智能包裹分揀生產線運用探索

（重慶工業自動化儀表研究所，重慶 401123）

由于電商的飛速發展，帶動我國的物流行業、快遞行業飛速發展，物流快遞包裹的數量日益增加，傳統的人工分揀已經趕不上快遞增長的數量，傳統人工分揀生產線就只有一條生產線，兩側都是分揀工人，進行對包裹進行分揀，這樣快遞分揀人員數量龐大，分揀速度較慢，從而智能包裹分揀生產線投入生產運用。智能包裹分揀生產線投入生產，能夠通過視覺系統（或PLC控制系統）對包裹自動識別分區，智能包裹分揀生產線的投入，使物流快遞行業的發展更加迅速。貨物通過視覺系統窗口，數據被錄入系統，系統對數據進行自動讀取和處理，數據上傳和更新，通過網絡可以查詢自己快遞包裹運送更加清楚，實現物流的智能化。視覺系統廣泛運用于工業自動化領域，智能包裹分揀采用高效工業相機識別，DSP運用于分揀系統，它具有高效計算能力；TMS320C6678圖像處理系統，提高數據提取和傳輸的能力；通過網絡或者IO接口，直接對上位機及PLC進行傳遞，進而降低包裹分揀的出錯率。

1 生產線的方案探討

1．1 方案與設計探討過程

（1）實地考察。依據現場實際測量，廠房的尺寸，廠房尺寸為50×10×5m，中間豎有立柱，立柱尺寸為400×400mm，外墻設置門洞，尺寸為8×5m，貨車將包裹送至門洞口，人工下貨，下貨后參與包裹分揀，分揀完成整個動作，快遞員將每個端口的快遞包裹送貨到家。

（2）設計要求。依據當地街道、村莊及社區的數量進行端口設置，設置6個有效分揀端口，一個包裹異常端口；包裹異常端口需要人工進行處理相關未知識別的包裹；使用皮帶輸送，分揀機進行快速分揀；分揀能力能夠達到5000件/小時，能夠連續24小時進行分揀；控制系統運行穩定，在設備安全運行的情況下，不出現分揀錯誤（異常包裹除外）的情況，分揀機能夠快速分揀，數據傳輸能力及數據保護等功能。

（3）數據測定與方案設計。①需求分析。依據場地及整個物流的運行流程，設計方案布局設置1個掃碼上件投包位、6個包裹下線下包位、1個異常包裹收集區。通過對貨車運送的快遞包裹進行實際測量，每車貨運量在5000件/車，包裹的尺寸≤800mm的占整個的比例為97.5%，故設定輸送線有效寬度為800mm。

②運用功能。智能包裹分揀生產線是將每次貨車運來成千上萬的包裹進行分選；然而分選是按照地區進行逐級分區。由于貨車運輸的包裹是較大地區的所有快遞包裹，就會導致每個地區的快遞包裹混雜，需要對該地區的包裹進行分區分選，達到下一級的分街道、區縣，最終由快遞員將分區好的包裹分別送貨到家。

③設備組成。智能包裹分揀生產線由輸送系統、分揀系統、視覺系統和控制系統組成。A.輸送。輸送系統的設備組成：3米傳輸皮帶1、90°輸送皮帶轉彎機、5.4米傳輸皮帶1、90°斜輪式分揀機1、5.4米傳輸皮帶2、90°斜輪式分揀機2、5.4米傳輸皮帶3、90°斜輪式分揀機3、3米傳輸皮帶2、無動力輸送線；傳輸皮帶采用優質鋁合金作為骨架，防靜電優質綠色PVC輸送皮帶，驅動采用西門子的伺服電機及控制器。B.分揀。分揀系統由90°斜輪式分揀機及每個分揀機的控制系統組成，分揀機采用斜擺輪分揀形式，設備主要由聚氨酯輪、驅動電機、“O”型帶和控制柜等部件組成。系統核心器件采用連桿驅動，其內部采用推力球軸承變換方向，同規格的聚氨酯輪、“O”型帶、U型支架、組合形成擺向機構。系統縱向輸送時，由聚氨酯輪與“O”型帶傳送接觸產生輸送；由連桿驅動與推力球軸承接觸產生左向轉動，通過控制伺服電機的旋轉方向，控制包裹分揀的流動方向，從而實現包裹單向、雙向多角度的轉向。在系統中即可實現分流、合流功能，又能對輸送包裹進行分揀。C.視覺。視覺系統可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和控制部分。設備組成：LED照明擴展單元、16倍速彩色工業相機、7核XG-X200高速型DSP圖像處理控制器、PLC、觸摸屏、光纖傳感器以及服務器組成。DSP在視覺圖像領域的運用DSP是一種嵌入式高性能處理器，廣泛用于聲吶，雷達，遙控、導航、無線電、軍事工業運用等領域。在視覺上主要是運用于缺陷檢測、尺寸測量、顏色分選、運動檢測或跟蹤、字符、二維碼、條碼的識別、視覺定位等職能圖像處理分析等。D.控制工藝流程。人工卸車，將包裹放置到傳輸送線上，且將訂單信息朝上，使相機能夠清晰的拍照，通過傳輸帶的傳輸將包裹輸送到每個相機位，相機拍照通過網絡端口將圖片信息傳輸給圖像處理系統，經過圖像處理識別條碼（二維碼），將條碼信息傳輸到上位機，上位機將與訂單比對，比對完成包裹運輸的區域代碼（貨物代碼），由上位機將貨物代碼傳輸到控制系統，控制系統對應的包裹代碼為分揀命令信號，傳輸給相應的分揀機構，最終分揀機安裝對應的分揀命令進行分揀，完成整個生產線的自動分揀。在包裹的上件傳輸皮帶上安裝一個光電計數器，會對總的快件數量進行計數，未能自動識別的包裹通過光電計數器進行統計，且會通過異常口集中處理，以上為整個分揀系統的設計及工藝流程。傳統的采用人工掃描錄入數據，及確認分揀出口端位置；若在操作的過程中出現誤操作，會導致整個生產線亂碼及相關數據的錯誤；且數據保護及傳輸存在較大問題，傳統分揀線，不能實時的將數據傳輸給控制中心及網絡客戶端。然而此設計可以將數據與上位機和下位機對接，操作工人可以及時打印包裹的訂單數據，及網絡管理此包裹的物流訂單詳情，即時更新數據。

2 生產線的特性

2．1 智能化

智能包裹分揀生產線的生產全程采用人工智能技術、自動化分揀技術、信息工程與互聯網技術，能夠解決庫存水平的確定、運輸道路的選擇、自動跟蹤的控制、自動分揀的運行、物流配送中心的管理等問題。

2．2 高效性

智能分揀系統，采用模塊化設計和控制，可以靈活組裝，能完美對接各環節軟硬件，分揀效率達5000件/小時，廣泛應用于電商、快遞、食品、醫藥、物流等行業。

2．3 柔軟化

實現智能包裹分揀系統的柔軟化，必須以顧客為中心的理念運用于生產領域，即真正地根據消費者的需求變化來靈活調節生產工藝。智能包裹分揀的發展也應該如此，必須按照客戶的需要提供高度可靠的、特殊的、額外的服務。“以顧客為中心”服務的內容將不斷增加，服務的重要性也將越來越高，如果沒有智能包裹系統的柔性化是不可能達到的。

2．4 信息一體化

利用信息化系統管理系統，智能分揀系統既包括企業內部生產過程中的全部物流活動，也包括企業與企業、企業與個人之間的全部物流過程。智能物流分揀的信息一體化是指智能物流活動的整體化、信息化和系統化，它是以智能管理為核心，將物流過程中分揀、運輸、存儲、包裝、裝卸等諸換屆集合成一體化系統。以最低的成本向客戶提供最滿意的物流服務。智能物流分揀系統無論其規模大小，都會使用一些軟件來進行訂單管理、倉庫管理、物料控制與設備控制等。信息一體化的智能物流分揀系統、倉庫管理系統與倉庫控制系統的設計目的在于通過管理任務信息，都可以顯示于一個訂單、一個的用戶、一個批次、一次運輸、一次存儲、一次裝卸等都可以做到單獨的界面，不論是工業生產，還是智能研究，關于智能物流分揀系統一般采用的是WMS或ERP（企業資源規劃）系統

3 結語

伴隨著物流的國際化、物流技術的全球化和物流服務的全面化，物流活動并不僅僅局限于一個企業、一個地區或一個國家，智能物流涌進這個大家庭中，智能包裹分揀作為智能物流的一個環節，為實現貨物在國際間的流動和交換，以促進各個地區的經濟發展和資源優化配置，一個社會化的智能物流體系已經形成。構建智能物流體系對于降低商品流通成本起到決定性的作用，并成為智慧化社會發展的基礎。