物流工程是以多学科综合为其理论基础的，它既是技术学科也是经济学科。 物流工作人员和研究人员需要有多方面的知识，除了要掌握生产、运输等技术知识 外，还要掌握经济学、统计学等经济管理知识。 物流工程研究的对象一般是多目标决策的、复杂的动态系统。在系统分析时， 既要考虑其经济性指标，又要考虑技术上的先进性

26、、科学性。因此，其研究方法不 仅要运用自然科学中常用的科学逻辑推理与逻辑计算，同时，也常采用对系统进行 模型化、仿真与分析的方法。研究中，常采用定量计算与定性分析相结合的综合性 研究方法。 物流工程作为一门交叉学科，它与其他学科有着密切的联系，如机械工程、 机械电子学、生产加工工艺学、计算机科学等。 4 1.1.2 物流工程的发展 1.1.2.1 物流工程的历史及现状 物流工程起源于早期制造业的工厂设计2。早在1776年，苏格兰经济学家亚当 斯密在其著作国富论中，提出了“专业分工”能提高生产率的理论，提出可以 设计一个生产过程，使劳动力得以有效的利用。 18世纪末，美国发明家惠特雷将生产过程化

27、分成几个工序，使每个工序形成简 单操作的成批生产，并提出“零件的呼唤性”的概念，用了10年时间来发明、设计、 制造他提议的机器，并布置他的工厂。 20世纪初，工业工程和科学管理的创始人之一吉而布雷斯在建筑工作中提出的 动作分析和后来的流程分析就带着物流分析的含义。 所以，可以说自从有了工业生产就产生了工厂设计和企业物流的问题。 19世纪末到20世纪30年代，以泰勒为首的工程师对工厂、车间、作坊进行了一 系列调查和试验，细致地分析、研究了工厂内部生产组织方面的问题，倡导“科学 管理”。当时工厂设计的活动主要有3项，即操作法工程(Methods Engineering)、工 厂布置(Plant L

28、ayout)和物料搬运(Material Handing)。其中操作法工程研究的重点是工 作测定，动作研究等工人的活动;工厂布置则研究机器设备，运输通道和场地的合理 配置;物料搬运就是对原材料到制成产品的物流控制。在此期间，主要凭经验和定性 方法开展工厂设计。 二次大战后，被战争破坏的国家需要重建工厂，工厂的规模和复杂程度明显增 大。工厂设计不仅要运用复杂的系统设计运筹学、统计数学、概率论，同时系统工 程理论、电子计算机技术也得到普遍应用。工厂设计和物流分析逐渐运用系统工程 的概念和系统分析方法，逐渐扩大到非工业设施，包括各类服务设施，如机场、医 院、超级市场等。“工厂设计”一词也逐渐被“设施

29、规划”、“设施设计”所涵盖。 从20世纪50年代起，管理科学、工程数学、系统分析的应用，为工厂设计由定 性分析转向定量分析创造了条件。这期间陆续发表了一些工厂设计的著作，如爱伯 尔的工厂布置与物料搬运、穆尔的工厂与设计、缪瑟的系统布置设计 和物料搬运系统分析等。 20世纪70年代以来，推出了一些计算机辅助工厂布置程序，较著名的有 CRAFT(位置配置法)、CORELAP(相互关系法)、ALDEP(自动设计法)、PLANET(分 5 析评价法)等。这些程序是以搬运费用最少、相互密切度最大为目的，以产生一个最 好的工厂布置方案。Muther提出的物料搬运分析，提供了一套完整的、易于实行的 阶段划分

30、、程序模式和习惯表示法。这种逻辑性的、条理化的分析方法，被各国广 泛采用。成组技术的发展，为小批量、多品种加工工厂的设计，提供了工艺过程选 择和规划乃至整个生产关系管理合理化的科学方法。计算计辅助工厂设计逐渐进人 实用阶段，可进行布置设计、场地设计、建筑设计、物料搬运系统和工艺流程的布 置及动态模拟。CAD广泛应用于规划设计的各个阶段。 20世纪80年代，在物流系统分析中，利用计算机仿真技术进行方案比较和优选、 复杂系统的仿真研究，包括从原料接收到仓库、制造、后勤支持系统的方针、仓储 系统进行分析、评价的方针等，设施设计的动态、柔性问题的研究，利用图论、专 家系统、模糊集理论进行多目标优化问题

31、的探讨。 20世纪90年代，结合现代制造技术、FMS、CIMS和现代管理技术JIT等进行物 料搬运和平面布置的研究，物流系统的研究也扩大到从产品订货开始直到销售的整 个过程:充满生机和活力的物流业在全球范围内蓬勃发展起来。 1.1.2.2物流工程在我国的发展情况 设施设计起源于工厂设计，是生产系统设计的重要组成部分，根据其系统(如工 厂、学校、医院、办公楼、商店等)应完成的功能(提供产品或服务)对其各项设施(如 设备、土地、建筑物、公用工程)以及人员、投资等进行系统的规划和设计。设施设 计是工业工程的重要内容之一，近些年来发展很快，已经形成了一个重要的独立科 研方向和技术体系。它以物流为研究对

32、象来研究各种物质系统的分析、规划、设计、 管理与控制，并强调信息流在系统中的作用，以求系统的最优效益。 我国建国初期的工厂设计一直沿用前苏联的设计方法，即注重设备选择的定量 运算，对设备的布置以及整个车间和厂区的布置则以定性布置为主:这种方法在当时 起到了积极作用。但是，随着科技的发展，人类空间的缩小，新建或改建一个工厂 仍完全按此粗放型布局已越来越不适应我国经济发展的需要。 1982年，美国物流专家Richard Muther来华讲授系统布置设计 (SLP)、物料搬运 设计(SHA)、系统化工业设计规划(SPIF)，国内将其3本著作翻译出版，产生了极大 的影响；日本物流专家在北京、沈阳、西安

33、等地举办国际物流技术培训班，系统介 绍了物流技术的合理化技术和企业物流诊断技术3。 在这些理论的影响下，我国的物流工程与设施规划业迅速发展起来。1987年国 内也出版了第一本物流学方面的专著物流学及其应用，各地纷纷建立物流研 6 究机构。但是由于物流基础的落后，这些研究机构并没有能够真正起到应有的作用， 有的研究机构在很短时间内就消失了。 实际上，近几年物流工程的迅速发展更多地是来自于物流系统装备和管理软件 的发展，特别是欧洲和日本的技术和装备的引进，CIMS工程在一些企业的进行，加 快了物流工程的发展。已有一些大型企业进行了物流系统的建设和重组，如青岛海 尔、东风汽车、广东宝洁、烟草行业已成

34、为物流系统实施的重要领域4,5。 中国机械工程学会从1994年开始举办现代物流技术与装备国际会议，目前已举 行了3届，2000年召开的第一届国际机械工程会议中专门设有物流工程论坛。 目前，中国物流工程的重要性逐步被社会所认识，被认为是国民经济中的一个 重要组成部分。同时，提高物流效率，降低物流成本，向用户提供优质服务，实现 物流合理化、社会化、现代化也是各国物流界面临的共同课题。 1.1.3 物流工程研究的意义 国内外生产实践充分说明了物流研究对企业管理、提高经济效益的重要作用， 意义十分深远。国外许多企业称物流研究为创造效益的第三源泉，其重要意义表现 在如下几个方面: 可大幅度减少工作量，减

35、少劳动力数量，减轻工人的劳动强度 在大量生产的机械制造企业中，加工1t产品平均搬运量为60t次以上，一般工厂从事 搬运贮存的工作人员占全部工人的15%20%。所以合理布置，设计物流系统，对企 业关系重大。 可大幅度缩短生产周期，加速资金周转 过去，设计人员在生产系统设计时，往往只注意到先进的制造工艺对提高生产率、 降低成本所起到的作用，缺乏对整个物流系统的分析。经统计和分析表明，在工厂 的生产活动中，从原材料进厂到成品出厂，物料真正处于加工等纯工艺的时间只占 生产周期的5%10%，而90%95%的时间都处于停滞和搬运状态。所以减少物流时 间，可缩短生产周期和交货期，提高资金周转能力，增强企业竞

36、争能力。 降低物流费用，可降低生产成本，减少流动资金占用，增加企业利润，提高 企业经济效益 资料表明，在制造业中，总经营费用中20%50%是搬运费用，在矿业生产中物 流所占用的资金、人员、产品的成本均在50%左右，而优良的物流系统设计，可使 这一费用减少到10%30%。人们把物流降低的费用比作“冰山一角”，可见的部分 很少，还有大部分是不可见的效益。在工业发达国家，出除了营销、降低原材料和 7 能源消耗外，已把改造物流搬运、改善工厂中物流组织，看作是减少和节省开支以 获取利润的“第三源泉”。 提高产品质量 产品在搬运、贮存过程中，若搬运手段不善，造成磕、碰、伤，从而影响产品 质量的现象非常严重

37、，而企业的管理者往往忽视这个问题。湖北某汽车制造厂传动 轴厂统计表明，该厂机床加工能力可保证质量98%而运到装配线上后合格零件只剩 下60%，搬运中损坏35%以上。因此，它们加强工位器具研制和运输过程管理，现 在零件到达装配线合格率达95%以上，质量大幅度提高。 促进技术改造，为企业发展提出新的要求 新工艺、新设备的采用，往往导致物流过程的缩短；反之，物流过程的改造更 要求采用新工艺、新设备。 文明生产、安全生产 上海某拖拉机制造厂统计，直接与搬运有关的工伤事故占总工伤事故的30%以 上。所以物流系统合理化，有利于改善环境的生产组织管理，提高安全生产水平。 综上所述，物流系统研究可提高我国制造

38、企业管理水平，促进生产系统发挥全部生 产能力，增加企业经济效益，提高企业在国际市场上的竞争力，意义十分重大。 1.1.4 物流工程的发展趋势 我国的物流工程经过了20年的发展已初具规模，但是与欧美、日本等物流先进 国家相比还有很大差距。今后的物流工程的发展趋势主要体现在下面几个方面： 1.1.4.1 物流的系统化 物流是从原料到最终商品的流动的庞大的系统，物流工程必须以物流过程整体 为对象，对供应、制造、销售广义制造过程中产品、服务及其相关信息的流动与储 存进行规划、执行和控制。随着全球竞争和全球制造的日益加剧，越来越多的制造 企业意识到，要想获得长期的发展，不仅要降低生产成本，更重要的还要为

39、顾客提 供及时、准确、具有个性化的产品和服务。很多研究和实践表明，通过合理设计和 管理物流系统，可以达到提高企业竞争优势的目的。 1.1.4.2 物流的信息化 随着全球经济的一体化趋势，当前的物流业正向全球化、信息化、一体化发展。 商品与生产要素在全球范围内以空前速度自由流动与配置。电子商务技术与互联网 8 的应用，使物流效率的提高更多地取决于信息管理技术。电子计算机的普及应用提 供了更多的需求和库存信息，提高了信息管理科学化水平，使产品流动更加容易和 迅速。物流的信息化包括：商品代码和数据库的建立、运输网络合理化、销售网络 系统化、物流中心管理电子化及其林业管理信息系统等。 1.1.4.3

40、物流的社会化和专业化 为实现少库存或零库存，物流中心、批发中心或配送中心及代理中心应运而生， 而且在国外已相当普遍。目前国外实行配送的产品十分广泛，不仅有生产资料、日 用工业品，连图书、光盘也配送。制造企业的销售与供应很大程度上由物流代理公 司来实现，企业根本不设销售和供应部门。通过这些形式可以进行集约化管理，在 一定半径内实现物流合理化，从而大量节约流通费用和流动资金，并实现资金流的 合理化。日本的流通产业就是一个成功的例子。 1.1.4.4 仓储、物流装备的现代化 物流离不开物流装备与仓储、仓储现代化要求高度机械化、自动化、标准化， 组织起高效的人机物系统.运输的现代化要求建立铁路、公路、

41、水路、空运 与管道的综合运输体系，这是物流现代化的必备条件。所以发达国家都致力于港口、 码头、机场、铁路、高速公路、仓库等建设，为了减少运输费用，大量改进运输方 式与包装方式，比如发展集装箱、托盘技术，提高粮食、水泥等物资的散装率，研 制新型的装卸机械等。物流装备正向大型化、自动化和智能化发展。 1.1.4.5 物流与商流、信息流一体化 按照流通规律，商流、物流、信息流是三流分离的。但是现代社会不同的产品 形成不同的流通方式与营销业态，比如生产资料不仅有直达供货与经销制，还有代 理制、配送制，与人民生活有关的产品还有连锁经营，这就要求物流随之而变化。 许多国家的物流中心、配送中心实现了商流、物

42、流、信息流的统一。代理制的推行 也使物流更科学、更合理，许多代理行业实现了三流合一。 1.1.4.6 物流系统的柔性化 随着市场经济的发展，计划经济时期的固定物流运作模式转变为多样化，市场 的多变性，产品的小批量、多品种，要求物流系统具有对这种物流运作方式的适应 9 性以满足生产企业和用户对产品的需求。 1.1.4.7 物流系统的仿真技术6 物流系统是一个庞大的系统，其实施需要巨大的资金和人力投人。为保障其实 施的科学性和可靠性，需要在实施之前进行仿真研究。目前德国的L城L已经开发出 了物流系统仿真研究中心。 1.2 混凝土运输公司一种新生的物流企业 混凝土是现代基本建设中被最广泛采用的建筑材

43、料，随着我国建筑业突飞猛进 的发展，与混凝土使用相关的一些问题日益突出。一是对混凝土质量的监控难以实 施，这直接导致了建筑物质量多次出现问题。典型的如一些塌桥坏路事件，给国家 和人民生命财产造成重大损失；二是建筑工地搅拌混凝土时，粉尘、噪声、污水对 工地周围环境造成很大污染；三是建筑工地往往地域狭窄，建筑材料堆放场地十分 紧张。为了解决这些问题，我国在借鉴发达国家经验的基础上，从20 世纪80年代开 始推广混凝土集中搅拌技术，并从90年代起通过行政命令全面实施建筑工程使用预 拌混凝土的方案7,8。 1.2.1 预拌混凝土运输的特点 预拌混凝土就是混凝土搅拌与使用分离，混凝土集中在搅拌站生产，然

44、后运到 工地使用，一个搅拌站可以为半径20km以内的工地服务。由行政法规规定该范围内 的施工工地必须使用预拌混凝土，不得现场搅拌。这样只要控制了搅拌站生产的混 凝土的质量，就可以对该范围内工地施工所用混凝土质量进行有效控制，同时施工 场地紧张及环保等一系列问题也就迎刃而解了。 改革开放以来，建筑业已成为我国国民经济的一大支柱产业。建筑业的发展， 决定了预拌混凝土使用量的不断增加。我国预拌混凝土主要用于城市公用、民用建 筑中。目前预拌混凝土的年消耗量，小城市约为100万m3，中等城市为100300万 m3，大城市为300500万m3，特大城市超过500万m3，将这些预拌混凝土从搅拌站运 到施工工

45、地是预拌混凝土使用中的重要一环。按每辆混凝土搅拌运输车每年可运输 预拌混凝土1.5万m3计，每个城市就需要几十到几百辆混凝土搅拌运输车，这就造就 了一个特殊的运输行业混凝土运输业9,10。 与一般的货物运输不同，混凝土运输有如下特点： 10 1专业性强。预拌混凝土的运输必须由专门的混凝土搅拌运输车来完成。混凝 土搅拌运输车属于一种特种重型运输车辆，要求能够自动完成装料和卸料，运输过 程中要对车内的预拌混凝土不停地进行搅拌，以保证预拌混凝土的质量。混凝土搅 拌车除运送预拌混凝土外，一般不能他用。 2服务性强，均衡性差。运输业本来就是一种为顾客提供劳务的服务性行业， 混凝土运输更是直接为建筑工地服

46、务，一切工作必须围绕用户(工地)的施工进度来 安排。只要用户施工需要，就必须马上将预拌混凝土送到用户指定的地点，真正做 到“二十四小时随叫随到”，不能提前，也不能推迟，否则不但将造成预拌混凝土 的浪费，还会给企业的信誉带来负面影响。 3时间性强。预拌混凝土生产出来以后一般必须在2h以内使用到工作面上(这 个时间要求因预拌混凝土的型号不同而有所不同个别特殊型号的预拌混凝土必须在 20min内使用)，在此时间内搅拌不能停止，一个工作面完工前预拌混凝土的供应不 能中断。这些要求必须一环扣一环地严格满足，没有“灵活掌握”的余地。 4运距短。一般合理的运距在20km以内。目前我国很少有专业的混凝土运输企

47、 业。一般是混凝土公司集混凝土的生产及运输于一身，其管理模式多是混凝土公司 下设搅拌站和混凝土搅拌运输车车队，后者为公司内部的非独立核算单位，主要为 本公司的混凝土销售服务，其创造的效益包括在混凝土的销售收入内。这样的管理 模式是与当前我国市场经济发育尚不完全的形势相适应的。在这样的管理模式下， 混凝土搅拌运输车由混凝土公司管理，有利于提高服务质量，有利于预拌混凝土的 经营销售，但是对于混凝土搅拌运输车的管理来说，却是十分不利的。这种管理模 式带来一系列的问题： 1不利于提高设备的使用效率。混凝土搅拌站生产的不均衡性很大，大部分时 间工作在50%的负荷下，只有10% 20%的时间负荷会达到10

48、0%，这就给混凝土搅 拌运输车的配置带来很大的问题：如果按满负荷配置，在大部分时间设备会大量闲 置，否则又满足不了生产需要。所以目前混凝土公司只要经济条件允许，一般都要 按满负荷的80%90%配置混凝土搅拌运输车，这就造成了资源的很大浪费。 2不利于混凝土搅拌运输车的设备管理。混凝土搅拌运输车的固定资产投资要 占混凝土公司固定资产投资的70%左右，但混凝土公司的主要业务是预拌混凝土的 生产和销售，混凝土搅拌运输车的设备管理往往被放到次要位置，对于混凝土搅拌 运输车的维修保养、设备完好情况、油料轮胎等应有的日常管理都有所忽视，因此 往往造成设备完好率降低、寿命下降，以及营运成本上升的后果。 3不

49、利于混凝土搅拌运输车的效益成本管理。由于在混凝土公司内部，混凝土 11 搅拌运输车的收入支出都混在销售预拌混凝土的一本账里，难于对混凝土搅拌运输 车进行单独考核，因此混凝土搅拌运输车的成本控制松懈，一般也不去考核，这对 降低成本提高效益十分不利。 4不利于对混凝土搅拌运输车车队职工的管理。在这样的管理模式下车队内部 往往管理松懈，考核难以实行，成果与付酬难以挂钩，造成管理困难。 1.2.2 混凝土运输公司 随着市场经济的进一步完善，在经济活动中人们必然自觉地按市场规律办事。 因此，专业的混凝土运输公司作为一种新生的物流企业在我国一些市场发展得比较 完善的地区已经应运而生，它采取预拌混凝土的生产与运输分离的方式，成立独立 于混凝土公司以外的混凝土运输公司11。它利用自有的混凝土搅拌运输车为一个地 区内的各个混凝土搅拌站及建筑工地提供预拌混凝土的运输服务，按混凝土的运量 及运距收取运费。这种市场化的运作方式比起现有的混凝土公司的运作方式是一个 明显的进步。 1使预拌混凝土产业的社会分工进一步完善。预拌混凝土的生产属于建材行业， 而预拌混凝土的运输属于运输行业，它